보호된 CSV: 비트코인을 위한 개인정보 보호 및 확장성의 새로운 시대

오늘날 비트코인 ​​개발은 (1) 확장성과 (2) 개인 정보 보호라는 두 가지 주요 문제에 중점을 두고 있습니다. 비트코인에 대한 일반적인 제안에는 새로운 opcode와 스크립팅 도구를 추가하는 것이 포함됩니다.

Bitcoin development today focuses on two major issues: (1) scaling and (2) privacy. The usual proposals to Bitcoin involve adding new opcodes and scripting tools. But an old idea is coming back, one that could make transactions more private and peer-to-peer.

오늘날 비트코인 ​​개발은 (1) 확장성과 (2) 개인 정보 보호라는 두 가지 주요 문제에 중점을 두고 있습니다. Bitcoin에 대한 일반적인 제안에는 새로운 opcode 및 스크립팅 도구 추가가 포함됩니다. 그러나 거래를 더욱 비공개적이고 P2P로 만들 수 있는 오래된 아이디어가 다시 돌아오고 있습니다.

Right now, every Bitcoin transaction is broadcast to the entire network for verification. It’s an effective way to prevent double-spending, but it also means more information is exposed than is strictly necessary. This leads to heavier computational demands, higher costs, and a system that struggles to scale.

현재 모든 비트코인 ​​거래는 확인을 위해 전체 네트워크에 방송됩니다. 이는 이중 지출을 방지하는 효과적인 방법이지만 꼭 필요한 것보다 더 많은 정보가 노출된다는 의미이기도 합니다. 이로 인해 컴퓨팅 요구량이 늘어나고 비용이 높아지며 시스템 확장이 어려워집니다.

But what if moving part of the transaction process client-side didn't just improve efficiency, but also unlocks a whole new era of privacy on Bitcoin?

하지만 클라이언트측 거래 프로세스의 일부를 이동하면 효율성이 향상될 뿐만 아니라 비트코인에서 완전히 새로운 개인정보 보호 시대가 열린다면 어떨까요?

In our recently published paper, Blockstream, in collaboration with Alpen Labs and ZeroSync, we introduce the Shielded CSV Protocol, an improvement on Client-Side Validation (CSV) that offers truly private transactions. This new protocol is a significant step towards enhancing the privacy of Bitcoin transactions and has the potential to increase transaction capacity from 11 per second to over 100 per second, through some additional measures we’ll cover in this blog post.

최근 출판된 논문인 Blockstream에서는 Alpen Labs 및 ZeroSync와 협력하여 진정한 개인 거래를 제공하는 클라이언트 측 검증(CSV)의 개선 사항인 Shielded CSV 프로토콜을 소개합니다. 이 새로운 프로토콜은 비트코인 ​​거래의 개인정보 보호를 강화하는 중요한 단계이며, 이 블로그 게시물에서 다룰 몇 가지 추가 조치를 통해 거래 용량을 초당 11에서 초당 100 이상으로 늘릴 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.

This post offers a high-level overview of the Shielded CSV Protocol, which aims to advance layer one blockchain performance while remaining fully compatible with Bitcoin. Developed by the combined minds of Jonas Nick, Liam Eagen, and Robin Linus. Here’s the backstory on Shielded CSV, and why it has the potential to change everything.

이 게시물은 비트코인과 완벽하게 호환되는 동시에 레이어 1 블록체인 성능을 향상시키는 것을 목표로 하는 Shielded CSV 프로토콜에 대한 높은 수준의 개요를 제공합니다. Jonas Nick, Liam Eagen, Robin Linus의 정신이 합쳐져 개발되었습니다. Shielded CSV에 대한 뒷이야기와 이것이 모든 것을 바꿀 수 있는 잠재력을 가지고 있는 이유는 다음과 같습니다.

Bitcoin Then and Now

비트코인 그때와 지금

The Double-Spend Problem: How Bitcoin Solved It

이중 지출 문제: 비트코인이 이를 해결한 방법

Before Bitcoin, it was widely believed that creating a reliable digital currency was impossible without a trusted middleman. The double-spend problem meant there was no way to ensure a “digital coin” couldn’t be spent more than once. It was a fundamental flaw that kept digital currency from becoming a reality.

비트코인 이전에는 신뢰할 수 있는 중개인 없이는 신뢰할 수 있는 디지털 통화를 만드는 것이 불가능하다고 널리 알려져 있었습니다. 이중 지출 문제는 "디지털 코인"이 두 번 이상 사용되지 않도록 할 방법이 없다는 것을 의미했습니다. 디지털 화폐가 현실화되는 것을 막는 근본적인 결함이었습니다.

Then, in 2009, Satoshi addressed this problem by introducing the shared public ledger called the blockchain. Instead of relying on a single trusted authority, Bitcoin uses a network of nodes on a shared public ledger, where every transaction is recorded and verified. This system ensures that each coin is unique, making it impossible to spend the same coin twice.

그러다가 2009년에 사토시는 블록체인이라는 공유 공개 원장을 도입하여 이 문제를 해결했습니다. 신뢰할 수 있는 단일 기관에 의존하는 대신 비트코인은 모든 거래가 기록되고 검증되는 공유 공개 원장의 노드 네트워크를 사용합니다. 이 시스템은 각 코인이 고유함을 보장하므로 동일한 코인을 두 번 사용할 수 없습니다.

When a Bitcoin transaction is added to the chain, it follows this process:

비트코인 거래가 체인에 추가되면 다음 프로세스를 따릅니다.

During validation, nodes verify that the coins exist, check the validity of the signature, and enforce the critical double-spend rule—making sure each coin is spent only once.

검증 중에 노드는 코인이 존재하는지 확인하고, 서명의 유효성을 확인하고, 중요한 이중 지출 규칙을 시행하여 각 코인이 한 번만 사용되도록 합니다.

The whole purpose of this ledger is to maintain order, showing clearly who owns which coins and when they moved.

이 원장의 전체 목적은 누가 어떤 코인을 소유하고 언제 이동했는지 명확하게 보여줌으로써 질서를 유지하는 것입니다.

The purpose of the ledger is to keep transactions in order, making it clear who owns what coins and when they were sent.

원장의 목적은 거래를 순서대로 유지하여 누가 어떤 코인을 소유하고 언제 전송되었는지 명확하게 하는 것입니다.

Since its inception, Bitcoin’s developers keep coming back to the same question: is this really the best and most private way to handle transactions? How can we make this system leaner, more efficient, and more private?

비트코인 개발자들은 비트코인이 시작된 이후 계속해서 같은 질문을 던지고 있습니다. 이것이 정말로 거래를 처리하는 가장 좋고 가장 개인적인 방법입니까? 어떻게 하면 이 시스템을 더 간결하고 효율적이며 비공개적으로 만들 수 있을까요?

A Privacy Problem: Public Transactions

개인 정보 보호 문제: 공개 거래

Bitcoin's biggest privacy challenge is that bitcoin transactions are out there in the open on the blockchain. Satoshi saw this vulnerability from the beginning. In the original whitepaper, he suggested a straightforward solution: users should create new keys for each transaction and avoid reusing addresses.

비트코인의 가장 큰 개인 정보 보호 문제는 비트코인 ​​거래가 블록체인에 공개되어 있다는 것입니다. Satoshi는 처음부터 이 취약점을 보았습니다. 원본 백서에서 그는 사용자가 각 거래마다 새 키를 생성하고 주소 재사용을 피해야 한다는 간단한 해결책을 제안했습니다.

The idea was to make it harder to link transactions back to a single owner. But in practice, with all the advanced chain analysis methods available today, maintaining privacy is much harder than it seems. Even with new addresses, linking transactions and identifying patterns has become easier for those intent on tracing user activity.

아이디어는 거래를 단일 소유자에게 다시 연결하는 것을 더 어렵게 만드는 것이었습니다. 그러나 실제로는 현재 사용 가능한 모든 고급 체인 분석 방법을 사용하여 개인 정보 보호를 유지하는 것이 생각보다 훨씬 어렵습니다. 새로운 주소가 있어도 사용자 활동을 추적하려는 의도로 인해 거래를 연결하고 패턴을 식별하는 것이 더 쉬워졌습니다.

In response, privacy-focused protocols like Zcash have introduced novel ways to conceal transaction details using more advanced cryptography and things like zk-SNARKs. But these methods come with significant trade-offs: transactions are larger, making the verification process for nodes more resource-intensive and expensive to verify.

이에 대응하여 Zcash와 같은 개인 정보 보호 중심 프로토콜은 고급 암호화 및 zk-SNARK와 같은 것을 사용하여 거래 세부 정보를 숨기는 새로운 방법을 도입했습니다. 그러나 이러한 방법에는 상당한 절충점이 있습니다. 트랜잭션이 더 커지고 노드에 대한 검증 프로세스가 리소스 집약적이고 검증 비용이 더 많이 듭니다.

A Communication Problem: Communication is Inefficient

의사소통 문제: 의사소통이 비효율적입니다.

In Bitcoin’s design, mining serves two fundamental purposes: (1) proof-of-publication for transactions and (2) providing a consensus on the order of transactions. However, Bitcoins’ system also intertwines these core functions with less essential tasks, like transaction validation and coin issuance.

비트코인 설계에서 마이닝은 (1) 거래에 대한 공개 증명과 (2) 거래 순서에 대한 합의 제공이라는 두 가지 기본 목적을 제공합니다. 그러나 비트코인 ​​시스템은 이러한 핵심 기능을 거래 검증 및 코인 발행과 같은 덜 필수적인 작업과 얽혀 있습니다.

Across all blockchains, whether it’s Bitcoin, Ethereum, Zcash, or Dogecoin, the transaction process always looks the same: wallets sign transactions, broadcast them to the network, and full nodes validate them. But is validating every transaction directly on the blockchain really necessary?

비트코인, 이더리움, Zcash 또는 Dogecoin 등 모든 블록체인에서 거래 프로세스는 항상 동일해 보입니다. 즉, 지갑이 거래에 서명하고 네트워크에 브로드캐스트하며 전체 노드가 이를 검증합니다. 하지만 블록체인에서 직접 모든 거래를 검증하는 것이 정말 필요한가요?

We think there’s a better way. The idea traces back to a 2013 insight, when Peter Todd first mentioned Client-Side Validation. In this mailing list post he asks, ‘Given only proof-of-publication, and a consensus on the order of transactions, can we make a successful crypto-coin system? Surprisingly, the answer is yes!’

우리는 더 좋은 방법이 있다고 생각합니다. 이 아이디어는 Peter Todd가 클라이언트 측 유효성 검사를 처음 언급했던 2013년 통찰력으로 거슬러 올라갑니다. 이 메일링 리스트 게시물에서 그는 '공개 증명과 거래 순서에 대한 합의만 주어진다면 성공적인 암호화폐 시스템을 만들 수 있습니까?'라고 묻습니다. 놀랍게도 대답은 '그렇다'입니다.

Instead of requiring every full node to verify every transaction, CSV allows you to send coins with proof of their validity directly to the recipient

모든 거래를 확인하기 위해 모든 풀 노드를 요구하는 대신, CSV를 사용하면 유효성을 증명하는 코인을 수신자에게 직접 보낼 수 있습니다.