暗号技術企業[[alloc] init]が9月24日に発表した研究論文は、ビットコインのコンセンサスルールを変更せずに、より強力な支払いの機密性を追加する方法を提案している。Shielded Bitcoinと呼ばれるこの設計は、支払いの内容をオーバーレイ内に隠すが、ビットコインの台帳は公開のままとなり、検証・入金・出金に関する重要な問題をビットコインの外部に移す。

現在のビットコインは仮名性であり、プライベートではない

ビットコインの台帳は、金額、タイミング、アドレス間のコインの流れを記録している。これらの記録は、取引所の記録、加盟店データ、アドレスクラスタリング手法と組み合わせることで、一見別々のアクティビティを関連付けることができる。ビットコインのホワイトペーパー自体が公開の取引履歴について記述している。

この論文は、ルール変更なしにより強力な支払いの機密性をユーザーが得られるかを問うている。その答えは、ビットコインを公開および順序付けレイヤーとして使用、別個のソフトウェアがプライベートな送金を再構築・検証するというものである。

ビットコインは支払い自体ではなくキャリアを確認できる

これが中心的な区別である。ビットコイン自体はゼロ知識証明を検証せず、シールドされた残高システムを管理しないにもかかわらず、ビットコインのトランザクションはマイニングされ永久に記録されうる。このプロセスは3つのステップで実行される：

1. ビットコインがエンベロープを記録する。 チェーンは、データが公開されたこと、公開された時期、支払われた手数料、ブロック順序における位置を確定する。
2. オーバーレイが再生して検証する。 独立したインデクサーがプロトコルの状態を再構築し、証明を検証し、シールドシステムのルールに失敗するエンベロープを拒否する。
3. 有効な送金のみがプライベート残高を変更する。 無効なエンベロープはビットコインの履歴には残るが、Shielded Bitcoin内で受け入れられる送金は生まれない。

この提案はZcashで知られるモデルを使用している。価値は暗号化されたノートで表され、送金者はそのノートを費やせること、および新たな価値が生み出されていないことをゼロ知識で証明する。ヌライファーと呼ばれる公開マーカーがノートの二重支払いを防ぐ。同じビットコイン履歴を再生する者は誰でも、同じノートツリーとヌライファーセットに到達するはずである。

このアイデアはビットコインのルール変更を回避するが、ビットコインをプライベートな支払いの検証者にはしない。この分離が、プライバシー上の利点とそれに伴うリスクの両方を形作っている。

Shielded Bitcoinが隠すもの、そして依然明らかになるもの

シールドシステム内では、プライバシーの対象は広範である：送金者、受取人、金額、および費やされたノートと新たに作成されたノートの関連は暗号化される。外部の観者は、誰が誰にいくら支払ったかを知ることなく、有効なプライベートな送金が発生したことを検証できる。

これらの公開された痕跡は、読者が予想する以上に重要になりうる。特徴的な入金額の直後にシールドアクティビティが続いたり、後で同程度の出金があったりすれば、ユーザーの身元に関する有用な手がかりとなりうる。Shielded Bitcoinは支払いの内部グラフを機密にするよう設計されており、ユーザーがビットコインネットワークから不可視になると約束するものではない。

BIP 352で記述されたSilent Paymentsは、この範囲の違いを示している。Silent Paymentsは、外部の観察者が支払いを再利用可能な受信アドレスに紐付けるのを防ぐことを目的とするが、金額を隠したり、ビットコインのUTXOグラフを暗号化したりはしない。Shielded Bitcoinはより広範な機密性を目指すため、ウォレットと支援ソフトウェアにはるかに多くを求める。

ビットコインを変更せずに保つコスト

ビットコインユーザーは新しいコンセンサスルールに合意する必要がない。ベースチェーンはデータの可用性とトランザクションの順序付けを提供し、オーバーレイが選択されたデータを解釈して独自のプライベートな状態を維持する。Shielded Bitcoinはサイドチェーンのような独立したブロック生成者を持たず、その状態はビットコインの公開された記録から再構築される。

ユーザーにとっては、有効な支払いを作成する前に、ウォレットが正しく再構築されたルートとノートの位置を必要とするという意味である。これは、ローカルでの完全な再生、ビットコインデータに対してインデクサーの回答を検証する方法、またはインデクサーを直接信頼する方法で実現できる。論文によれば、インデクサーはユーザーのノートを費やすことはできないが、信頼できないインデクサーは、回答を検証できないウォレットに対して検閲、遅延、または古い情報を提供しうる。

このトレードオフは、ビットコインのファイナリティは維持される一方で、ユーザーがプライベートな支払いを完了する能力は、オーバーレイがビットコインの履歴について正しく検証可能な見解を持っていることに依存するというものである。

再編成（リオーグ）がさらなる複雑さを加える。シールドされたはアクティブなビットコインチェーンから再構築されるため、リオーグは最近のルートを変更し、保留中のシールド送金の再構築を強いる可能性がある。これは必ずしも致命的な欠陥ではないが、通常のビットコインの支払いよりも要求の厳しいウォレット体験である。

この提案には実際のBTCに対する答えがまだ必要

Shielded Bitcoinは、BTCがプライベートノートシステムに入った後に何が起こるかを記述している。しかし、通常のBTCが入金時にどのようにロックされ、出金時に解放されるかについてはまだ規定していない。著者らはペグインおよびペグアウトの構成要素を別のPIPEs v2の研究に委ねている。

ここでプライバシー設計が実際の所有権と接する。ブリッジ、ボールト、またはアンロック機構は、誰が出金できるか、オペレーターが消失した場合に何が起こるか、どの出金が検閲されうるか、どの情報が公開されるかを決定する。論文は、入出金がトラストレス、プライベート、または検閲耐性になると主張していない。

Galaxyの調査分析は、未完成のペグが最大の展開上の課題であると特定している。また、この提案がより大きなOP_RETURNデータキャリアを許容するリレーポリシー環境に依存していることも別途指摘している。

目に見える手数料とリレーの問題

論文が提案する2入力・2出力のプロファイルには、610バイトのプロトコルエンベロープと625 vbyteのOP_RETURN出力が含まれる。10 sat/vBでは、この出力だけでビットコイントランザクションの残りの部分を除いて約6,250サトシのコストがかかる。50 sat/vBでは、同じく約31,250サトシとなる。

この設計は、Bitcoin Core 30.0で導入されたより寛容なデータキャリアのデフォルト設定を前提としている。これらは設定可能なリレーポリシー設定であり、すべてのトランザクションにネットワークによって転送されるコンセンサスレベルの権利を与えるものではない。

暗号技術は実装リスクを排除しない

Shielded Bitcoinは現在、セキュリティモデルに誠実に実施されたトラステッドセットアップセレモニーを含む証明システムGroth16を使用している。論文ライトクライアント証明も今後の課題としている。ローカルでの完全な再生はコストがかかる可能性があり、ウォレットはインデクサーの情報を検証するか、それを提供するサービスへのより強い依存を受け入れるかを選ぶことになる。

だからこそ、数学と併せて公開コード、独立したレビュー、回復計画が重要である。6月には、独立した研究者がZcashのOrchard回路に重大な健全性バグを発見し、Zcash Foundationは既知の悪用が行われる前にOrchardのシールドトランザクションを一時的に無効化した。この事件はShielded Bitcoinとは無関係だが、一見健全に見えるプライバシーシステムでも実装の品質に依存しうることを示している。

プライバシーツールでも規制されたゲートウェイとの向き合いは残る

論文にはビューイングキーが含まれており、当局が承認された入金を証明する任意のモデルが概説されている。これにより、保有者は資金を費やす鍵を手放すことなく、選択した支払い情報を監査人と共有できる可能性がある。

それでも取引所とカストディアンの判断はなくならない。彼らは受け取るシールド残高の出所、所有権、許容できる開示を確立する必要がある。金融活動作業部会（FATF）は7月、調査対象の管轄区域の83%がトラベルルール法を成立させ、さらに11%が実施中であると発表した。プライベートな送金レイヤーは、これらのデータおよびデューデリジェンスの義務と共存しなければならない。

これが使えるプライベート決済システムになる前に

まだ5つの要素が必要である：

• 完全なペグ： 明確な入金、出金、回復、検閲ルール。
• 公開実装： コード、テストベクトル、再現可能なウォレットの動作。
• 独立したレビュー： 暗号、ソフトウェア、ブリッジセキュリティの監査。
• ライトクライアント検証： インデクサーを完全に信頼せずにシールド状態を確認する方法。
• 実世界でのテスト： 手数料、リレー動作、選択的開示が実務で機能することの証拠。

Shielded Bitcoinは、ビットコインのルールを変えずに、ビットコインを取り巻く形でプライベートな支払いを設計できることを示している。未回答の問題は表面的なものではない：それらは、ユーザーがどのようにシステムに参加するか、安全に退出できるか、そしてビットコインチェーンを超えたソフトウェアにどれほどの信頼を置く必要があるかを決める。

この記事は情報提供のみを目的としており、金融、投資、法律に関する助言を構成するものではない。Shielded Bitcoinは研究提案であり、その技術設計、実装状況および関連する政策の前提は変更される可能性がある。