Blockchains zijn een belangrijk onderdeel van internettechnologie geworden. Ze worden gebruikt voor cryptocurrencies zoals Bitcoin, maar ook voor andere veiligheidsgevoelige taken, zoals het beheren van toeleveringsketens voor hightechfabrieken. Hoewel aanvankelijk werd gedacht dat blockchains de heilige graal van veiligheid en privacy zijn bij openbare informatie-uitwisseling, het bleek dat ze die belofte eigenlijk niet nakomen.

Gezien deze gang van zaken, de Security and Privacy Group van de TU Wien (Wenen) heeft in september 2018 een blockchain-onderzoekslab gelanceerd. het lab is al zeer succesvol:Pedro Moreno-Sanchez, de laboratoriumleider, die in 2018 bij de TU Wien kwam werken na het behalen van zijn Ph.D. van de Purdue-universiteit, heeft 820 opgehaald, 000 euro van enkele van 's werelds toonaangevende blockchain-bedrijven; hij heeft de prestigieuze FWF Lise Meitner Fellowship gewonnen; en, misschien wel het belangrijkste, hij kwam met fundamentele wetenschappelijke doorbraken:twee grote veiligheids- en privacyproblemen in blockchain-technologieën zijn opgelost door nieuwe cryptografische technieken die aan de TU Wien zijn ontwikkeld. Deze oplossingen zijn al geïmplementeerd door de toonaangevende leveranciers van Bitcoin-software en worden gebruikt om elke dag duizenden transacties uit te voeren.

Coinshuffle en Lightning-netwerken

Elke Bitcoin-transactie wordt gepubliceerd op de blockchain, die door iedereen kan worden gelezen. Dit is belangrijk om ervoor te zorgen dat alle transacties worden geverifieerd en uiteindelijk, alle deelnemers zijn het eens over welk geldbedrag van wie is. Maar dit is in strijd met privacy. "In principe, de Bitcoin-blockchain is anoniem, aangezien het geen namen bevat, alleen gebruikers-ID's, " zegt Moreno-Sanchez. "Maar als ik erachter kom welke Bitcoin ID van jou is, Ik kan gemakkelijk zien wat je in het verleden hebt gedaan, en ik kan uw transacties in de toekomst volgen."

Een winkelier die goederen op het huisadres van zijn klanten aflevert en met Bitcoin wordt betaald, kan gemakkelijk namen matchen, adressen en Bitcoin-ID's. "Er zijn zelfs bedrijven die dit soort tracking als betaalde dienst aanbieden, ', zegt Moreno-Sanchez.

Maar dit gaat veranderen:Moreno-Sanchez en zijn team hebben "Coinshuffle, " een softwaretool die eenvoudig kan worden toegevoegd aan bestaande blockchaintechnologieën, zoals Bitcoin. Coinshuffle verzamelt verschillende transacties van verschillende gebruikers en voegt ze samen, het creëren van één enkele Bitcoin-transactie, terwijl u ervoor zorgt dat alle deelnemers het juiste geldbedrag ontvangen.

Na de transactie, de volledige lijst met ID's die aan deze transactie hebben deelgenomen, wordt weergegeven in de gepubliceerde blockchain, maar niemand kan het zeggen, wie heeft geld naar wie gestuurd. "We waren in staat om een ​​formeel bewijs te leveren dat deze technologie veilig is, ", zegt Pedro Moreno-Sanchez. "Zelfs de mensen die de enkele Bitcoin-transactie delen, hebben geen kans om de anonimiteit te doorbreken - dit is een wiskundig bewezen feit."

Een ander probleem waarmee Bitcoin wordt geconfronteerd, is schaalbaarheid:het enorme aantal transacties kan nauwelijks meer worden afgehandeld. Daarom, het Lightning-netwerk is ontwikkeld:het is een technologie waarmee zakenpartners die regelmatig Bitcoins uitwisselen, deze transacties onderling privé kunnen afhandelen, zonder een Bitcoin-transactie te creëren die over de hele wereld moet worden gepubliceerd. Pas wanneer de twee partners ermee instemmen hun reeks transacties te beëindigen, het resterende saldo wordt verrekend met een standaard Bitcoin-transactie.

"Vroeger dacht iedereen dat dit de privacy verbetert, ", zegt Pedro Moreno-Sanchez. "Maar we kwamen erachter dat dit niet waar is. Het systeem kan zelfs worden misbruikt om geld van anderen te stelen." Maar het team van TU Wien was er snel bij om dit probleem te identificeren en op te lossen, het voorstellen van een innovatief cryptografisch protocol dat al is geïntegreerd in het Lightning-netwerk.

Basisonderzoek omzetten in werkende oplossingen

Zowel Coinshuffle als het nieuwe cryptografische protocol voor Lightning-netwerken hebben snel de aandacht getrokken van toonaangevende blockchain-bedrijven. "Net zoals er verschillende grote bedrijven zijn die internetbrowsers ontwikkelen, er zijn verschillende grote aanbieders van blockchainsoftware. We hebben met ze gesproken en ze hebben onze oplossingen al geïmplementeerd, ", zegt Moreno-Sanchez. "Dus duizenden Bitcoin-transacties worden elke dag over de hele wereld uitgevoerd, gebruikmakend van de beveiligings- en privacyverhogende technologieën die hier aan de TU Wien zijn ontworpen en ontwikkeld."

"We zijn erg blij om ons eigen blockchain-onderzoekslab hier aan de TU Wien te hebben, en het is verbazingwekkend hoe snel het van de grond kwam en verbluffende resultaten opleverde, " zegt professor Matteo Maffei, leider van de Security and Privacy-groep bij het Institute for Logic and Computation aan de TU Wien. "Pedro Moreno-Sanchez en zijn team zijn niet alleen ongelooflijk succesvol geweest door geld in te zamelen van technologiebedrijven en nuttige oplossingen te leveren, ze hebben ook internationale bekendheid gekregen in de academische wereld. Hun resultaten zijn gepresenteerd op de meest prestigieuze wetenschappelijke conferenties op het gebied van veiligheid en privacy."