编者按：本文来自链闻，作者：IvanBogatyy，Odaily星球日报经授权转载。「每周60美元的AWS便可发现96%的Grin交易确切地址。很明显，Mimblewimble本身还不够强大，不足以提供健壮的隐私保护。」撰文：IvanBogatyy，区块链投资基金DragonflyCapital研究员，此前在区块链投资基金MetaStableCapital担任普通合伙人编译：詹涓Mimblewimble的隐私保护功能从根本上是有缺陷的。我只需每周支付60美元的AWS费用，就能实时发现96%的Grin交易发起者和收款者的确切地址。这个问题是Mimblewimble所固有的，我认为没有办法予以修补。这意味着，当涉及到隐私时，Mimblewimble不该被视为Zcash或门罗币(Monero)的可行替代品。在过去的两年中，作为一种新兴的轻量级隐私协议，Mimblewimble越来越受欢迎。Mimblewimble是2016年由一个化名为TomElvisJedusor的黑客发明的，他在一次IRC聊天中抛出了此协议的文字描述，然后就人间蒸发了。此后，Mimblewimble最著名的几个应用包括所谓「公平发布」的隐私代币Grin、由VC支持的Tari以及BEAM项目，甚至有人考虑将它集成到莱特币中。
已经有一些研究人员假设过Mimblewimble可能存在的隐私弱点。我的贡献在于：展示执行攻击的精确方法，证明其在实时网络上的可行性，并量度其有效性。在对Grin的真实测试中，我发现，揭开交易流信息的成功率达到96%。因此，现在显然不能指望Mimblewimble能提供健壮的隐私保护。这里是对Mimblewimble实施攻击的一个技术性深度研究，包括开源代码、可复现的数据和技术类常见问答。通过下文，我将对可链接性提供一个高层次的直观解释，介绍如何发起攻击，以及它对隐私技术的意义。什么是可链接性？
非常重要的一点是，理解此次攻击意味着什么、不意味着什么。这种攻击没有让我们得出人们收取款项的具体金额。Mimblewimble使用普通椭圆曲线加密成功地混淆了支付金额。但这种攻击确实能让我们找出谁给谁付款。换句话说，它让我们将各笔交易链接起来，并确认支付流。为什么这是一个大问题？可能需要展开解释下。假设Coinbase知道某个地址属于一个叫Daniel的委内瑞拉人，而你作为一个美国用户，想在Coinbase上兑换现金。但在揭开了被混淆的交易图之后，Coinbase知道了，你从Daniel那里收到了钱，尽管他们不知道你收到了多少。基于OFAC关于委内瑞拉的政策，Coinbase将关闭你的账户。交易所当然会对交易图有很多了解，因为它们拥有那些将加密币兑换为法币的用户的KYC信息。再举个例子，假如某个威权政府知道，某个特定的地址属于一位异见人士。你向这位异见者捐了一小笔钱。稍后，当你用Mimblewimble协议将钱发送到本地的交易所时，该交易所将与政府共享你的交易数据。因为政府可以看到交易图的全貌，他们现在知道，你支持过一个异见人士。这种类型的攻击在Zcash是不可能实现的。因为Zcash是「不可链接」的，换句话说，每一笔Zcash交易都有一个庞大的匿名集。匿名集本质上是一组交易，你的交易无法从中分辨出来。可以把它想象成混入人群：匿名集越大，你的交易就会混入到更大的「人群」中。
在Zcash中，每笔交易的匿名集包括所有获得了屏障防护的币。从信息论的角度来看，这是可能做到的最大匿名性。
在门罗币中，每笔交易的匿名集是所有诱饵交易的集合。虽然门罗币客户端允许你指定诱饵集的大小，但当前的缺省值为11。门罗币在安全采样诱饵方面也有自己的问题，但我认为它基本可行，看怎么取舍了。人们本以为Mimblewimble的匿名集看起来是这样的：
但实际上，它是这样的：
这将Mimblewimble的匿名集缩小到仅一个地址。需要说明的是，我并没有指责Grin的意思。我非常尊重Grin社区和核心开发人员，在听取了我的问题后，他们提供了极大的帮助。和比特币或其他非隐私币相比，Grin仍然提供了更强大的隐私模型，毕竟其交易金额是安全加密的。但与Zcash或门罗币相比，Mimblewimble提供了一个从严格意义上来看较弱的隐私模型，这使得它不足以满足许多实际的隐私用例。关于此次攻击的高阶概述
那么，在Mimblewimble中，将交易图「去匿名化」到底是怎么做到的呢？我注意到，尽管对支付金额进行了加密，Mimblewimble仍然会留下一个可链接的交易图。但是协议设计者意识到了这一点，所以Mimblewimble使用两种主要的技术来对抗可链接性：第一种是全区块直通聚合(full-blockcut-throughaggregation)，第二种是蒲公英协议(Dandelion)。区块直通背后的思路是，当交易在一个区块内积累时，这些交易将聚合为一个「超级交易」。这种「超级交易」基本上就像一个巨大的代币混合(CoinJoin)——本质上，所有的输入和输出都被丢进一个巨大的桶里，没法轻易确定这个桶里谁付钱给了谁。只是一堆输入变成了一堆输出，金额被模糊了。
听起来没毛病，对吗？只有一个问题：这个混币必须一次构建一个交易。由于交易不断地被创建并从各个不同的地方广播，如果你运行一个嗅探器节点来在直通聚合完成之前获取所有的交易，那么解开CoinJoin就很简单了。任何嗅探器节点都可以检测网络，并在各交易聚合之前记录原初的交易。将你在P2P网络中检测的所有消息归档，其实是非常容易的一件事情。
等等，真的吗？就这些？Grin团队其实提出了另一条防线：蒲公英协议。蒲公英是CMU研究人员开发的一种网络技术，它试图模糊交易的发起方。
通常，在像比特币这样的加密货币中，交易的发起方只是向所有的对等方大声宣告他们的交易，然后通过P2P网络迅速传播。但在蒲公英协议中，每一笔交易的广播都是从一个秘密的电话游戏开始的。发起方只向一个对等点悄悄发布交易，而这个对等点又向另一个对等点悄悄发布，就这样链式传递。在随机跳了几次之后，最后一个对等点会像在比特币中一样宣告交易。但是这个对等点离发起方实在太远了，任何观察者都不可能分辨出谁是链条的起点。这对于混淆交易者的IP非常有用。但是蒲公英协议在Grin中还有第二个功能：它恰好可以击败嗅探器存档节点。因为每一笔交易都是从一个蒲公英链开始的，只要两笔交易在其蒲公英链中交叉，它们就会更早被聚合。如果发生这种情况，那么在将交易广播给所有观察者时，嗅探器节点已经无法拆解它们了。它们已经被混币了。这是Grin针对嗅探器节点以防御可链接性的主要措施。但是有一种简单的方法可以破解它。默认情况下，每个Grin节点连接8个其他对等点。但是通过猛增对等点的数量，我可以将我的嗅探器节点连接到网络中的所有其他节点。假设我在线时间足够长，最终几乎每个节点都会连接到我，使我成为一个超级节点。一旦我成为超级节点，很有可能任何一笔交易的蒲公英路径都会经过我。我基本可以在交易聚合之前捕捉到它：唯一不可能的情况是，在我看到它们之前，两个交易已经在蒲公英路径上相交。如果我在它们聚合之前看到其中的某一笔交易，我就可以使用一些简单的代数把它们拆解出来。
在我发起的攻击中，我能够连接96%的交易，而且在Grin网络中的总共3,000个节点中，我只连接了200个节点。如果我多花点钱，我可以很容易地连接到3,000个节点来分解几乎所有的交易。做这件事时我也不需要成为一个单一的超级节点；通过启动3,000个具有独立IP的节点，可以实现相同的攻击。我只要嗅探所有交易数据并将其转储到一个中央主数据库中，攻击就同样有效。那么Mimblewimble还有救吗？
看情况啦。我相信，正如目前所设想的那样，Grin没有明确的途径通向不可链接性。就像我在这篇技术文章中讨论的那样，仅仅提高蒲公英因子，并不足以应对一个雄心勃勃的攻击者。但除了可链接性，Mimblewimble仍然具有独特的价值！它支持直通聚合，这是一种针对完整节点的有效压缩技术，并可有效隐藏交易的金额。如果你需要较高的隐私保护，你可以将Mimblewimble与其他使交易图模糊化的协议结合使用，例如在以太坊9?中，它将Mimblewimble与一种Zerocash风格的承诺无效器方案结合在一起。但很明显，Mimblewimble本身还不够强大，不足以提供健壮的隐私保护。比特币问世已经有11年的历史了，但加密货币仍处于起步阶段。就在不久之前，在Zcash和门罗币中都发现了毁灭性的bug。这是意料之中的事情——大多数有趣的技术仍然处在基础科学阶段。但这就是科学进步的方式：我们提出新的理论，然后不断推翻它们，直到剩下的理论经受住时间的考验。感谢HaseebQureshi对本文的巨大帮助，以及他对文中匿名集动画制作的协助。还要感谢OlegOstroumov、ElenaNadolinks123rongi、MohamedFouda、LucasRyan和NaderAl-Naji审阅本文初稿。感谢JakeStutzman制作了蒲公英协议和区块集合的图表。
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