Віталік: цифрова ідентичність + багаторазові труднощі під ZK технологією

Останніми роками технологія нульового знання в системах цифрової ідентифікації поступово стає основною. Різні проекти цифрової ідентифікації на основі нульового знання розробляють зручні програмні пакети для користувачів, дозволяючи їм підтверджувати свою ідентичність без розкриття деталей. Кількість користувачів проектів, таких як World ID, які використовують біометричні дані та нульове знання, вже перевищила десять мільйонів. Деякі уряди та регіони також почали досліджувати застосування технології нульового знання в сфері цифрової ідентифікації.

Здавалося б, що широке впровадження цифрової ідентичності на основі нульових знань є перемогою технологічного прогресу. Це може захистити соціальні мережі, системи голосування та інше від атак відьом і маніпуляцій роботами без шкоди для конфіденційності. Але насправді все не так просто, ця система ідентифікації все ще має певні ризики. У цій статті буде викладено такі думки:

• Докази з нульовим розголошенням вирішили багато важливих питань, але все ще існують ризики. Ці ризики в основному виникають через суворе дотримання властивості "одна особа - одна ідентифікація".
• Використання лише "доказу багатства" для захисту від атак відьом у більшості сценаріїв недостатньо, нам потрібне якесь рішення "класу ідентифікації".
• Ідеальний стан - це отримання N ідентифікацій за вартістю N².
• У практиці важко досягти цього ідеального стану, але множинна ідентичність є більш реалістичним рішенням.

Принцип роботи ідентифікації на основі доказів з нульовим знанням

Уявіть собі, що ви отримали ідентифікацію на основі доказів з нульовим знанням через біометричні дані або сканування паспорта. На вашому телефоні є секретне значення s, а в глобальному реєстрі є відповідне відкритий хеш-значення H(s). Коли ви входите в додаток, ви генеруєте унікальний для цього додатка ідентифікатор користувача, а саме H(s, app_name), і за допомогою доказів з нульовим знанням перевіряєте, що цей ідентифікатор походить з того ж секретного значення s, що й якесь відкритий хеш-значення в реєстрі. Таким чином, кожен відкритий хеш-значення може генерувати лише один ідентифікатор для кожного додатка, але не розкриває, з яким відкритим хеш-значенням відповідний ідентифікатор.

Фактичний дизайн може бути більш складним, оскільки у World ID спеціальний ID також включає ID сеансу, що дозволяє різним операціям у межах одного застосунку взаємно розривати зв'язок.

Ця система ідентифікації має великі переваги в порівнянні з традиційними методами. Традиційна верифікація ідентифікації часто вимагає від користувачів розкриття повної юридичної ідентифікації, що серйозно порушує "принцип найменших привілеїв". Проте технологія упаковки доказів нульового знання значною мірою вирішила цю проблему. Але все ще є деякі питання, що залишилися нерозв'язаними, і вони можуть навіть загостритися через суворе обмеження "одна особа - одна ідентифікація".

Доказ нульового знання не може забезпечити повну анонімність

Припустимо, що платформа ідентифікації на основі нульових знань працює так, як і очікувалося, але програми використовують більш практичний підхід. Додатки соціальних мереж можуть призначати кожному користувачу унікальний спеціальний ID програми, і оскільки система ідентифікації дотримується правила "одна людина - одна ідентифікація", користувач може мати лише один обліковий запис. Це контрастує з поточною ситуацією, коли користувачі можуть легко реєструвати кілька облікових записів.

У реальному світі реалізація анонімності зазвичай потребує кількох рахунків: один для звичайної ідентифікації, інші для анонімної ідентифікації. Тому в цій моделі анонімність, яку насправді отримують користувачі, може бути нижчою, ніж наявний рівень. Навіть система "одна людина - одна ідентифікація", упакована за допомогою нульових знань, може призвести нас до світу, в якому всі дії повинні бути пов'язані з єдиною публічною ідентифікацією. У часи зростаючих ризиків позбавлення людей можливості захищати себе через анонімність призведе до серйозних негативних наслідків.

Нульові докази не можуть запобігти примусу

Навіть якщо ви не розкриваєте секретне значення s, ніхто не зможе побачити відкриті зв'язки між вашими обліковими записами, але що, якщо хтось змусить вас розкрити? Уряд може примусити вас розкрити секретне значення, щоб переглянути всі дії. Це не просто слова: уряд США вже почав вимагати від заявників на візу розкриття облікових записів у соціальних мережах. Роботодавці також можуть вимагати розкриття повних відкритих даних як умову для працевлаштування. Навіть окремі додатки на технічному рівні можуть вимагати від користувачів розкрити ідентифікацію з інших додатків, щоб дозволити реєстрацію.

У цих випадках цінність властивостей нульового знання втрачається, але недоліки нової властивості "одна людина – один рахунок" все ще залишаються.

Ми можемо зменшити ризик примусу через оптимізацію дизайну, наприклад, використовуючи механізм багатосторонніх обчислень для створення спеціального ID для кожного додатку. Це ускладнить примушення інших розголошувати повну ідентифікацію, але не може повністю усунути цю можливість, і такі рішення мають інші недоліки.

Нульові знання не можуть вирішити ризики, що не пов'язані з конфіденційністю

Усі форми ідентифікації мають крайні випадки:

• Випущена урядом ідентифікація не охоплює осіб без громадянства і не включає людей, які ще не отримали такі документи.
• Ця система ідентифікації надає унікальні привілеї власникам множинного громадянства.
• Паспортні органи можуть зазнати хакерських атак, а розвідувальні служби ворожих країн можуть навіть підробити велику кількість фальшивих ідентифікацій.
• Для тих, хто має ушкодження біометричних характеристик через хвороби або травми, біометрична ідентифікація повністю втратить свою ефективність.
• Біометрична ідентифікація, ймовірно, може бути обманута підробками. Якщо вартість біометричної ідентифікації стане надзвичайно високою, ми навіть можемо побачити, як хтось спеціально вирощує людські органи лише для того, щоб "масово виробляти" такі ідентифікації.

Ці граничні випадки становлять найбільшу загрозу для систем, що намагаються підтримувати властивість "одна людина – одна ідентифікація", і вони не мають жодного зв'язку з конфіденційністю. Тому нульові знання тут безсилі.

Докази багатства недостатні для вирішення проблеми

У спільноті криптопанків одним із поширених альтернативних рішень є повна залежність від "доказу багатства" для запобігання атак відьом, а не створення будь-якої форми системи ідентифікації. Вимагаючи, щоб кожен рахунок мав певні витрати, можна запобігти легкому створенню великої кількості облікових записів. Така практика вже мала прецеденти в Інтернеті, наприклад, деякі форуми вимагають від зареєстрованих користувачів сплатити одноразовий внесок.

Теоретично, навіть можна зробити так, щоб платежі мали умовність: під час реєстрації рахунку потрібно лише закласти кошти, і лише у випадку блокування рахунку ці кошти будуть втрачені. Це значно підвищить витрати на атаки.

Ця схема показує значні результати в багатьох ситуаціях, але в деяких типах ситуацій вона зовсім не працює. Я зосереджуся на двох типах сцен: "сцена загального базового доходу" та "сцена управління".

Потреба в ідентифікації в сценарії загального базового доходу

"Сцена універсального базового доходу" означає ситуацію, коли необхідно надати певну кількість активів або послуг дуже широкій групі користувачів, не враховуючи їх платоспроможність. Worldcoin систематично реалізує це: кожен, хто має World ID, може регулярно отримувати невелику кількість WLD токенів. Багато аірдропів токенів також неформально досягають подібної мети.

Цей тип "малого загального базового доходу" може вирішити такі проблеми: дати людям достатню кількість криптовалюти для виконання деяких базових онлайнових транзакцій та покупок. Конкретно це може включати:

• Отримати ім'я ENS
• Опублікувати хеш в ланцюзі для ініціалізації певної цифрової ідентичності нульового знання
• Оплата зборів за соціальні медіа платформи

Якщо криптовалюти будуть широко впроваджені у всьому світі, це питання більше не існуватиме. Але оскільки криптовалюти ще не отримали широкого вжитку, це може бути єдиним способом для людей отримати доступ до не фінансових застосувань на ланцюгу та пов'язаних онлайн товарів і послуг.

Інший спосіб досягнення подібного ефекту – це "громадські основні послуги": надання кожному, хто має ідентифікацію, можливості безкоштовно надсилати обмежену кількість транзакцій у певному застосунку. Цей підхід може більше відповідати механізмам стимулювання та бути більш капітально ефективним, але універсальність знизиться. Тим не менш, тут все ще потрібне рішення для ідентифікації, щоб запобігти атакам системи спамом та уникнути створення ексклюзивності.

Остання важлива категорія – це "гарантія базового забезпечення для всіх". Однією з функцій ідентифікації є надання об'єкта, який може бути використаний для притягнення до відповідальності, без необхідності заставляти кошти, що відповідають розміру стимулів. Це допомагає знизити залежність від обсягу особистого капіталу при вході в участь.

Потреба в ідентифікації в сценах управління

У системі голосування, якщо ресурси користувача A в 10 разів більші, ніж у користувача B, тоді його голосувальне право також буде в 10 разів більшим, ніж у B. Проте з економічної точки зору, кожна одиниця голосувального права приносить A прибуток, який у 10 разів більший, ніж прибуток B. Таким чином, вигода голосування A для себе в 100 разів перевищує вигоду голосування B для себе. Це призводить до того, що A буде витрачати більше зусиль на участь у голосуванні, досліджувати, як голосувати, щоб максимізувати свої цілі, і навіть може стратегічно маніпулювати алгоритмом.

Глибша причина полягає в тому, що система управління не повинна надавати однакову вагу "одній особі, що контролює 100 тисяч доларів" і "1000 осіб, які спільно володіють 100 тисячами доларів". Останнє представляє 1000 незалежних осіб, тому воно міститиме більш різноманітну цінну інформацію, а не високу повторюваність невеликих обсягів інформації. Сигнали від 1000 осіб також зазвичай є більш "помірними", оскільки думки різних осіб часто взаємно компенсують одна одну.

Цей аспект стосується як формальних систем голосування, так і "неформальних систем голосування", наприклад, здатності людей брати участь у культурній еволюції через відкриті висловлювання.

Це свідчить про те, що системи управління не будуть дійсно задоволені підходом "незалежно від джерела фінансування, всі фонди однакового масштабу розглядаються однаково". Системі насправді потрібно розуміти внутрішній рівень координації цих фондів.

Потрібно звернути увагу на те, що якщо ви погоджуєтеся з моїм описом двох наведених сценаріїв, то з технічної точки зору потреба в такому чіткому правилі, як "одна людина - один голос", вже не існує.

• Для застосування сценаріїв, схожих на загальний базовий дохід, справжнім необхідним рішенням для ідентифікації є: перша ідентифікація безкоштовна, з обмеженням на кількість доступних ідентифікацій. Коли витрати на отримання більшої кількості ідентифікацій стають настільки високими, що дії, спрямовані на атакування системи, втрачають сенс, досягається ефект обмеження.
• Для застосування в сценаріях управління основною вимогою є: можливість через певний непрямий показник визначити, чи є за цим ресурсом єдиний контрольний суб'єкт, чи це певна "природна формація", що має нижчий рівень координації.

У цих двох сценаріях ідентифікація все ще дуже корисна, але вимога дотримуватись суворих правил, таких як "одна людина - одна ідентичність", більше не існує.

Теоретично ідеальний стан: вартість отримання N ідентифікацій становить N²

З наведених вище аргументів можна побачити, що є два види тиску, які з протилежних боків обмежують очікувану складність отримання кількох ідентичностей у системі ідентифікації:

По-перше, не можна встановлювати чітке видиме жорстке обмеження на "кількість ідентичностей, які можна легко отримати". Якщо у особи може бути лише одна ідентичність, то про анонімність не може бути й мови, і існує ризик примусу до розкриття ідентичності. Насправді, навіть фіксована кількість, що перевищує 1, також несе ризик: якщо всі знають, що у кожного є 5 ідентичностей, то вас можуть примусити розкрити всі 5.

Ще одна причина, чому це підтримується, полягає в тому, що анонімність сама по собі є дуже крихкою, тому потрібен достатньо великий запас безпеки. Завдяки сучасним інструментам штучного інтелекту, зв'язування поведінки користувачів на різних платформах стало легким. Використовуючи публічно доступну інформацію, таку як стиль висловлювань, час публікації, інтервали між публікаціями, теми обговорення тощо, можна точно ідентифікувати людину, маючи лише 33 біти інформації. Люди, можливо, можуть використовувати інструменти ШІ для захисту, але навіть тоді ніхто не хоче, щоб одна помилка повністю знищила їхню анонімність.

По-друге, ідентифікація не може бути повністю пов'язана з фінансами (, тобто вартість отримання N ідентифікацій становить N ), оскільки це дозволить великим суб'єктам легко отримати надмірний вплив. Нова механіка Twitter Blue це демонструє: щомісячна плата за сертифікацію в 8 доларів занадто низька, щоб ефективно обмежити зловживання, і сьогодні користувачі в основному ігнорують цей сертифікаційний знак.

Крім того, ми, можливо, не хочемо, щоб суб'єкти з ресурсами в N разів більше могли безсоромно вчиняти неналежні дії в N разів більше.

З огляду на вищезазначені аргументи, я