门罗币矿池数据公开：透明度与隐私泄露的权衡

### 门罗币矿池数据公开：透明度与隐私泄露的权衡 #### 多候选不可追踪输入 在分析过程中，发现规则无法追踪数据集中的56,842个输入。其中，有586个输入包含一个符合规则R1和R2的环成员，但其他输入已花费了这些输入相关的环成员，这可能是由于数据集不完整，因为矿池非支付类交易（如利润提现）未公开。 | 合格环成员数量 | 数据计数 | 百分比 | | --- | --- | --- | | 1 | 586 | 1.03 | | 2 | 39,418 | 69.35 | | 3 | 13,576 | 23.88 | | 4 | 2,860 | 5.03 | | 5 | 369 | 0.65 | | 6 | 31 | 0.05 | | 7 | 2 | 0.004 | 几乎所有不可追踪输入都有两个或更多符合规则的环成员，规则无法确定哪些环成员被输入花费，所以这些输入不可追踪。约93%的不可追踪输入来自Supportxmr，7%来自Crypto - pool，这表明矿池在创建交易时倾向于将自己的输出作为环成员。根据默认门罗币钱包的混合选择分布算法，50%的混合必须来自过去1.8天内生成的区块，这意味着大型矿池在新交易中插入自己的输出作为混合的概率更高，因为它们比小型矿池更频繁地向矿工支付。 #### 二阶可追踪性分析 二阶可追踪性分析是通过搜索未列出的交易X（X ⊄ T）来定义的。定义交易tx := {i1x, i2x} → {o1x, o2x}，其中tx ∈ X，ix是tx的输入，ox是tx的输出。交易tx至少有一个输出o ∈ O在其混合MX中，且至少有一个输出omx在M中。 搜索过程会回溯所有已知交易T以找到交易X，从输出到输入和所有混合穷尽所有可能路径。定义IX为X中所有可能的可追踪输入，从11,615个交易X中确定了18,171个可能的可追踪输入（IX），但IX中的输入有两个或更多可能的花费输出。定义I′X为IX中恰好有一个可能的花费输出且满足o ∈ O和o ∈ MX的输入集合，发现有5,501个可追踪输入满足要求。 #### 矿池公开信息的额外分析 虽然门罗币地址通常不公开，但Xmr.Nanopool和Coinfoundry会公布为其赢得区块的矿工的门罗币地址，从数据集中发现了339个门罗币地址，还利用了Palo Alto Networks公布的门罗币地址列表。 发现914个可追踪输入花费了先前交易的输出，且这些花费交易和先前交易具有相同的未加密支付ID（UPID），这表明Wijaya等人提出的方法在撰写时仍然适用，但由于收集的数据量有限，无法得出相同结果，且UPID功能未来可能不可用，门罗币开发者表示将逐步淘汰UPID，用加密支付ID（EPID）和子地址代替。 基于发现的可追踪输入，分析了所有已识别的花费输出的年龄。门罗币当前的区块生成时间约为每两分钟一个区块，约81%的花费输出的年龄小于300个区块（约2.5小时），另外18%的已知花费输出的年龄从300个区块到9,400个区块（2.5小时到3.3天）。还发现了99,389个已花费的币基输出，其年龄分布与上述情况相同，这表明矿池不区分花费输出是来自先前交易还是币基交易，尽管币基输出至少两小时（或60个区块）内不能花费，但这一限制对结果影响不大。 从发现的可追踪输入中，识别出1,578,094个来自1,057,833个不同交易的输入将可追踪输入用作混合，约98%的输入仅使用少于三个可追踪输入，平均而言，这些交易的匿名性降低了12%，即有效匿名性仅为78%。 #### 可能的对策 为解决门罗币矿池公开信息导致的隐私泄露问题，提出了可能的对策，包括数据清理、交易混淆和可证明的数据公开。避免矿池支付可追踪输入问题的一个明显方法是不向公众提供支付数据，相关方（如矿工）可从矿池获取有限信息，矿工需满足简单认证机制（如使用门罗币地址）才能访问支付数据。 ##### 交易混淆 - **搅币（Churning）**：矿池在向矿工支付前搅币可降低可追踪性风险。搅币是通过花费硬币并将其发送到用户地址来完成的，目的是增加混合或可能的花费输入总数，提高发送者的不可追踪性，还能增加钱包中原始输出和当前输出之间的距离。搅币可减轻二阶可追踪性分析的影响，增加查找矿池未列出交易的难度。搅币时，搜索次数s估计为s = (i ∗ r)c，其中i是每个交易的平均输入数，r是平均环大小，c是搅币轮数。 - **将自己的输出作为混合**：分析表明，如果矿池继续公布赢得的区块和支付交易，可以改进其混合选择算法，建议在新创建的交易中至少添加一个自己的输出作为混合，Supportxmr采用了这种方案，但创建自己输出的混合时不要形成封闭集很重要。为有效使用该方法，矿池需要更频繁地创建交易，设置较低的最低支付额并启用单独支付可以增加矿池的交易数量。 ##### 可问责的数据公开 - **矿池的门罗币追踪密钥**：门罗币提供了追踪密钥功能，使