Pesquisadores da [[alloc] init] apresentaram o Shielded Bitcoin, uma proposta de metaprotocolo de privacidade para a camada base do Bitcoin. O projeto busca viabilizar transferências protegidas sem operadores, soft forks ou mudanças no consenso da rede. A equipe publicou os detalhes técnicos em um whitepaper e no anúncio do projeto. Além disso, o protocolo pretende usar Bitcoin PIPEs para movimentar fundos entre o Bitcoin e o sistema privado.

Protocolo cria uma camada privada sobre o Bitcoin

O Shielded Bitcoin define uma estrutura transacional e um protocolo de indexação para preservar a privacidade das transferências. Seu desenho reproduz vários elementos do Bitcoin, embora implemente cada componente de maneira diferente. Por exemplo, o equivalente às UTXOs recebe o nome de nota. As transações consomem essas notas como entradas e usam uma testemunha para comprovar a autorização do gasto.

Na prática, uma transação do Shielded Bitcoin consiste em um bloco de dados com um prefixo, como “shbtc:”. O usuário pode inseri-lo em uma transação de Bitcoin por OP_RETURN, pelo campo de testemunha ou por outro método de transporte de dados. Contudo, a rede Bitcoin não valida esses dados nem aplica as regras do metaprotocolo. Portanto, registros inválidos ainda podem chegar à blockchain.

Nesse cenário, um indexador do Shielded Bitcoin observa passivamente a cadeia e ignora os registros que não passam pela validação. O indexador também não usa essas transações para atualizar o estado dos saldos. Assim, ele desempenha uma função semelhante à de um nó dentro do metaprotocolo. O funcionamento não exige provedor de serviço, coordenador ou estado externo para que o usuário recupere os fundos.

Notas, chaves e endereços protegidos

Em vez de remover notas gastas de um conjunto de saídas disponíveis, o sistema mantém um conjunto de anuladores. Esse mecanismo permite publicar um identificador criptográfico de gasto sem revelar qual nota o usuário consumiu. Enquanto isso, os indexadores criam uma árvore de Merkle permanente com todas as saídas de notas. Em seguida, eles verificam se o mesmo anulador já apareceu anteriormente.

Cada carteira deriva uma chave secreta mestra, que dá origem às demais chaves. O modelo se assemelha a uma carteira hierárquica determinística do Bitcoin e permite criar diferentes endereços. A chave sk_spend autoriza gastos, enquanto sk_nf participa da geração dos anuladores. Por sua vez, vk_in permite visualizar notas recebidas, vk_out acompanha transferências enviadas e sk_view participa da criação de endereços.

Para receber fundos, o usuário cria um valor diversificador d e o combina matematicamente com a chave sk_view. A operação produz a chave pública pk_d, que forma o endereço ao lado do diversificador. Depois, o remetente gera um valor aleatório chamado r_seed. Esse valor participa tanto da criptografia da saída da nota quanto do processo de geração do anulador.

Provas de conhecimento zero impedem gastos duplicados

As saídas carregam três informações criptografadas: o valor, o diversificador d e o r_seed criado pelo remetente. O emissor usa um par de chaves efêmero e a chave pública do destinatário para gerar um segredo compartilhado. Dessa forma, as duas partes conseguem obter o mesmo segredo com suas respectivas chaves. A chave pública efêmera pk_eph permanece visível para que o destinatário execute esse cálculo.

Uma transação válida exige um anulador público para cada nota consumida e uma prova de conhecimento zero. Essa prova confirma a presença da nota na árvore de Merkle e a autorização do gasto pela chave sk_spend. Além disso, ela demonstra que o usuário derivou o anulador corretamente e não criou unidades adicionais. A verificação de anuladores repetidos oferece, assim, a garantia contra gastos duplicados.

De acordo com a proposta, o desenho oferece privacidade comparável à dos pools protegidos de redes como a Zcash. Ainda existem questões de privacidade nas entradas e saídas do metaprotocolo, que os pesquisadores pretendem abordar em outro artigo técnico. Contudo, o modelo não exige medições de privacidade nem remixagens periódicas, como ocorre em coinjoins. Com isso, o sistema registra transferências criptografadas na blockchain sem permitir inflação ou gasto duplo.

PIPEs podem viabilizar depósitos e retiradas sem custódia

O plano prevê o uso dos PIPEs v2 na construção do mecanismo de entrada e saída do Shielded Bitcoin. Os Bitcoin PIPEs usam criptografia de testemunha para proteger uma chave privada por meio de um programa. O sistema revela a chave apenas quando o usuário apresenta uma prova de conhecimento zero sobre o cumprimento de determinada condição. Essa condição pode envolver o estado de uma UTXO ou a confirmação de uma transação.

Desse modo, o mecanismo poderá operar sem operador, federação ou terceiro responsável pela custódia dos fundos. A proposta não requer soft forks nem alterações no protocolo do Bitcoin. Em vez disso, a lógica dos PIPEs opera fora das regras de consenso da rede. A próxima etapa prevê depósitos em chaves controladas criptograficamente pelo mecanismo.

Posteriormente, uma prova de conhecimento zero sobre saídas legítimas confirmadas na blockchain permitiria desbloquear essas chaves. Os pesquisadores ainda trabalham no documento que definirá essa parte do sistema. A equipe prevê publicar o material em breve, conforme o anúncio do projeto. Até lá, o Shielded Bitcoin apresenta uma arquitetura baseada em indexação independente, notas criptografadas e provas de conhecimento zero.

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