代币混合与CoinJoin解读

导语

比特币经常被视为数字现金，但这种说法有待商榷。如果Alice以现金支付给Bob 10美元，后者无法了解这笔现金的来源。Bob将这10美元转给Carol时，Carol更是无法得知这10美元最初来自Alice。

然而，比特币的固有公共属性决定了情况有所不同。给定代币（准确来说是未花费的交易输出或UTXO）的历史可供所有人查看。这很像在账单中写入交易金额与参与者姓名。

不过，公共地址可以匿名，用户也因此可以轻易隐匿身份。然而，比特币并不能完全隐匿踪迹。针对区块链的分析技术日趋成熟，已经可以有效将地址与身份相匹配。除了其他监视技术，专用实体也可以对加密货币用户去匿名化。为了解决这道难题，市场中相继出现多种解绑交易的技术。

什么是代币混合？

从广义上讲，代币混合是指所有通过置换来混淆资金的操作。然而，在加密货币领域，代币混合由第三方提供服务。服务供应商通常会收取用户的代币（以及少量手续费），之后返还一些与发送的代币毫无关联的代币。此类服务也被称为不倒翁或混币器。

当然，这种中心化服务的安全性与匿名性值得怀疑。用户无法保证混币器会归还资金，或者返还的代币未在某种程度受到污染。另外，使用混币器时，IP和比特币地址也可能被第三方记录。代币混合的结果是用户放弃资金控制权，希望获得毫无关联的代币。

目前有一种名为“CoinJoin交易”的新方案，给用户很大程度的否认空间。也就是说，使用CoinJoin之后，用户与以往交易之间的确切关联证据就被抹去了。许多CoinJoin解决方案成为混币器的去中心化替代方案。虽然协调员有可能介入，但用户不需要放弃资金管理权。

什么是CoinJoin？

CoinJion交易问世于2013年，由比特币开发人员Gregory Maxwell首次提出。在帖子中，他简单介绍了此类交易的结构，以及如何在不修改协议的情况下获得高额私密收益。

从本质上讲，CoinJoin交易融合了多位用户的输入。在解释这项技术的原理前，我们先来了解基础交易的结构。

比特币交易由输入和输出组成。当用户希望交易时，他们将UTXO作为输入，指定输出并对输入签名。请注意，每路输入均独立签名，但用户可设置多路输出（目标为不同地址）。

我们以一笔由四路输入（每路输入0.2 BTC）和两路输出（0.7 BTC与0.09 BTC）组成的给定交易为例，可以对其进行一系列假设。首先观察支付的发生——发送方将其中一路输出发送给某人，随后收到找零。这笔交易使用四路输入，因此较大的输出应该指向接收方。请注意，我们需要为矿工支付手续费，输出会损失0.01 BTC。

发送方也可能想创建大额UTXO，因此合并小额输入来获得0.7 BTC的目标输出。

我们还可以假设每路输入均为独立签名。这笔交易最多有四方对输入签名。这正是CoinJoin生效的原理。

CoinJoin如何运作？

其核心思想是多方协作创建交易，各方提供输入与预期输出。所有输入相融后，他人便无法识别输出与用户的对应关系。我们来看以下图解：

如图所示，四位参与者希望打破交易之间的关联。他们相互协调（或通过专属协调员），宣布希望计入的输入和输出。 

协调员将掌握所有这些信息并绘制成交易，在向网络中广播前，让每位参与者签名。用户签名后，交易在变为无效前无法更改。因此，协调员无法盗取资金。 

这笔交易充当了代币混合的黑匣子。别忘了，我们是将初始UTXO销毁来新建UTXO。新旧UTXO的唯一联系正是交易本身，当然我们也无法区分参与者。最理想的情况也只是知道有参与者提供输入，并且可能是输出结果的所有者。

即便如此，我们也无法百分百确定。看到上文所述的交易，谁又能确定是有四位参与者？或者是只有一个人在向他的四个地址发送资金？还是两个人分别买入两次，各自的地址分别收到0.2 BTC？也有可能是四个人向新参与者发送资金，或者资金回流至本人。我们无法确定具体情况。

通过“可否认性”来保护隐私

CoinJoin实施方案的问世足以让人们对交易分析方法产生怀疑。在许多情况下，您可能会推断出发生了CoinJoin，但无法确定输出拥有者。随着这种技术日渐普及，所有输入由同一用户所有的假设逐渐削弱。在广泛全面的生态系统中，隐私性完成飞跃式提升。

在上文的示例中，我们假设交易的匿名集合拥有4位输入者，而输出所有者可以是这4位中的任意一位。匿名集合越大，找到交易与原始拥有者对应关系的概率越低。幸运的是，最近的CoinJoin方案可以让数十位用户以去信任的方式融合输入，“可否认性”显著提升。最近，CoinJoin成功执行了百人交易。

总结

对于非常注重隐私的用户，混币是一种非常有效的补充手段。与提议的隐私升级（如保密交易）不同，这项技术与现行协议兼容。

对于信赖第三方诚信度与有效方法的用户来说，混币服务简单便捷。对于青睐可验证或非托管方案的用户，CoinJoin才是绝佳之选。精通技术的用户可以手动，或者使用软件工具将更复杂机制抽离出去。如今，随着隐私性需求日益提升，市场中的此类工具也将愈加受到青睐。