Sicherheitsnetzwerk: Wie Monero mit Ring-Signaturen Privatsphäre schafft

von | 15. Dez 2023

Die Ring-Signaturen von Monero sind ein zentraler Bestandteil, um eine Privatsphäre zu gewährleisten. In diesem Artikel schauen wir uns an, wie sie funktionieren und beginnen dabei mit einem Ausschnitt eines Beitrags von KanalCoin:

Verständnis der Ring-Signaturen von Monero

admincoin – 06. Mai 2023

Monero ist eine auf Privatsphäre fokussierte Kryptowährung, die in den letzten Jahren zunehmend beliebt geworden ist. Eines der Schlüsselmerkmale, das Monero von anderen Kryptowährungen unterscheidet, ist die Verwendung von Ring-Signaturen. In diesem Artikel werden wir untersuchen, was diese Funktionen sind und wie sie funktionieren, um Monero-Nutzern erhöhte Privatsphäre und Sicherheit zu bieten.

Ring-Signaturen

Ring-Signaturen sind eine Art digitaler Signatur, die es einer Gruppe von Nutzern ermöglicht, eine Nachricht zu signieren, ohne zu enthüllen, welcher Nutzer die Nachricht tatsächlich signiert hat. Dies wird erreicht, indem eine Gruppe von Nutzern, bekannt als ein Ring, erstellt wird und jeder Nutzer im Ring die Nachricht mit seinem eigenen privaten Schlüssel signiert.

Wenn die Signatur überprüft wird, ist es unmöglich festzustellen, welcher Nutzer im Ring die Nachricht tatsächlich signiert hat. Dies bietet einen hohen Grad an Privatsphäre für Monero-Nutzer, da es sehr schwierig für jemanden wird, die Identität des Absenders einer Transaktion zu bestimmen.

Quelle: KanalCoin – Auszug, gekürzt

Der Begriff „Ring“ bei den Ring-Signaturen steht für eine Gruppe von Nutzern, deren digitale Signaturen zusammengeführt werden, um eine einzige, nicht unterscheidbare Signatur zu erzeugen. Diese Art der Signatur ermöglicht es, dass die Identität des eigentlichen Unterzeichners innerhalb dieser Gemeinschaft verborgen bleibt. Gehen wir mit einem bereits etwas älteren Artikel mehr in die Tiefe:

Moneros Ring-Signatur erklärt

Mark – 27. Dezember 2017 – zuletzt aktualisiert am 01. November 2018

Monero nutzt die Ring-Signatur-Technologie, um die Privatsphäre eines Nutzers auf der Eingabeseite einer Transaktion zu schützen. Eine Ring-Signatur ist eine Art digitaler Signatur, bei der eine Gruppe möglicher Unterzeichner zusammengefügt wird, um eine einzigartige Signatur zu erzeugen, die eine Transaktion autorisieren kann.

Eine Monero-Ring-Signatur besteht aus dem tatsächlichen Unterzeichner, der dann mit Nicht-Unterzeichnern zu einem Ring kombiniert wird. Der tatsächliche Unterzeichner und die Nicht-Unterzeichner in diesem Ring werden alle als gleichwertig und gültig angesehen. Der tatsächliche Unterzeichner ist ein einmaliger Ausgabeschlüssel, der mit einer vom Sender-Wallet gesendeten Ausgabe korrespondiert. Die Nicht-Unterzeichner sind vergangene Transaktionsausgaben, die aus der Monero-Blockchain gezogen werden. Diese vergangenen Transaktionsausgaben fungieren als Köder in der Ring-Signatur-Transaktion, indem sie Teil der Eingaben einer Transaktion bilden. Aus der Perspektive einer Außenstehenden Partei erscheinen alle Eingaben gleichermaßen wahrscheinlich als die Ausgabe, die in einer Transaktion ausgegeben wird. Monero nutzt die Ring-Signatur-Technologie, um dem Sender zu helfen, den Ursprung einer Transaktion zu verschleiern, indem sichergestellt wird, dass alle Eingaben voneinander nicht zu unterscheiden sind.

Um sicherzustellen, dass Ausgaben in einer Ring-Signatur-Transaktion nicht mehrfach verwendet werden, muss Monero eine Überprüfungsfunktion beinhalten. Dieses potenzielle Problem wird durch Moneros Einsatz von Schlüsselbildern adressiert.

Ein Schlüsselbild ist ein kryptografisch sicherer Schlüssel, der von einer ausgegebenen Transaktionsausgabe abgeleitet wird und Teil jeder Ring-Signatur-Transaktion ist. Für jede Transaktionsausgabe auf der Monero-Blockchain existiert nur ein Schlüsselbild. Aufgrund der kryptografisch sicheren Natur von Schlüsselbildern ist es nicht möglich zu bestimmen, welche Ausgabe welches Schlüsselbild erzeugt hat. Eine Liste aller verwendeten Schlüsselbilder wird auf der Monero-Blockchain geführt, sodass alle Miner überprüfen können, dass keine Transaktionsausgabe zweimal ausgegeben wurde.

Zum Beispiel, wenn Bob Monero an Alice senden möchte, mit einem Ringgrößenwert von fünf, wird eine der fünf Eingaben aus Bobs Wallet gezogen, die dann zur Ring-Signatur-Transaktion hinzugefügt wird. Die anderen vier Eingaben sind vergangene Transaktionsausgaben, die aus der Monero-Blockchain gezogen werden. Diese vier Eingaben sind Köder und bilden zusammen mit der Eingabe aus Bobs Wallet eine Gruppe von fünf möglichen Unterzeichnern. Eine dritte Partei wäre nicht in der Lage zu bestimmen, welche Eingabe tatsächlich von Bobs einmaligem Ausgabeschlüssel unterzeichnet wurde. Jedoch kann das Monero-Netzwerk mit Hilfe eines Schlüsselbildes überprüfen, dass das an Alice übertragene Monero zuvor nicht ausgegeben wurde.

Quelle: MyCryptopedia

Im Gegensatz zu Blockchains wie Bitcoin, ist Moneros Blockchain nicht transparent. Deshalb ist es möglich, die vergangenen Transaktionsausgaben in den Ring der Signaturen mit aufzunehmen.

Schauen wir uns das Beispiel nochmals etwas vereinfacht dargestellt an:

Ringsignatur

Stell dir vor, Bob möchte Alice heimlich ein Geschenk schicken, ohne dass jemand anderes herausfindet, dass er der Absender ist. In der Welt von Monero macht Bob das durch eine clevere Methode, die „Ring-Signatur“ genannt wird.

Bob verpackt sein Geschenk (in diesem Fall Monero-Coins) und wählt dazu vier zufällige Pakete aus, die in der Vergangenheit versendet wurden. Diese vier Pakete sind nur Attrappen, sie sehen aus wie echte Geschenke, aber sie haben keinen wirklichen Inhalt.

Nun legt Bob diese fünf Pakete – sein echtes Geschenk und die vier Attrappen – in einen Kreis. Jedes Paket wird mit einem speziellen Siegel versehen, aber niemand kann erkennen, welches Siegel von Bobs echtem Geschenk stammt. Für einen Außenstehenden sehen alle Pakete identisch aus und es ist unmöglich zu erraten, welches das echte Geschenk von Bob an Alice ist.

Aber es gibt eine Kontrollinstanz in der Monero-Welt, die sicherstellt, dass niemand zweimal dasselbe Geschenk versendet. Diese Instanz überprüft heimlich die einzigartige Kennung jedes Pakets. Auch wenn sie nicht weiß, welches Paket das echte Geschenk ist, kann sie bestätigen, dass Bob sein Geschenk noch nicht zuvor an jemand anderen versendet hat.

So kann Bob sein Geschenk an Alice senden, ohne dass jemand anderes erfährt, dass er der Absender ist, und gleichzeitig wird sichergestellt, dass das Geschenk einzigartig ist.

Schlüsselbild

Stell dir vor, in einer Stadt gibt es einen berühmten Jahrmarkt, auf dem jeder Besucher bei jedem Kauf ein einzigartiges, glänzendes Abzeichen bekommt. Dieses Abzeichen ist speziell, weil es nicht kopiert werden kann und jedes Mal, wenn ein Besucher etwas kauft, ein individuelles Design hat, das nur für diesen spezifischen Kauf gültig ist.

Nun nehmen wir an, Alice besucht diesen Jahrmarkt mehrmals. Jedes Mal, wenn sie etwas kaufen möchte, erhält sie für diesen Kauf ein neues, einmaliges Abzeichen. Dieses Abzeichen zeigt sie den Marktleuten, wenn sie mit ihrem speziellen Token bezahlt. Die Marktleute werfen einen Blick in ihr großes Buch, in dem alle Abzeichen aufgelistet sind, die bei früheren Käufen präsentiert wurden. Sie sehen, dass das aktuelle Abzeichen von Alice noch nicht in ihrem Buch steht, also wissen sie, dass ihr Token echt und noch nicht ausgegeben ist.

In dieser Geschichte ist das Abzeichen von Alice das „Schlüsselbild“ in Moneros Blockchain. Jedes Mal, wenn Alice Monero ausgibt, generiert sie ein neues Schlüsselbild, das nur für diese spezielle Transaktion gültig ist. Die Blockchain agiert wie das Buch der Marktleute und überprüft, ob dieses spezifische Schlüsselbild schon einmal verwendet wurde. So wie die Marktleute jedes neue, einzigartige Abzeichen von Alice anerkennen und verifizieren, erkennt das Monero-Netzwerk jedes neue Schlüsselbild und bestätigt, dass die Monero für diesen spezifischen Kauf noch nicht ausgegeben wurden, ohne dabei Alices Identität oder ihre vorherigen Transaktionen preiszugeben.

Die Bedeutung der Privatsphäre bei Kryptowährungstransaktionen

admincoin – 06. Mai 2023

Privatsphäre ist ein kritisches Anliegen für Nutzer von Kryptowährungen, da Transaktionen auf einer öffentlichen Blockchain aufgezeichnet werden, die für jeden zugänglich ist. Das bedeutet, dass jeder die Transaktionen einsehen kann, die mit einer bestimmten Adresse verbunden sind, und sie potenziell einer bestimmten Person oder Organisation zuordnen kann.

Durch die Verwendung von Ring-Signaturen und Stealth-Adressen [diese werden wir in einem gesonderten Artikel behandeln] können Monero-Nutzer ihre Privatsphäre und Anonymität bei der Durchführung von Transaktionen erheblich erhöhen. Dies macht es für Außenstehende wesentlich schwieriger, ihre Aktivitäten auf der Blockchain zu verfolgen oder zu überwachen.

Fazit

Zusammenfassend bieten Moneros Ring-Signaturen und Stealth-Adressen einen hohen Grad an Privatsphäre und Sicherheit für Nutzer bei Kryptowährungstransaktionen. Die Nutzung dieser Merkmale hat Monero zu einer der auf Privatsphäre ausgerichtetsten Kryptowährungen gemacht, die heute verfügbar sind. Es ist wichtig, dass Nutzer diese Funktionen verstehen, um die Vorteile, die sie bieten, vollständig nutzen zu können.

Quelle: KanalCoin – Auszug

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