Bitcoin Lightweight Clients Privacy using Trusted Execution

이 포스트는 28th Usenix Security Symposium의 BITE: Bitcoin Lightweight Clients Privacy usin Trusted Execution을 바탕으로 작성되었습니다.

• Heavily used
• ~ 4.1 Transactions/sec
• ~ 360k Transactions/day

Problems

• Client requirements.
  • Clients need to download and process entire chain (~ 230GB)
  • Participating in the P2P network carries high communication overhead.
  • Partial Anonymity achieved through pseudonymity.
• Using mobile clients for transaction confirmation is infeasible.
• Full reliance on the full node that stores the entire chain.
  • Light client stores only block headers, all other information is requested from the full node.
  • Fully breaks privacy.

Strawman solutions

• Bitcoin supports Simplified Payment Verification (SPV) - Works, but sharing the addresses breaks privacy.
• Use the same approach with Bloom Filters? - Sharing the filters still breaks privacy.
• Share addresses with a TEE (SGX enclave)? - Better, but enclaves leak and privacy is still a problem.
• Send also the private key to the full node? - If enclave compromised, client looses all money.

Trusted Execution Environments

• Enable isolated execution within a user’s system.
  • Secure, integrity-protected environment.
  • Provides processing, memory, and storage capabilities.
  • Smart cards, TPM, ARM Trustzone, Keystone, etc.
  • Intel SGX.

Intel SGX (Software Guard Extensions).

• Intel’s architecture containing
  new instructions, protective mechanisms, and key material in the CPU.
• Runtime isolation, sealing, attestation.
• Memory content encrypted

Solution2 - Oblivious Database

이 논문을 읽고…

사용자 개인 정보 보호는 Bitcoin과 같은 분산 통화의 주요 목표 중 하나이다. 그러나 결제 확인에는 전체 체인을 다운로드하여 처리해야하므로 대부분의 모바일 클라이언트에서는 불가능하다.
따라서 모든 인기 있는 블록 체인은 경량 클라이언트가 전체 노드의 도움으로 트랜잭션을 확인할 수 있는 단순화 된 검증 모드를 지원한다.
불행히도, 그러한 지불 확인은 사용자 개인 정보를 보존하지 않으므로 비트 코인과 같은 시스템을 사용하는 주요 이점 중 하나를 무효화 한다. 이 논문에서는 신뢰할 수 있는 execution을 사용하여 경량 클라이언트의 개인 정보를 개선하기 위한 새로운 접근 방식을 제안했다.
이 논문은 그들의 솔루션이 강력한 개인 정보 보호를 제공하고 현재 경량 클라이언트의 성능을 추가로 향상시킨다고 한다. BITE는 모바일 장치와 같은 가벼운 클라이언트의 개인 정보를 보호하는 실용적인 솔루션이라고 생각한다.