ブロックチェーン/レベル IV · プロトコルを深く知る/4.3 カストディとプライバシー/レッスン 6

プライバシー：チェーン上の情報漏洩、CoinJoinとPayJoin

約束された匿名性、それを崩したヒューリスティクス、そして対抗するツール

用意するものブロックエクスプローラーのインターフェース（例：mempool.spaceやblockchain.com）参考用の既知のコインジョイントランザクションの一覧インプット・アウトプットの数と金額を記録するためのノートブロックエクスプローラー

問い

再利用されたアドレスが1つあるだけで、2つの異なるトランザクションが永久に結び付けられてしまうのはなぜでしょうか？
見知らぬ者同士が、どのアウトプットが誰のものかを明かさずに、インプットを1つのトランザクションにまとめるには、どうすればよいのでしょうか？
2024年、最も著名なプライバシーツールの開発者たちに何が起きたのでしょうか？

探究

パート Iプライバシー：アドレスの再利用とコインジョイン

ビットコインの台帳は公開されており、改変できません。ジェネシスブロック以降のすべてのインプットとアウトプットは、ノードを運用している誰もが見ることができます。ホワイトペーパーの第10節は、複数のインプットを持つトランザクションは「それらのインプットが同一の所有者のものであったことを必然的に明らかにする」と認めています。アナリストはこれを「共通インプット所有ヒューリスティック」と呼び、どのコインが一緒に使われたかを観察することで、アドレスをエンティティごとにクラスタリングします。
アドレスの再利用は、この露出をさらに大きくします。受取人が複数の支払いに同じアドレスを使うと、そのアドレスに関連するすべてのUTXOが確定的に結び付けられます。チェーン分析企業は、こうしたヒューリスティックに基づくサービスを販売しており、アドレス間の資金の流れをマッピングしてエンティティを特定します。チェンジのアウトプットも、金額やタイミングのパターンから特定でき、さらなるクラスタリングが可能になります。その結果、何年にもわたり、複数の取引相手をまたいで金融履歴を追跡できるグラフができあがります。
ウォレットの運用には対策があります。支払いごとに新しいアドレスを使えば、再利用による直接の結び付きを防げます。コインコントロールを使えば、関係のない出所のコインを一緒に使うことを避けられるため、履歴の別々の部分が統合されません。こうした運用には、各アウトプットにどのUTXOを使うかを細かく制御できるウォレットの機能が必要であり、単純な「すべて使う」ロジックを超えた、より複雑な選択アルゴリズムが求められます。
2013年にGregory Maxwellが提案したコインジョインは、これをさらに推し進めます。複数のユーザーが、自分たちのインプットを、同額のアウトプットを持つ1つのトランザクションにまとめます。アウトプット同士を区別できないため、観察者はどのアウトプットがどのインプットに対応するのかを判断できません。これにより、信頼できる第三者を必要とせず、共有トランザクション内の同額アウトプットが生む数学的な曖昧さによって、送金者と受取人の結び付きが断ち切られます。
JoinMarket（2015年）、Wasabi Wallet（2018年）、SamouraiのWhirlpoolといった実装により、コインジョインはユーザーの手に届くようになりました。しかし、法的な圧力は強まりました。2024年4月、米国当局はSamourai Walletの創業者らを逮捕し、マネーロンダリングの共謀および無許可送金業の運営の共謀の罪で起訴しました。2025年、彼らは無許可送金業の罪状について有罪を認め、禁錮刑を言い渡されました。2024年6月には、Wasabiのコーディネーターサービスを運営していたzkSNACKsが事業を停止しました。これらの出来事は、コインジョインがプロトコルの機能である一方で、その実装が厳しい規制の目にさらされていることを示しています。
ブロックエクスプローラーで既知のコインジョインを見つけてください（ラベルを付けているエクスプローラーもいくつかあります）。多数のインプット、同額のアウトプットのまとまり、そしてより小さな「チェンジ」のアウトプットに注目してください。チェンジのアウトプットは、依然として所有者と結び付けられる可能性があります。プライバシーの源は同額のアウトプットにあり、ある参加者のコインを目立たせるものは何であれ、プライバシーを弱めます。

パート IIビットコインのプライバシーモデルとその漏洩問題

中本サトシのホワイトペーパーは第10節で、匿名性によるプライバシー保護を提案した。公開鍵は名前と結びついておらず、単なる文字列にすぎない。取引ごとに新しい鍵ペアを使えば紐付けを抑えられるが、第10節自体も、複数の入力を持つトランザクションでは共通の所有者が明らかになることを認めていた。この設計は株式市場の歩み値（テープ）に倣ったもので、誰もが取引の規模と時刻を見られるが、誰が執行したのかは分からない。
チェーン分析はヒューリスティックによってこのモデルを切り崩した。最も強力なのが共通入力所有ヒューリスティックで、1つのトランザクションが複数の入力を使用している場合、それらの入力は同じ所有者のものとみなされる。ウォレットソフトウェアはしばしばUTXOを新しいアドレスへ統合するため、複数入力のトランザクションが生まれ、それまで別々だったアドレスが1つのクラスターにまとめられてしまう。一度の統合で、ウォレットの大部分が結びつけられることもある。
お釣りの検出は問題をさらに深刻にする。送金者が残高の全額より少ない額を支払うと、自分自身に戻るお釣りの出力が作られる。アナリストはスクリプトの種類や金額からそれを見分ける。切りのいい金額の出力はたいてい支払いなので、もう一方がお釣りと判定される。あるアドレスが特定のユーザーの「お釣り」だと特定されると、そのアドレスからのその後のすべての支出がそのユーザーに結びつけられる。ウォレットが同じアドレスを使い回すアドレスの再利用は、こうした結びつきを恒久的かつ目に見えるものにする。
ネットワークレベルでの観測は、さらにもう一つの層を加える。あるノードが、他のどのピアもまだ見ていないトランザクションをブロードキャストした場合、そのIPアドレスは送信者と結びつけられる。これとは別に、Meiklejohnらによる2013年の研究「A Fistful of Bitcoins」は、クラスタリングのヒューリスティックとわずかな既知のアドレスを組み合わせることで、大規模なサービスを特定し、それらの間の資金の流れを追跡できることを示した。最後の決め手となるのが取引所のKYC記録である。取引所がユーザーの身元を確認すると、そのユーザーの入金と出金はその人物に帰属させられる。
2014年に設立されたChainalysisは、この分析を産業化した。同社のソフトウェアは政府や取引所のために資金の流れを追跡し、数十億ドル規模の取引をマッピングしている。プライバシーは単なる秘密保持の問題ではない。恐喝からの安全、仕入れ価格のような商業データの保護、そしてコインのファンジビリティ（代替可能性）にも関わる。特定のコインが「汚れた」ものとしてフラグを立てられたり、犯罪者と結びつけられたりすると、その価値は「きれいな」コインに比べて下がる。
ウォレットの衛生管理によってこうした漏洩は軽減されるが、完全になくすことはできない。各支払いごとに新しいアドレスを使用し、マルチインプット取引におけるアドレスの統合を避けることで、グラフ上のクラスタリングを減らすことができる。しかし、根本的な問題は残っている。ビットコインの透明性により、誰でも台帳を確認でき、それゆえに誰でも分析することが可能だからだ。ホワイトペーパーが約束する匿名性は、ユーザーが厳格な規律を守り続ける限りのみ保たれるが、多くの商用ウォレットはこの要件を満たすことができない。

パート IIICoinJoin、PayJoin、そして法律

グレゴリー・マクスウェルは2013年、bitcointalkでCoinJoinを提案した。この仕組みは、複数のユーザーの入力を1つのトランザクションにまとめ、同額の出力を複数作り出す。これにより、チェーン分析企業がアドレス同士を結びつけるために用いる共通入力所有ヒューリスティックが崩れる。5人が参加すれば、外部の証拠がない限り、どの入力も特定の出力と確実に結びつけることはできない。
Wasabi（zkSNACKs）やSamourai（Whirlpool）といったウォレットは、コーディネーター方式のCoinJoinを実装した。これらは、取引サイズの合う参加者同士を組み合わせるために中央サーバーを必要とした。zkSNACKsは2024年6月1日にコーディネーターを停止したが、コミュニティが運営するサーバーは稼働を続けた。中央集権型のアーキテクチャは単一障害点を生み、運営者に法的リスクをもたらした。
Samouraiの創業者は2024年4月に逮捕された。ロドリゲスは米国で、ヒルは米国の要請によりポルトガルで拘束された。2人は2025年7月、無認可の送金業を営んだ共謀罪について有罪を認めた。2025年11月、それぞれ懲役5年と4年の判決を受けた。検察はミキシングサービスを認可が必要な送金業者として扱い、この法解釈は同様のツールの開発を萎縮させた。
PayJoin（BIP-78）は、コーディネーターを必要としない代替手段である。受取人が支払いを受け取る際、そのウォレットは自分のUTXOの1つを入力として加え、自分への出力をその分だけ増やす。これにより、正確な支払額が観察者から隠され、わずか2者の間で共通入力ヒューリスティックが崩れる。CoinJoinよりも単純だが、基本的なプライバシー保護には十分に有効である。
非同期版であるBIP-77（v2）では、送信者と受信者が同時にオンラインでなくても、Oblivious HTTPを利用した暗号化された中継経由でメッセージをやり取りすることでPayjoinを完了させることができる。Payjoin Dev Kitは2026年8月にバージョン1.0に達した。これにより、交渉処理と最終的なブロードキャストが分離され、ネットワークの中断に対する耐性が高まるだけでなく、複雑なステート管理を行わずに既存のウォレットインフラに統合しやすくなる。
ブロックエクスプローラーを開き、通常のトランザクションと、既知のCoinJoinやPayjoinの出力を見比べてみよう。コーディネーター方式のCoinJoinは同じ額の出力が多数並ぶため、容易に見分けられる。一方、PayJoinは通常の支払いと同じように見えるよう設計されているため、すべての入力の所有者を1人とみなすアナリストは、気づかないうちに誤った結論を下すことになる。それこそがPayJoinの強みである。

重要な事実

共通インプット所有ヒューリスティックは、一緒に使われたインプットは1人の所有者に属すると仮定します。
アドレスの再利用は複数のUTXOの間に確定的な結び付きを生み、オンチェーンでの資金追跡をいつまでも可能にします。
コインジョインは、複数のユーザーのインプットを同額のアウトプットを持つ1つのトランザクションにまとめ、所有関係を分かりにくくします。
Gregory Maxwellは2013年にコインジョインのプロトコルを提案し、JoinMarketは2015年、Wasabi Walletは2018年に公開されました。
米国当局は2024年4月にSamourai Walletの創業者らを逮捕し、彼らは2025年に無許可送金業を営んだ罪について有罪を認めました。
Wasabi Walletのコーディネーター運用者であるzkSNACKsは、2024年6月にサービスを終了しました。
ビットコインのホワイトペーパー（§10）では、公開鍵を匿名に保ち、各取引ごとに新しい鍵ペアを使用することでプライバシーを確保することが提案されている。
共通入力所有ヒューリスティックは、1つのトランザクションのすべての入力を同じ所有者に結びつけ、アドレス同士の分離を崩す。
クリス・ベルチャーは、お釣りの検出やアドレスクラスタリングのヒューリスティックなど、プライバシーに対する主要なブロックチェーン攻撃を文書化した。
Meiklejohnら（2013）は、クラスタリングヒューリスティックといくつかの既知アドレスを用いることで、主要なビットコインサービスを特定できることを示した。
2014年に設立されたChainalysisは、オンチェーン活動の主体を特定するための資金フロー追跡ソフトウェアを取引所や政府に提供している。
アドレスの再利用と複数入力による統合は、自ら招く主要な漏洩であり、長期にわたって身元を結びつけることを可能にする。
CoinJoinは2013年にグレゴリー・マクスウェルによって提案された。
zkSNACKsは2024年6月1日に中央コーディネーターを停止した。
Samouraiの創業者は2025年11月、それぞれ懲役5年と4年の判決を受けた。
PayJoin（BIP-78）では、受取人がトランザクションに入力を追加できる。
Payjoin Dev Kitは2026年8月にバージョン1.0に到達した。
CoinJoinは、チェーン分析で用いられる共通入力所有ヒューリスティックを崩す。

演習九・六・三・一

9集めるブロックエクスプローラーで、コインジョインとラベル付けされたものを少なくとも2件含む、複数のインプットを持つトランザクションを9件見つけてください。インプットとアウトプットの数、およびアウトプットの金額を書き留めてください。

6まとめるアウトプット金額の均一性に基づいて、9件のトランザクションを6つのカテゴリーに分類してください：すべて同額、ほぼ同額、大きなチェンジが1つ、金額がばらばら、アウトプットが1つ、その他のパターン。

3絞り込む6つを、アナリストがこれらのトランザクションから確実に導き出せる結論と導き出せない結論について、3つに絞り込んでください。

1結晶化するコインジョイントランザクションにおける同額のアウトプットが、どのように曖昧さを生み出し、インプットとアウトプットの対応付けを断ち切るのかを、1文で説明してください。

事実確認

日付、数字、主張は、下記に記載された公表資料と照合して確認しました。

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