Blockchain/Niveau IV · Tiefer ins Protokoll/4.3 Verwahrung und Privatsphäre/Lektion 7
Silent Payments und die kommenden Privacy-Upgrades
Der statische Schlüssel, der sich auf der Blockchain nie wiederholt
MaterialienEine Wallet, die Silent Payments (BIP352) unterstütztBitcoin Core-Version 27 oder neuerEin Block-Explorer mit Funktionen zur Dekodierung von TransaktionenEine Full-Node- oder SPV-Wallet mit Unterstützung für Silent Payments (z. B. Sparrow oder Cake)
Neugier
- Wie kann eine einzige öffentliche Adresse unbegrenzt viele Zahlungen empfangen, ohne zu verraten, dass sie zur selben Entität gehören?
- Warum zerstört ein einziger zusätzlicher Input des Empfängers die Annahme gemeinsamen Eigentums, auf die sich Chain-Analysten stützen?
- Welcher kryptografische Trick ermöglicht es zwei Parteien, aus einem statischen Paar von Schlüsseln einen einzigartigen, nicht miteinander verknüpfbaren Ausgabeschlüssel abzuleiten?
Erkunden
- Bitcoin-Adressen sind wiederverwendbar, was On-Chain-Verknüpfungen erzeugt. Veröffentlicht ein Händler eine einzige Adresse für alle Kunden, ist jede Zahlung an diese Adresse im Ledger sichtbar miteinander verbunden. Diese Verknüpfbarkeit untergräbt die Privatsphäre, weil jeder den Geldfluss über die Zeit verfolgen kann. Silent Payments (BIP352) lösen dieses Problem mithilfe von Elliptic-Curve-Diffie-Hellman. Der Empfänger besitzt ein statisches Paar aus Scan-Key und Spend-Key. Jeder Sender kombiniert die Schlüssel seiner Inputs mit dem Scan-Key des Empfängers, um einen einzigartigen Tweak abzuleiten, und erzeugt so eine einmalige Taproot-Adresse, die von keinem anderen On-Chain-Output zu unterscheiden ist.
- Da sich die abgeleitete Adresse bei jeder Transaktion ändert, erscheinen keine zwei Zahlungen an denselben Händler in den Blockchain-Daten als miteinander verbunden. Der Empfänger scannt die Chain mit seinen privaten Schlüsseln, um diese einzigartigen Outputs zu erkennen, ohne vorher mit dem Sender interagieren zu müssen. Damit entfällt die Notwendigkeit eines Drittanbieter-Servers oder einer Echtzeitkommunikation zur Erzeugung neuer Adressen. Der Vorgang ist für den Scannenden rechenintensiv, bietet aber beiden Parteien eine starke Unverknüpfbarkeit und stellt sicher, dass passive Beobachter die Einnahmen eines Händlers nicht einfach aufsummieren können.
- Payjoin (BIP78) geht das Privatsphäre-Problem von einer anderen Seite an: über die Transaktionsstruktur. Chain-Analysten stützen sich auf die Common-Input-Ownership-Heuristik, um Inputs derselben Entität zusammenzufassen. In einer Standardtransaktion kontrolliert der Sender alle Inputs. Payjoin erlaubt es dem Empfänger, vor dem Signieren einen Input zur Transaktion beizusteuern. So werden die Coins des Empfängers in einer einzigen Transaktion mit denen des Senders gemischt, was die Annahme bricht, dass alle Inputs einer Partei gehören. Das Ergebnis sieht wie eine gewöhnliche Zahlung aus, sodass ein Analyst, der annimmt, alle Inputs gehörten dem Sender, den falschen Schluss zieht.
- Version 2 (BIP77) macht es überflüssig, dass der Empfänger einen öffentlichen Server betreibt: Die beiden Seiten tauschen verschlüsselte PSBTs asynchron über einen Verzeichnisserver aus, der über Oblivious-HTTP-Relays erreicht wird, sodass das Verzeichnis die Nachrichten weder lesen noch IP-Adressen zuordnen kann. Zwar verbirgt das nicht, dass überhaupt eine Transaktion stattfindet, doch es erschwert das Clustering von Adressen erheblich, weil Inputs zweier verschiedener Eigentümer in einer Transaktion stehen, die so aussieht, als hätte sie nur einen Eigentümer.
- Privatsphäre auf Netzwerkebene erfordert das Verbergen von Verkehrsmustern. Verschlüsselter Peer-to-Peer-Transport (BIP324) wurde 2024 mit Version 27 von Bitcoin Core zum Standard. Er verbirgt vor passiven Beobachtern den Inhalt der Nachrichten, also welche Transaktionen und Adressen eine Node weiterleitet; welche IP-Adressen mit welchen verbunden sind, bleibt sichtbar, und die Verschlüsselung ist nicht authentifiziert, verhindert also keinen aktiven Man-in-the-Middle-Angriff. BIP324 nutzt einen Schlüsselaustausch über elliptische Kurven, bei dem die Schlüssel so kodiert sind, dass sie wie zufällige Bytes aussehen, und anschließend ChaCha20-Poly1305-Verschlüsselung – dadurch ist es viel schwieriger, durch Mitschneiden des Datenverkehrs bestimmte Transaktionen bestimmten Nodes zuzuordnen.
- Die Forschung an Cross-Input Signature Aggregation (CISA) geht weiter; damit könnten sich alle Inputs einer Transaktion eine einzige Signatur teilen. Gemeinschaftliche Transaktionen wie Coinjoins, die viele Inputs haben, würden dann günstiger als das getrennte Ausgeben derselben Coins, sodass Privatsphäre zur Gebührenersparnis wird. Anders als CoinJoin, das im Abschnitt zu Verwahrungsmechanismen behandelt wird, konzentrieren sich diese Upgrades auf kryptografische Struktur und Netzwerktransport statt auf soziale Koordination oder serververmitteltes Mixing.
- BIP-352, im Mai 2024 in das BIP-Repository aufgenommen, führt Silent Payments ein. Ein Empfänger veröffentlicht einen einzigen statischen Code, der aus zwei öffentlichen Schlüsseln besteht: einem Scan-Key und einem Spend-Key. Anders als herkömmliche Adressen bleibt dieser Code während der gesamten Lebensdauer der Wallet gleich. Die Wallet des Senders nutzt ihre eigenen privaten Input-Schlüssel, um für jede Zahlung eine neue, eindeutige Taproot-Adresse abzuleiten, sodass es weder über verschiedene Sender noch über verschiedene Transaktionen hinweg zu Adresswiederverwendung kommt.
- Der Mechanismus beruht auf Elliptic-Curve-Diffie-Hellman (ECDH). Wenn Alice an Bobs Silent-Payment-Code sendet, kombiniert ihre Wallet ihren privaten Input-Schlüssel mit Bobs öffentlichem Scan-Key. Daraus entsteht ein gemeinsames Geheimnis, das als Tweak dient. Zu Bobs öffentlichem Spend-Key addiert, erzeugt dieser Tweak einen Ziel-Output P. Da die Ableitung von den Schlüsseln und Outpoints ihrer Inputs (einem „Input-Hash“) sowie einem Zähler für jeden Output abhängt, ergibt jede Zahlung eine eigene Adresse, die von keinem anderen Taproot-Output zu unterscheiden ist.
- Der Preis dafür ist eine rechnerische Asymmetrie. Während Sender gewöhnliche Signaturvorgänge ausführen, müssen Empfänger die Blockchain aktiv scannen, um eingehende Zahlungen zu erkennen. Bob kann nicht einfach prüfen, ob eine bestimmte Adresse Guthaben aufweist; für jede Transaktion mit geeigneten Inputs kombiniert er seinen privaten Scan-Key mit der Summe der öffentlichen Schlüssel ihrer Inputs und prüft, ob ein Output übereinstimmt. Dieser Scanvorgang ist rechenintensiv und stellte leichtgewichtige SPV-Clients bislang vor Herausforderungen.
- Die resultierenden Transaktionen fügen sich nahtlos in herkömmliche Bitcoin-Überweisungen ein. Es gibt keine zusätzlichen Datenfelder, keine größere Transaktionsgröße und keine Server Dritter zur Koordination. Ein außenstehender Beobachter sieht nur gewöhnliche Taproot-Inputs und -Outputs. Die Verbindung zwischen den Input-Schlüsseln des Senders und dem statischen Code des Empfängers ist kryptografisch verborgen, sodass Beobachter die Zahlung nicht mit dem veröffentlichten Code des Empfängers in Verbindung bringen können.
- Die Unterstützung durch Wallets ist seit der Veröffentlichung der Spezifikation stetig vorangekommen. Cake Wallet führte die Unterstützung 2024 ein. Sparrow Wallet ergänzte im Oktober 2025 das Senden und im Mai 2026 das Empfangen. Nunchuk ergänzte 2026 das Senden. Bitcoin Core übernahm 2026 die zentrale BIP-352-Logik (PR #35301), während Senden und Empfangen in der Wallet noch geprüft wurden und noch in keinem Release enthalten waren.
- Silent Payments lösen das Problem der Adresswiederverwendung, ohne dass eine Interaktion zwischen Sender und Empfänger oder Koordinationsserver wie bei CoinJoin-Protokollen nötig sind. Der Empfänger nutzt eine einzige statische Kennung für alle Zwecke – Gehälter, Rechnungen, Spenden –, während jeder eingehende UTXO auf einer eigenen, nicht verknüpfbaren Adresse landet. Das stärkt die Fungibilität, weil die Graphenanalyse mehrere Zahlungen nicht derselben Entität zuordnen kann, vorausgesetzt, der Scanvorgang des Empfängers ist robust und sicher.
Teil IVerbesserungen der Privatsphäre in Sicht
Teil IISilent Payments
Kernfakten
- Silent Payments (BIP352) verwenden ECDH, um aus einem statischen Schlüsselpaar eindeutige Taproot-Adressen abzuleiten.
- Payjoin (BIP78/BIP77) hebelt die Common-Input-Ownership-Heuristik aus, indem der Empfänger einen Input beisteuert.
- Verschlüsselter Peer-to-Peer-Transport (BIP324) wurde in der Version 27 von Bitcoin Core (2024) zur Standardoption.
- Silent-Payment-Adressen (sp1…) sind als solche erkennbar, doch die damit erzeugten Outputs sehen aus wie gewöhnliche Taproot-Outputs.
- Payjoin v2 (BIP77) tauscht verschlüsselte PSBTs über einen Verzeichnisserver aus, sodass der Empfänger keinen öffentlichen Server benötigt.
- Die Aggregation von Signaturen aus verschiedenen Eingaben – noch Gegenstand der Forschung – würde einer gesamten Transaktion eine einzige Signatur geben und Coinjoins günstiger machen.
- BIP-352 wurde im Mai 2024 aufgenommen; die Version 1.1.0 der Spezifikation erschien im März 2026.
- Silent Payments verwenden ECDH, um für jede Transaktion aus den Input-Schlüsseln des Senders und dem statischen Scan-Key des Empfängers eine eindeutige Taproot-Adresse abzuleiten.
- Empfänger müssen für jede infrage kommende Transaktion eine ECDH-Berechnung durchführen (Scan-Key multipliziert mit der Summe der öffentlichen Input-Schlüssel) und deren Taproot-Outputs prüfen.
- Cake Wallet (2024), Sparrow Wallet (Senden Okt. 2025, Empfangen Mai 2026) und Nunchuk (Senden, 2026) unterstützen Silent Payments; Bitcoin Core übernahm die zentrale Logik 2026.
- Silent-Payment-Transaktionen sind hinsichtlich Größe, Kosten und Struktur nicht von gewöhnlichen Taproot-Transaktionen zu unterscheiden.
- Das Protokoll erfordert keine Interaktion zwischen Sender und Empfänger und ist nicht auf Koordinationsserver Dritter angewiesen.
Übung neun, sechs, drei, eins
9SammelnListen Sie 9 Mechanismen oder Protokolle für Privatsphäre auf, sowohl aktive (vom Nutzer ausgelöste) als auch passive (auf Protokollebene wirkende). Notieren Sie, ob sie auf der Anwendungs-, Netzwerk- oder Konsensebene ansetzen.
6GruppierenGruppieren Sie die 9 nach ihrem primären Bedrohungsmodell in 6 Gruppen: Welche konkrete Beobachtung verhindern sie? (z. B. Adress-Clustering, Traffic-Analyse, Verknüpfung der Eigentümer von Inputs).
3VerdichtenReduzieren Sie die 6 Gruppen auf 3 grundlegende Kategorien des Privatsphäre-Verlusts, gegen die diese Mechanismen vorgehen.
1KristallisierenSchreiben Sie 1 Satz darüber, warum statische Adressen ein Einfallstor für Überwachung sind und wie kryptografische Ableitung dies neutralisiert.
Faktcheck
Datumsangaben, Zahlen und Behauptungen wurden mit den unten aufgeführten veröffentlichten Quellen abgeglichen.