Вступ

Технологія блокчейн з її особливостями децентралізації, незмінності та прозорості спричинила трансформаційні наслідки в таких галузях, як фінанси, ланцюжки поставок та охорона здоров'я. Серед них прозорість є однією з основних характеристик блокчейну, що дозволяє всім учасникам переглядати записи та дані транзакцій у мережі, тим самим забезпечуючи надійність і відстежуваність. Однак в епоху, коли дані вважаються цінним активом, користувачі все більше турбуються про захист своєї особистої ідентифікаційної інформації. Тому, виходячи з прозорості блокчейну, те, як ефективно захистити особистість користувача, стало критично важливим питанням, яке потрібно вирішити під час розвитку технології. Це питання стосується не тільки індивідуальної конфіденційності та безпеки, але й визначає, чи може блокчейн бути широко прийнятий і глибоко інтегрований у різні сектори.

Принципи технології блокчейн

(1) Розподілений реєстр та прозорість

За своєю суттю блокчейн – це технологія розподіленого реєстру, яка записує дані в серію блоків, кожен з яких містить інформацію про транзакції протягом певного періоду часу. Ці блоки з'єднані хронологічно, утворюючи незмінний ланцюжок. На відміну від традиційних централізованих реєстрів, реєстр блокчейну розподіляється між численними вузлами мережі, причому кожен вузол має повну або часткову копію реєстру. Це означає, що після того, як дані записуються в блокчейн, вони широко розповсюджуються та зберігаються, що робить їх доступними та перевіреними всіма учасниками, досягаючи прозорості даних. Наприклад, у блокчейні Bitcoin усі записи транзакцій видно кожному користувачеві в мережі, і будь-хто може використовувати блокчейн-провідник для перегляду історії транзакцій заданої адреси.

Джерело зображення:https://blog.csdn.net/weixin_43783865/article/details/84581344

(2) Механізми консенсусу забезпечують однорідність даних

Для забезпечення послідовності та точності даних у розподіленому реєстрі блокчейн використовує різні механізми згоди, такі як Доказ роботи (PoW), Доказ власності (PoS) та Практичний Візантійський Механізм Відмовостійкості (PBFT). Наприклад, у випадку Доказу роботи майнери змагаються у вирішенні складних математичних завдань, і перший, хто знаходить рішення, отримує право створити новий блок та розповсюдити його по мережі. Інші вузли перевіряють легітимність блоку, після чого додають його до своєї копії реєстру. Цей механізм дозволяє блокчейну досягти згоди по всій мережі без централізованого втручання, подальше посилення його прозорості та надійності.

Механізм захисту ідентифікації користувача

(1) Застосування технологій шифрування

Асиметричні алгоритми шифрування: У блокчейн-системах ідентифікація користувача зазвичай представлена парою публічних і закритих ключів. Публічний ключ діє як публічна адреса для отримання інформації або активів, тоді як приватний ключ надійно зберігається користувачем, подібно до пароля, і використовується для підписання транзакцій і перевірки особи. Наприклад, у блокчейні Ethereum користувачі підписують транзакції за допомогою свого приватного ключа, створюючи цифровий підпис, який включає ідентифікаційну інформацію користувача та хеш вмісту транзакції. Інші вузли, отримавши транзакцію, використовують публічний ключ відправника для перевірки підпису. Якщо перевірка пройшла успішно, транзакція вважається автентичною та ініціюється законним власником закритого ключа, що забезпечує автентичність і цілісність транзакції без розкриття справжньої особи користувача.

Функції хешування: Функції хешування також є важливими для захисту ідентичності користувача в блокчейні. Вони перетворюють дані будь-якої довжини на фіксоване значення хешу, яке є унікальним та необоротним. Під час реєстрації користувача або здійснення транзакцій система може хешувати інформацію про ідентичність (наприклад, ім'я, номер ID) та зберігати отриманий хеш на блокчейні, а не оригінальні дані. Це означає, що навіть якщо дані блокчейну є загальнодоступними, атакувальники не можуть реверс-інжинірити хеш для відновлення реальної ідентичності користувача.

(2) Анонімізація та Псевдонімізація

Анонімні транзакції: Деякі проекти блокчейну акцентують увагу на впровадженні анонімних транзакцій для захисту ідентичності користувача. Наприклад, Monero використовує технології, такі як кільцеві підписи та приховані адреси, щоб затемнити відправника, одержувача та суму транзакції. Кільцеві підписи змішують публічні ключі кількох користувачів, щоб затемнити фактичного підписника, тоді як приховані адреси генерують тимчасові адреси для кожної транзакції, щоб запобігти відстежуваності.

Псевдонімні ідентичності: Більшість блокчейн-систем дозволяють користувачам здійснювати транзакції без реєстрації своєї справжньої ідентичності. Замість цього вони використовують унікальний ідентифікатор (наприклад, адресу Ethereum), щоб взаємодіяти в блокчейні. Цей псевдонім прямо не пов'язаний з реальною ідентичністю, що дозволяє користувачам працювати анонімно. Хоча записи транзакцій є публічними, іншим особам важко пов'язати псевдонім з реальною ідентичністю.

(3) Технологія доказу відсутності знань (ZKP)

Докази з нульовим розголошенням дозволяють довіднику переконати перевіряючого, що певна заявка є правдивою, не розголошуючи жодної підтримуючої інформації. У блокчейні ZKPs можуть бути використані для підтвердження того, що користувач відповідає певним умовам або має певні права, не розголошуючи особисті дані. Наприклад, користувач може довести, що йому більше 18 років, не відкриваючи свого точного віку або інших особистих даних. Це досягається за допомогою математичних операцій та логічних конструкцій, які дозволяють перевіряючому підтвердити вірогідність претензії, не звертаючись до фактичних даних.

(4) Контроль доступу до даних

Доступ на основі дозволу: Блокчейн-мережі можуть реалізувати рівні доступу, щоб лише вузли або користувачі з правильними дозволами могли переглядати конкретні ідентифікаційні дані. Наприклад, в корпоративних блокчейнах адміністратори можуть призначити різні рівні доступу до даних співробітникам. Звичайні співробітники можуть бачити лише дані, пов'язані з роботою, тоді як керівники мають доступ до більш чутливої інформації. Це обмежує витік ідентифікаційних даних та зменшує ризик порушення безпеки даних.

Керування смарт-контрактами: Смарт-контракти - це самовиконуючі програми на блокчейні, які можуть визначати правила доступу та процедури. Розробники можуть використовувати їх для точного контролю за тим, хто може мати доступ до даних користувача та використовувати їх за певних умов. Наприклад, блокчейн для обміну медичними даними може визначити через смарт-контракти, що лише авторизовані медичні установи або лікарі можуть отримати доступ до медичних записів пацієнта, причому лише в певних клінічних контекстах, - що захищає як приватність даних, так і користувацьку ідентичність.

Практичні кейси

(1) Міжкраїнний платіж

Традиційні міжнародні платежі передбачають участь кількох посередників, складні процеси та обмежену прозорість, що ставить під загрозу дані про ідентичність, оскільки вони передаються між установами. Рішення на основі блокчейну, такі як Ripple, використовують розподілені реєстри та технології шифрування, щоб забезпечити швидкі та економічні міжнародні перекази. Ідентичність користувача захищена за допомогою шифрування — потрібні лише адреси блокчейну, і особисті дані про ідентичність не розголошуються. Тим часом, публічний характер блокчейну забезпечує можливість відстеження транзакцій та довіру.

(2) Децентралізоване кредитування

На децентралізованих платформах кредитування, таких як Compound, користувачі можуть забезпечити кредити, заставляючи цифрові активи. Блокчейн реєструє поведінку позик та інформацію про активи. Користувачі ідентифікуються за допомогою публічно-приватних ключових пар, і хоча транзакції є публічно видимими, фактичні ідентифікації залишаються зашифрованими адресами. Смарт-контракти автоматично виконують кредитні протоколи, забезпечуючи безпечний потік коштів, захищаючи при цьому конфіденційність користувачів.

(3) Захист конфіденційності в охороні здоров'я

Медичні записи містять чутливі особисті дані, такі як діагнози та історія лікування. Проекти з охорони здоров'я на блокчейні, такі як Gem Health, мають на меті покращити управління даними та конфіденційність за допомогою блокчейну. Пацієнти зберігають свої медичні записи на блокчейні та використовують шифрування та контроль доступу, щоб визначити, хто може їх переглядати. Тимчасові права доступу можуть бути надані медичним установам, обмежуючи використання даних у конкретних контекстах та захищаючи конфіденційність пацієнта.

У клінічних випробуваннях залучено великі обсяги особистих та випробувальних даних. Блокчейн дозволяє безпечно ділитися цими даними та управляти ними. Наприклад, за допомогою доказів нульового знання дослідники можуть перевірити, чи відповідає пацієнт критеріям відбору, не розкриваючи особисті дані, що забезпечує як валідність дослідження, так і конфіденційність учасників.

Виклики попереду

Безпека алгоритму шифрування: Поточні техніки шифрування забезпечують захист особистості, але зростаюча обчислювальна потужність та поява квантових обчислень можуть в кінцевому підсумку підірвати ці алгоритми.

Збалансувати конфіденційність та продуктивність: Розширені методи збереження конфіденційності, такі як докази нуль-знань, часто потребують значних обчислювальних ресурсів, які можуть уповільнити продуктивність та масштабованість блокчейну. Складні обчислення ZKP можуть затримувати підтвердження транзакцій та зменшувати ефективність. Оптимізація алгоритмів ZKP та використання апаратного прискорювача (наприклад, чіпів шифрування) можуть допомогти збалансувати конфіденційність та продуктивність.

Відставання правових та регуляторних рамок: Швидкий розвиток блокчейну випередив правові рамки, що стосуються захисту особистих даних. Регуляторні стандарти відрізняються в різних регіонах, ускладнюючи міжнародні застосування блокчейну та відповідність.

Незрозумілі права та обов'язки користувачів: Захист особистості в блокчейні включає багато зацікавлених сторін - розробники платформ, оператори вузлів, користувачі тощо. Проте їхні відповідальності та права часто є неоднозначними. Наприклад, у випадках порушень ідентичності встановлення винних сторін та протоколи компенсації залишаються викликом.