NymミックスネットとNyxブロックチェーンを組み合わせることで、プライバシーに関する最も困難な問題のいくつかをどのように解決するか
概要
Nymミックスネットは、しばしばブロックチェーンと混同されますが、ブロックチェーン、すなわちNyxによってサービスされる別のインフラとして理解するのが最も適切です。
Nym: 分散型かつインセンティブ付きプライバシー・ミックスネット
Nymの『ミックスネット』は、インターネットの核心的な問題のひとつである、トラフィック・パターンが完全に可視化されてしまうという問題を解決する、分散型の世界的なプライバシーシステムです。
ネットワーク・トラフィックの大部分を観測できる政府や大手ハイテク企業は、しばしばメッセージの内容以上のものを明らかにするものであるトラフィックパターンを記録し、分析することができます。これらの小さな情報は、オンライン上でのやりとりの後に残るデジタルのフットプリントのようなものです。それ自体には大した意味はありませんが、照合されると、ユーザーのパターンやプロフィールを明らかにするために利用され、それを悪用したり、匿名を解除したりすることができるのです。
この問題を解決するために、Nymミックスネットはインターネットトラフィックを暗号化して、同じように見えるパケットにします。これらのパケットは、ミックス「ノード」と呼ばれる3つのレイヤーを経由し、ランダムな時間と間隔で一連の「ホップ」を経て、最終的に受信側でリアセンブルされ、暗号化が解除されます。
ミックスネットはこれにより、オープンネットワークを経由するほぼすべての種類のインターネットトラフィックを保護し、敵対者による追跡を不可能に近づけます。ミックスネットは、人々のIPアドレスと、その場所、メッセージのタイミング、使用しているデバイスの種類に関するメタデータ、さらに通信パターンを監視者から保護します。
Nymミックスネットは、トラストレス（trustless）、非中央集権的（decentralised）かつ、パーミッションレス（permissionless）です。
”トラストレス（trustless）”
インフラストラクチャーのいかなる側面も、あなたのデータを信頼する必要がないことを意味します。すべてのコンテンツはいくつかのレイヤーで暗号化されています。各ノードは、ネットワーク内の次のホップのみを知っており、匿名化を解除できるような情報を保持することはありません。
”非中央集権的（decentralised）”
ミックスネットが世界中のノードオペレーターとトークン保有者によって独立的かつ協調的に運営されることを意味します。
”パーミッションレス（permissionless）”
誰でもオペレーターやトークンステーカーとして参加し、ネットワークの運営に参加できることを意味します。パーミッションレスは、誰がノードオペレーターとして参加するかを決定できる中央集権的な権力が存在しないことを意味しますので、ネットワークが真に分散型であるために不可欠です。
理論的にはブロックチェーンなしでもミックスネットは稼働できますが、大きな問題にぶつかります。ネットワーク内でどの「ノード」が稼働しているかを把握し、そのノードを経由してトラフィックを送信できるようにするには、「ディレクトリオーソリティ（directory authority）」と呼ばれるものが必要になります。このディレクトリオーソリティは、システムがどのノードが稼働中で、どこにトラフィックを分散させることができるかを理解するのに役立ちます。しかし、この情報が単一の集中化された場所に保存されると、攻撃や侵害を受けやすくなり、ネットワーク監視者がトラフィックを監視しやすくなるのです。
分散型でパーミッションのないミックスネットを実現するのは並大抵のことではなく、Nyxブロックチェーンの出番となります。
Nyxブロックチェーンとは何か？
・ミックスネットネットワークディレクトリが分散化され、パーミッションレスであることを保証します。
・ミックスネットのトークンエコノミクスを運用し、ユーザーデータを取得する代わりにプライバシーを提供するオペレーターにインセンティブを与え、報酬を与えます。
・NYMトークンのベスティングを促進します。
Nyxは、Cosmos SDK上に構築された汎用レイヤー1プロダクション対応ブロックチェーンです。Rustで書かれ、WebAssemblyにコンパイルされ、すべてのNYMトークンをミントします。Ethereumのアドレスが'0x'で始まるように、Nyxのアドレスはすべて'n'で始まります。
Nyxブロックチェーンは、Nymミックスネットが非中央集権的でパーミッションレスであることを保証するために不可欠です。そして、巧みなトークンエコノミクスデザインによって、それを実現しています。
Nyxブロックチェーンは、どのミックスノードがネットワークにボンドしたかを監視するスマートコントラクトを通じて、Nymミックスノードの分散型ディレクトリオーソリティを提供します。
詳細：Nymトークンエコノミクスを実行するスマートコントラクトの概要(https://note.com/koko_crypto/n/n950626976889)
そのプロセスはこのようになります。
オペレーターがNym mixnetコードをスピンアップすると、オペレーターがNymウォレットまたはCLIを介してNYMユーティリティトークンを「ボンド（bonds）」するまで、ソフトウェアは非アクティブのままとなります。オペレーターは、実際にネットワークに参加し、トラフィックをルーティングし、最終的に報酬を得るために、これらのトークンをボンドする必要があります。
この「ボンド」はNyxブロックチェーン上のスマートコントラクトに、オペレーターがミックスネット上でライブであることを知らせます。その後、ノードの評価（reputation）とパフォーマンスを時間ごとにチェックし、それに応じてミックスネットの「アクティブ」セットのトポロジーを変更する選択アルゴリズムを通じて、ミックスネットで活動を行うよう選択されるチャンスがあります。つまり、ミックスネットの経路は絶えず変化しており、攻撃者が悪意のあるノードの経路を確立することは不可能に近いのです。
オペレーターは、実行した作業量に応じてNYMトークンで報酬を得ます。アクティブセットに入るチャンスを増やすために、ノードオペレーターはNYMトークン保有者からステークを集めることで評価（reputation）を上げることができ、ステーカーはその見返りとしてオペレーター報酬の分け前を得ることが可能です。
ユーザーのデータがブロックチェーンに触れることはありません。Nyxブロックチェーンはノードのディレクトリとそのデリゲートと報酬だけを管理します。
要約すると：
・Nymは、ユーザートラフィックを混合し難読化するミックスネットです。このトラフィックをルーティングするミックスノードのグローバルシステムによって運営されています。
・Nyxは、Nymトークンとトークンエコノミクスを管理するスマートコントラクトを実行するブロックチェーンです。トークンエコノミクスは評価と報酬のシステムとして機能し、完全に分散化されたパーミッションレスのディレクトリオーソリティを可能にします。
参考リンク
- Nym公式サイト
- Nymのミキシングネットワーク - Wikipedia
- Nymホワイトペーパー
- 分散型VPN と中央集権型VPN:違いの全て
- ミックスネットとは何か？ VPNによる比類なきオンラインプライバシー
- Sphinx暗号-Nymを支える匿名データフォーマット
- ココナッツ認証（Coconut Credentials）とは？- プライバシーを保護するゼロ知識証明技術