LNで受信者の匿名性を提供するRoute Blinding

GBECの解説動画の資料です。
https://goblockchain.network/2022/03/route-blinding/

Transcript

1. LNで受信者の匿名性を提供する

   Route Blinding

   

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2. LNの支払いでは、受信者から Invoiceを受け取った送信者が、受信者までの支払いの経路を決定する 

   ソース・ルーティング という仕組みを採用している。 

   1
   LNのルーティング

   送信者
 受信者

   ホップ１
 ホップ２
 ホップ３

   Invoice

   Onion Payload 1
   ● short_channel_id
   ● amt_to_forward
   ● ctlv_value
   Onion Payload 2
   ● short_channel_id
   ● amt_to_forward
   ● ctlv_value
   Onion Payload 3
   ● short_channel_id
   ● amt_to_forward
   ● ctlv_value
   Onion Payload 4
   ● amt_to_forward
   ● ctlv_value
   ● payment_secret
   ● total_msat
   経路上の各ノードの
   

   Onion Payloadを作成
   

   ● ランダムなセッション鍵を生成
   

   ● 各ホップのノード公開鍵とのECDHで共有シークレット/セッション鍵を導出
   

   ● 各ホップの共有シークレットを使ってOnion Payloadを暗号化
   

   ● 各Onionをレイヤー化しOnionPacketを構築
   

   

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3. 2
   Route Blinding

   ソース・ルーティング では、最終的に支払いを受ける受信者のノード情報が送信者に分かってしまう。 

   

   

   送信者
 受信者

   ホップ１
 ホップ２
 Introduction Point

   Invoice

   ・・・

   Blinded node A
   ● Blind node id
   ● ecnrypted_blob
   Blinded node B
   ● Blind node id
   ● ecnrypted_blob
   Blinded node C
   ● Blind node id
   ● ecnrypted_blob
   Blinded node D
   ● Blind node id
   ● ecnrypted_dadta
   Route Blinding

   受信者は特定のIntroduction Pointから自身のノードまでの経路を選択し、 

   それらの経路の各ノードに対して、ECDHを利用して Blind node idとencrypted_dataを作成。

   ブラインドルートとこれらのデータを送信者へ送信。 

   送信者は、Introduction Pointまでの経路を選択し、 

   受信者のブラインドノードと結合して経路を拡張。 

   ※ 送信者はIntroduction Point以降の経路を知らない。 

   

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4. 3
   受信者がやること

   受信者

   Introduction Point

   ・・・

   Blinded node A
   ● Blind node id
   ● ecnrypted_blob
   Blinded node B
   ● Blind node id
   ● ecnrypted_blob
   Blinded node C
   ● Blind node id
   ● ecnrypted_blob
   Blinded node D
   ● Blind node id
   ● ecnrypted_data
   1. Introduction Pointから自分までの経路を選択 

   2. ブラインドに使用する一次鍵を生成 

   3. ブラインドルートの各ノードに対し、 

   Blind node idとencrypted_dataを作成

   Blind node idは、受信者とノードの共有シークレットと 

   ノードの公開鍵から計算される 

   B(i) = HMAC256(“blind_node_id”, ss(i)) * Pi 

   （共有シークレットは一次鍵と node idから導出）

   encrypted_dataには

   a. 支払いを転送するノードの short channel id

   b. 支払いのコンテキストを表すデータ 

   などが含まれる。

   4. ブラインドデータと、最初の一次鍵、 Introduction Pointを

   送信者に送信する。 

   

   

   E0 = e0 * G

   Blind Route
   E0 = e0 * G

   Blind Route
   ※ Blind node idの秘密鍵を知るのはブラインドノードのみ 

   ※ encrypted_blobは共有シークレットから導出した鍵で暗号化される 

   

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5. 4
   送信者がやること

   Introduction Point

   Blinded node A
   ● Blind node id
   ● ecnrypted_blob
   Blinded node B
   ● Blind node id
   ● ecnrypted_blob
   Blinded node C
   ● Blind node id
   ● ecnrypted_blob
   Blinded node D
   ● Blind node id
   ● ecnrypted_data
   1. 自身からIntroduction Pointまでの経路を選択する。 

   2. Introduction Point以降の経路を、受信者から送られたブラインド情報を使って拡張する。 

   a. 送信先のノードIDにBlind node idをセット

   b. ブラインドノードのOnionペイロードにencrypted_dataをセット

   c. 初期一次鍵E0をIntroduction PointのTLVフィールドに追加 

   Blind Route
   

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6. 5
   中間ノードがやること

   1. メッセージのTLVフィールドから一次鍵を抽出し、共有シークレットを計算 

   2. 共有シークレットから Blind node idの秘密鍵を導出し、Onionを復号

   3. 共有シークレットから encrypted_dataの復号鍵を算出

   4. encrypted_dataを復号し、次に転送するノードの実際のノードIDを抽出 

   5. 次のノードに必要な次の一次鍵を導出しTLVフィールドにセット 

   6. 次のノードに支払いを転送 

   Introduction Point

   Blinded node A
   ● Blind node id
   ● ecnrypted_data
   Blinded node B
   ● Blind node id
   ● ecnrypted_dadta
   E0

   共有シークレット
 short node id
 E1=SHA256(E0 || ss) + E0 

   ※ Onionデータの復号は送信者との鍵共有（Blind node idの秘密鍵） 

   ※ ブラインドされた転送情報のアンブラインドは受信者との鍵共有 

   Blinded node C
   ● Blind node id
   ● ecnrypted_dadta
   Blinded node D
   ● Blind node id
   ● ecnrypted_dadta
   

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