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Der Beitrag A Hitchhiker’s Guide to Privacy-Preserving Cryptocurrencies: A Survey on Anonymity, Confidentiality, and Auditability präsentiert eine umfassende und technisch fundierte Übersicht über den Forschungsstand im Bereich datenschutzfreundlicher digitaler Währungen. Er betrachtet sowohl dezentrale Kryptowährungen wie Bitcoin und Monero als auch zentralbankgestützte digitale Währungen (CBDCs). Ein zentrales Element ist die Entwicklung einer Taxonomie von Datenschutzanforderungen. Diese umfasst Anonymität des Senders und Empfängers, Vertraulichkeit des Transaktionswerts, Unverknüpfbarkeit von Transaktionen und die Möglichkeit der selektiven Offenlegung von Informationen für regulatorische Zwecke (Prüfbarkeit). Diese Anforderungen werden mit konkreten kryptografischen Primitiven, Protokollmechanismen und Systemarchitekturen in Verbindung gebracht.
Die Autoren gliedern die Entwicklung der datenschutzfreundlichen Kryptowährungen in drei Generationen. Die erste Generation basiert auf zentralisierten Systemen, die oft Blind Signatures verwenden, um die Anonymität der Nutzer zu gewährleisten. Hierbei ist jedoch die Prüfbarkeit der Transaktionen oft eingeschränkt. Die zweite Generation nutzt die Möglichkeiten dezentraler Blockchain-Technologien, bietet aber oft nur eine eingeschränkte Anonymität, da Transaktionen auf öffentlichen Blockchains nachverfolgt werden können. Die dritte Generation versucht, die Balance zwischen Anonymität und Prüfbarkeit zu finden, indem sie Mechanismen zur selektiven Offenlegung von Informationen für regulatorische Zwecke integriert. Zero-Knowledge Proofs (ZKPs) spielen dabei eine wichtige Rolle.
Der Artikel analysiert verschiedene Designaspekte im Detail. Dies umfasst verschiedene Datenmodelle (kontobasierte, tokenbasierte Systeme und tabellarische Ledger), die jeweils unterschiedliche Vor- und Nachteile hinsichtlich Datenschutz und Skalierbarkeit aufweisen. Es werden verschiedene kryptografische Primitiven wie Commitments, homomorphe Verschlüsselung, Blind Signatures, Ring Signatures und Zero-Knowledge Proofs detailliert beschrieben und deren Einsatz in verschiedenen Systemen verglichen. Die Autoren diskutieren auch verschiedene Ansätze zur Handhabung von Wechselgeld und die Unterstützung unterschiedlicher Stückelungen.
Ein wichtiger Aspekt ist die Behandlung der Prüfbarkeit. Es werden verschiedene Mechanismen vorgestellt, wie z.B. Anonymitätsbudgets, Betriebslimits und die widerrufliche Anonymität. Diese ermöglichen es, einen Kompromiss zwischen dem Schutz der Privatsphäre und der Einhaltung von Vorschriften zu finden.
Schließlich werden offene Herausforderungen und zukünftige Forschungsrichtungen identifiziert. Dies umfasst die Notwendigkeit formaler Definitionen von Datenschutz und Prüfbarkeit, die Verbesserung der Skalierbarkeit und Effizienz der verwendeten kryptografischen Verfahren, sowie die Entwicklung von Mechanismen, die einen besseren Ausgleich zwischen Datenschutz und regulatorischer Compliance ermöglichen. Die Autoren betonen die Notwendigkeit eines ganzheitlichen und designorientierten Ansatzes, um wirklich datenschutzfreundliche und gleichzeitig praktikable digitale Währungen zu entwickeln.