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ブロックチェーンは、2者間の取引を不変の台帳に記録する共有データベースです。[1]ブロックチェーンは、すべての取引の仮名所有権を検証可能かつ持続可能な方法で文書化し、確認します。[2]取引がネットワーク内の他の参加者またはノードによって検証され、暗号的に検証された後、ブロックチェーン上の「ブロック」になります。[1]ブロックには、取引が発生した時間、以前の取引、取引の詳細に関する情報が含まれます。[1]ブロックとして記録されると、取引は時系列に並べられ、変更することはできません。[1]この技術は、ブロックチェーン技術の最初のアプリケーションであるビットコインの作成後に人気が高まり、それ以来、他の暗号通貨やアプリケーションの触媒となっています。 [3]
分散化の性質上、集中型データベースシステムのように、トランザクションとデータは単一のエンティティによって検証および所有されることはありません。むしろ、トランザクションの有効性は、ネットワークにアクセスできるノードまたはコンピューターの多数決の形式で確認され、ネットワークが新しいトランザクションについて合意に達した場合にそれが追加されます。[4]ブロックチェーン技術は、暗号化を通じてトランザクションとデータを保護および認証します。[5]テクノロジーの台頭と広範な採用により、データ侵害が頻繁に発生しています。[6]ユーザー情報とデータは、多くの場合、保存、誤った取り扱い、および誤用され、個人のプライバシーを脅かしています。 [5] 支持者は、ユーザーのプライバシー、データ保護、およびデータ所有権を向上させることができるため、ブロックチェーン技術の広範な採用を主張しています。 [5 ]
ブロックチェーンとプライバシー保護
秘密鍵と公開鍵
ブロックチェーンにおけるプライバシーの重要な側面は、秘密鍵と公開鍵の使用です。ブロックチェーンシステムは、ユーザー間の取引を保護するために非対称暗号化を使用します。 [7]これらのシステムでは、各ユーザーは公開鍵と秘密鍵を持っています。[7]これらの鍵はランダムな数字の文字列であり、暗号的に関連しています。[7]ユーザーが公開鍵から他のユーザーの秘密鍵を推測することは数学的に不可能です。[7]これにより、セキュリティが向上し、ハッカーからユーザーを保護します。[7]公開鍵は個人データを漏らさないため、ネットワーク内の他のユーザーと共有できます。[7]各ユーザーには、ハッシュ関数を使用して公開鍵から派生したアドレスがあります。[7]これらのアドレスは、暗号通貨などのブロックチェーン上の資産を送受信するために使用されます。[7]ブロックチェーンネットワークはすべての参加者に共有されるため、ユーザーはブロックチェーンで発生した過去の取引やアクティビティを表示できます。[7]
過去の取引の送信者と受信者は、そのアドレスによって表され、示されます。 [7]ユーザーの身元は明らかにされません。 [7]パブリックアドレスは個人情報や身元を明らかにしません。[7]むしろ、仮名のアイデンティティとして機能します。[7] Joshi、Archana (2018) [7]は、ユーザーはパブリックアドレスを複数回使用しないことを示唆しています。[7]この戦術により、悪意のあるユーザーが特定のアドレスの過去の取引を追跡して情報を明らかにしようとする可能性が回避されます。[7]秘密鍵は、デジタル署名を通じてユーザーのアイデンティティとセキュリティを保護するために使用されます。[7]秘密鍵は、ブロックチェーン上の資金と個人のウォレットにアクセスするために使用されます。 [7]秘密鍵は、アイデンティティ認証のレイヤーを追加します。[7]個人が他のユーザーに送金したい場合、秘密鍵を提供したときに生成されるデジタル署名を提供する必要があります。[7]このプロセスにより、資金の盗難が防止されます。[7]
ピアツーピアネットワーク
ブロックチェーン技術はビットコインの誕生から生まれました。[8] 2008年、サトシ・ナカモトという別名を持つ作成者または作成者たちが、ブロックチェーンの背後にある技術を説明した論文を発表しました。[8]彼は論文の中で、暗号通貨や電子マネーを含むピアツーピア取引を特徴とする分散型ネットワークについて説明しました。[8]今日行われている典型的な取引では[いつ? ]、ユーザーは中央当局に信頼を寄せ、データを安全に保管して取引を実行します。[5]
大企業では、大量のユーザーの個人データが単一のデバイスに保存されているため、当局のシステムがハッキングされたり、紛失したり、誤って処理されたりすると、セキュリティ上のリスクが生じます。[5]ブロックチェーン技術は、この中央当局への依存を排除することを目的としています。[8]これを実現するために、ブロックチェーンは、第三者ではなくブロックチェーンネットワーク内のノードまたはデバイスがトランザクションの有効性を確認できる方法で機能します。[8]このシステムでは、ユーザー間のトランザクション（暗号通貨の送受信など）は、ネットワーク内のすべてのノードにブロードキャストされます。[8]トランザクションがブロックチェーン上のブロックとして記録される前に、ノードはトランザクションが有効であることを確認する必要があります。[8]ノードは、支出者の過去のトランザクションをチェックして、二重支出や所有資金を超える支出を行っていないことを確認する必要があります。 [8]
ノードがブロックの有効性を確認した後、プルーフ・オブ・ワークやプルーフ・オブ・ステークなどのコンセンサス・プロトコルがマイナーによって展開されます。[8]これらのプロトコルにより、ノードはトランザクションの順序と数について合意状態に到達できます。[9]トランザクションが検証されると、ブロックとしてブロックチェーン上に公開されます。[6]ブロックは一度作成されると、変更できません。[1]ブロックチェーンの分散型の性質と中央機関の必要性の排除により、ユーザーのプライバシーが向上します。[5] ピアツーピアネットワークにより、ユーザーは自分のデータを制御できるため、第三者が個人情報を販売、保管、または操作する脅威が減少します。[5]
ブロックチェーンを使用したプライバシー保護のための暗号化手法
ゼロ知識証明
ゼロ知識証明（ZKP として知られる）は、一方の当事者（証明者）がもう一方の当事者（検証者）に対して、与えられた文が真実であることを証明できる暗号化手法であり、文が実際に真実であるという事実以外の情報を伝える必要はありません。「証明者」はトランザクションに関する情報を一切明らかにしません。このような証明は、通常、ブロックチェーンのプライバシーを高めるために、ZK-SNARK を使用してブロックチェーン システムに導入されます。 [10] Bitcoin などの一般的な「非プライベート」パブリック ブロックチェーン システムでは、ブロックには送信者と受信者のアドレスや送信金額などのトランザクションに関する情報が含まれます。[10]このパブリック情報は、クラスタリング アルゴリズムと組み合わせて使用して、これらの「疑似匿名」アドレスをユーザーまたは現実世界の ID にリンクできます。ゼロ知識証明は、トランザクションが有効であることを除いて、トランザクションについて何も明らかにしないため、[10]このような手法の有効性は大幅に低下します。ZK 証明を使用する暗号通貨の代表的な例は、 Zcashです。
リング署名
パブリックブロックチェーン上のトランザクションフローを難読化するもう1つの方法は、 Moneroが使用するリング署名です。
混合
仮想通貨タンブラーは、疑似匿名の仮想通貨でもプライバシーを高める方法として使用できます。また、ミキサーをアドオンサービスとして使用する代わりに、 Dashのように、パブリックアドレスのミキシングをブロックチェーンシステムに方法として組み込むこともできます。
人気のミキシングサービス「トルネードキャッシュ」は、ラザルスグループが盗んだ4億5500万ドル相当の仮想通貨をロンダリングしたとして、2022年8月初旬に米国財務省から制裁を受けた。制裁により、米国民、居住者、企業による同サービスの利用は違法となった。[11]
ブロックチェーンプライバシーシステムの比較
プライベートブロックチェーン
プライベートブロックチェーン（または許可されたブロックチェーン）は、ネットワークをダウンロードしたい任意のノードが利用できるパブリックブロックチェーンとは異なります。パブリックブロックチェーンの批評家は、誰もがブロックチェーンをダウンロードしてトランザクションの履歴にアクセスできるため、プライバシーがあまりないと言います。 [9]プライベートブロックチェーンでは、参加、トランザクションの表示、コンセンサスプロトコルの展開を行うには、ノードにアクセス権を付与する必要があります。[9]プライベートブロックチェーンにリストされているトランザクションは非公開であるため、プライバシーがさらに強化されます。[5]プライベートブロックチェーンはアクセスが制限されており、ネットワークを表示および参加するにはノードを具体的に選択する必要があるため、プライベートブロックチェーンの方がユーザーにプライバシーを与えると主張する人もいます[誰？ ] 。 [9]プライベートブロックチェーンは、高いレベルのプライバシーを維持するためにブロックチェーン技術をビジネスに導入する最も現実的な方法と考えられていますが、欠点もあります。[8]たとえば、プライベートブロックチェーンは、ブロックとトランザクションの検証を特定のアクターに委任します。[7]一部の[誰？ ]はこれが効率性と安全性を提供すると主張するが、取引の制御と検証が中央機関の手に委ねられているため、プライベートブロックチェーンは真に分散化されていないという懸念が生じている。[7]
ハイブリッドブロックチェーン
ハイブリッドブロックチェーンでは、どのデータを非公開にし、どのデータを公開するかをより柔軟に決定できます。[12]ハイブリッドアプローチはGDPRに準拠しており、エンティティはユーザーのプライバシーを保護する現地の法律に準拠するために、任意のクラウドにデータを保存できます。ハイブリッドブロックチェーンには、プライベートブロックチェーンとパブリックブロックチェーンの両方の特性がいくつか含まれていますが、すべてのハイブリッドブロックチェーンが同じ特性を持っているわけではありません。ビットコインとイーサリアムはどちらもパブリックブロックチェーンですが、同じ特性を共有していません。[13]
プライバシー保護のユースケース
金融取引
サトシ・ナカモトがビットコインを通じてブロックチェーン技術の創出を促した後、暗号通貨の人気が高まりました。[8]暗号通貨は、不換紙幣に代わる支払い方法として使用できるデジタル資産です。[1]現在の金融システムには、多くのプライバシーに関する懸念と脅威が存在します。[8]集中化は、一般的なデータストレージシステムにおける障害です。[8]個人がお金を預けるとき、第三者の仲介者が必要です。[8]別のユーザーにお金を送るとき、個人は第三者がこの作業を完了することを信頼しなければなりません。[8]ブロックチェーンは、中央機関へのこの信頼の必要性を減らします。暗号化機能により、個人は他のユーザーにお金を送ることができます。[8]ビットコインは広く認知されており匿名性があるため、犯罪者はビットコインを使用して違法なアイテムを購入することでこれを利用してきました。[14]暗号通貨と、取引を示す仮名のキーを使用することで、違法な購入を個人に追跡することは困難です。[14]ブロックチェーンの可能性とセキュリティにより、多くの[ ]銀行はこの技術を活用したビジネスモデルを採用している。[8]
健康記録
近年、[いつ? ] 1億件以上の医療記録が侵害されています。[5]この問題に対処するための解決策は、多くの場合、医療記録にアクセスできないという結果になります。[6]医療提供者は定期的にデータを他の提供者に送信します。 [5]これにより、データの取り扱いが誤っていたり、記録が失われたり、不正確で古いデータが渡されたりすることがよくあります。 [ 5 ]更新された医療記録のコピーが1つしか存在しない場合もあり、これにより情報が失われる可能性があります。[6]医療記録には、名前、社会保障番号、自宅住所などの個人情報が含まれることがよくあります。[6] 全体として、現在の[いつ? ]医療情報を転送するシステムは、記録の転送を容易にするために患者のプライバシーを危険にさらしていると主張する人もいます[誰によると? ] 。 [6]
近年ブロックチェーン技術が拡大し発展するにつれ[いつ？ ]、多くの人々[誰によると？ ]が医療記録の保管をブロックチェーンに移行するよう圧力をかけてきました。[6]記録の物理的なコピーと電子的なコピーの両方を持つのではなく、ブロックチェーンは電子医療記録(EHR) への移行を可能にします。[6]ブロックチェーン上の医療記録は、患者の秘密鍵と公開鍵を通じて、第三者ではなく患者自身が管理します。[6]患者は自分の医療記録へのアクセスを制御できるため、情報の転送が面倒になりません。[6]ブロックチェーン台帳は不変であるため、医療情報は削除または改ざんできません。 [6]ブロックチェーン取引にはタイムスタンプが付随するため、アクセス権を持つ人は更新された情報を得ることができます。 [ 6 ]
法律上の
法的文書の公証は個人のプライバシーを保護します。[8]現在[いつ? ]、文書は第三者または公証人を通じて検証されなければなりません。[8]公証手数料は高額になる場合があります。[8]文書の転送には時間がかかり、情報の紛失や誤った取り扱いにつながる可能性があります。[8]多くの人々[誰? ]が、法的文書の保管にブロックチェーン技術の採用を強く求めています。[8]文書は改ざんできず、アクセス許可を与えられた人が簡単にアクセスできます。[8]情報は盗難や誤った取り扱いから保護されます。[ 14 ] ブロックチェーン技術のもう1つの可能な用途は、スマートコントラクトを使用した法的契約の実行です。 [ 14] スマートコントラクトでは、ノードが自動的に契約条件を実行します。 [14]スマートコントラクトを使用することで、人々[誰? ]は契約の管理を第三者に頼らなくなり、個人情報のプライバシーが向上します。[14]
配送と物流
企業や個人が商品を購入する場合、売り手から買い手への配送が必要になります。商品の配送には通常、船荷証券などの配送書類が伴います。スマート船荷証券はブロックチェーン技術を利用しており、買い手はこれらの書類の発行に余分な費用をかける必要がありません。また、ブロックチェーン技術により、商品はいつでも追跡でき、データは定期的に更新されるため、出荷のリアルタイム管理が保証されます。買い手と出荷契約を結んだ当事者のみが出荷に関するリアルタイムデータを閲覧できるため、プロセスのプライバシーが向上します。[15]
ブロックチェーンとプライバシーの合法性
GDPR
2016 年 4 月に欧州連合で一般データ保護規則が採択されたことに伴い、ブロックチェーンの同法への準拠に関する疑問が生じている。[16] GDPR は、EU内でデータを処理する者と、EU 内の人々のために EU 外でデータを処理する者に適用されます。[16]個人データとは、「識別された、または識別可能な自然人に関するあらゆる情報」です。[16]ブロックチェーン上のアイデンティティは個人の公開鍵と秘密鍵に関連付けられているため、公開鍵と秘密鍵によって仮名が可能になり、必ずしもアイデンティティに関連付けられているわけではないため、これは個人データのカテゴリに分類される可能性があります。[16] GDPR の重要な部分は、市民の忘れられる権利、つまりデータ消去にあります。[16] GDPR では、個人が自分に関連付けられたデータが関連性がなくなった場合に消去するよう要求できます。[16]ブロックチェーンの不変性のため、ブロックチェーン上で取引を行った個人がデータの削除を要求した場合、潜在的な問題が発生する可能性があります。[16]ブロックチェーン上でブロックが検証されると、それを削除することは不可能となる。[8]
IRS
暗号通貨の価格は変動するため、多くの人は暗号通貨の購入を投資とみなしています。これらのコインを購入することで、購入者は後でより高い価格で販売することを望んでいます。米国国税庁（IRS）は現在、多くのビットコイン保有者、特にマイクロトランザクションを多く行う人が暗号通貨からの収入を所得報告書に含めていないため、困難に直面しています。[ 17]これらの懸念に応えて、IRSは、暗号通貨に一般的な税の原則を適用し、暗号通貨の購入を投資または株式として扱う必要があるという通知を発行しました。[17] IRSは、暗号通貨からの収入を報告しなかった場合、民事罰と罰金の対象となる可能性があると制定しました。[17]これらの規則を施行し、潜在的な脱税を回避するために、IRSはCoinbaseに対して、1年間で2万ドル相当の暗号通貨を送受信したユーザーを報告するように求めました。[17]ブロックチェーン技術の性質上、施行は困難です。[17]ブロックチェーンは分散化されているため、エンティティはユーザーの購入や活動を追跡できません。[17]匿名アドレスはユーザーのアイデンティティをリンクすることを困難にし、人々が資金洗浄を行うのに最適な手段となります。[17]
ブロックチェーンアライアンス
仮想通貨とブロックチェーンのアイデンティティ保護が犯罪者の購入や活動の中心となっていることが証明されたため、FBIと司法省はブロックチェーンアライアンスを設立しました。[14]このチームは、プライベートとパブリックのフォーラムでのオープンな対話を通じて、ブロックチェーンに対する法的制限を特定して施行し、犯罪行為と戦うことを目的としています。 [14]これにより、法執行機関はテクノロジーの違法な悪用と戦うことができます。[14]ブロックチェーン上の犯罪行為の例には、暗号通貨ウォレットのハッキングや資金の盗難などがあります。[18]ユーザーのアイデンティティはパブリックアドレスに結び付けられていないため、犯罪者の所在を特定して特定することは困難です。[18]
公正な情報慣行
ブロックチェーンは、プライバシーの実践とユーザーの懸念に関する一連の原則である公正な情報慣行を解決する方法として認められています。 [5]ブロックチェーントランザクションでは、ユーザーは秘密鍵と公開鍵を通じてデータを制御できるため、データを所有できます。[5]サードパーティの仲介者は、データを悪用したり取得したりすることはできません。[5]個人データがブロックチェーンに保存されている場合、そのようなデータの所有者は、第三者がいつどのようにアクセスできるかを制御できます。ブロックチェーンでは、取引が正確であることを保証する監査証跡が元帳に自動的に含まれます。[5]
ブロックチェーンのプライバシーに関する懸念
透明性
ブロックチェーン技術により、ユーザーは第三者に頼ることなく自分のデータを管理できますが、特定の特性によりユーザーのプライバシーが侵害される可能性があります。[ 19]パブリックブロックチェーンは分散化されており、どのノードでもユーザーのトランザクション、イベント、アクションにアクセスできます。[19]ブロックエクスプローラーを使用すると、ウォレットアドレスの財務履歴を追跡でき、OSINT調査と組み合わせて犯罪者や詐欺の被害者のプロファイルを作成できます。[20]
分散化
ブロックチェーンは分散型であるため、中央機関が悪意のあるユーザーや攻撃をチェックすることはありません。[19]ユーザーは匿名でシステムをハッキングして逃げることができる可能性があります。[19]パブリックブロックチェーンは第三者によって制御されていないため、ユーザーの秘密鍵を持つハッカーによって実行された不正な取引を阻止することはできません。[18]ブロックチェーンの台帳は共有され、変更できないため、悪意のある取引を元に戻すことは不可能です。[18]
秘密鍵
秘密鍵は、暗号通貨の所有権と管理を証明する手段を提供します。[18]他人の秘密鍵にアクセスできれば、その資金にアクセスして使うことができます。[18]秘密鍵はブロックチェーン上の資産にアクセスして保護するために非常に重要なので、ユーザーは秘密鍵を安全に保管する必要があります。[ 18]秘密鍵をコンピューター、フラッシュドライブ、電話に保存すると、デバイスが盗まれたりハッキングされたりした場合に潜在的なセキュリティリスクが生じる可能性があります。 [18]このようなデバイスを紛失すると、ユーザーは暗号通貨にアクセスできなくなります。 [ 18]紙などの物理メディアに保存すると、秘密鍵が紛失、盗難、損傷の危険にさらされます。[18]
プライバシー違反の事例
マウントゴックス
2014年、マウントゴックスは当時世界最大のビットコイン取引所であり、東京に拠点を置いていた。[21]この取引所は史上最大のブロックチェーンハッキングに見舞われた。[21] 2014年、マウントゴックスはビットコイン市場の膨大な部分を保有し、当時の暗号通貨の半分以上を占めていた。[21] 2月中、ハッカーが取引所に侵入し、4億5000万ドル相当のビットコインを盗んだ。[21]ブロックチェーン技術はセキュリティと関連付けられることが多いため、ブロックチェーンコミュニティの多くは衝撃を受けた。これはこの分野で発生した最初の大規模なハッキングだった。[18]アナリストは取引の公開記録を見て犯人の公開アドレスを追跡したが、犯人は特定されなかった。[18]これはブロックチェーン取引の匿名性の結果である。[18]
DAOハック
ブロックチェーン技術は、データ侵害、改ざん、その他の脅威などのプライバシー問題を解決することが期待されていますが、悪意のある攻撃から免れることはできません。2016年、DAOは特定のプロジェクトに資金提供の窓口を開きました。[5]この期間中にシステムがハッキングされ、イーサリアム基金から当時360万ドル相当の暗号通貨が失われました。[5]暗号通貨の価格は常に変動するため、盗まれた金額は64〜100ドルと推定されています。[5]
コインベース
ユーザーが暗号通貨を保管、購入、販売できる米国最大の暗号通貨取引所であるCoinbaseは、2012年の設立以来、複数のハッキングに直面しています。 [18]個人の電話番号とメールアドレスを使用するログインプロセスのため、ハッカーがブロックチェーン分野の著名人やCEOの電話番号とメールアドレスをターゲットにしているとユーザーから報告されています。[18]その後、ハッカーはメールアドレスを使用してユーザーの認証番号を変更し、その結果、Coinbaseユーザーのウォレットから数千ドル相当の暗号通貨を盗みました。[18]
北朝鮮による
2022年1月、ブロックチェーン分析会社Chainalysisの報告書によると、国家支援を受けた北朝鮮のハッカーが2021年に約4億ドル相当の暗号通貨を盗んだことが判明した。国連のパネルはまた、北朝鮮が国際的な制裁にもかかわらず、盗んだ暗号通貨の資金をミサイル計画の資金として使用したと述べた。[22] [23]
ブロックチェーンにおけるプライバシーと監査
ZCashやMoneroなどの「プライベート」または「匿名」の暗号通貨の導入により、ブロックチェーン監査の問題が浮き彫りになり、取引所や政府機関がこれらの通貨の使用を制限しました。[24]そのため、ブロックチェーンにおけるプライバシーと監査の概念は矛盾しているため、プライバシー特性を持つブロックチェーンの監査は学術界の研究の焦点となっています。[25]
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