CoinJoin protocols and implementations analysis

Bc. Denis Varga

Diplomová práce

Anotace:

Bitcoin, ako ho poznáme dnes, nie je anonymný ale iba pseudonýmny. Ak zistíme spojenie medzi adresou a jej vlastníkom, dokážeme sledovať prúd jeho peňazí nekonečne dlho. Na vyriešenie tohoto problému bolo vytvorených mnoho metód na zvýšenie súkromia v sieti Bitcoinu. Jedna z takýchto metód je CoinJoin. Táto práca analyzuje dve známe CoinJoin protokoly a ich implementácie; Wasabi a Samourai (Whirlpool). Teoretická časť popisuje tieto protokoly a bitcoinové peňaženky, ktoré ich používajú, ich bezpečnostné opatrenia a možné útoky na nich. V praktickej časti nasadíme tieto peňaženky v testovacom prostredí na zozbieranie dát o ich aktivite a zachytenie sieťovéj prevádzky. Neskôr tieto zozbierané dáta porovnávame so špecifikáciami napísanými vývojármi a preberáme prítomné rozdiely. Posledná časť preberá najdôležitejšie rozdiely medzi týmito dvoma protokolmi od architektúry po funkcionality ich peňaženiek.

Abstract:

Bitcoin, as we know it now, is not anonymous but only pseudonymous. If we discover a link between an address and its owner, we can track the flow of funds indefinitely. There have been many methods created to increase the privacy in the Bitcoin network to help solve this problem. One of such methods is CoinJoin. This thesis analyses two known CoinJoin protocols and their implementations; Wasabi and Samourai (Whirlpool) CoinJoins. The theoretical part describes these protocols and bitcoin wallets that use them, their security measures and possible attacks against them. In the practical part, we set up these wallets in a testing environment to collect their activity data and network traffic. We then compare the collected data to the specifications written by the developers and discuss any present discrepancies. The last part discusses the most important differences between these implementations ranging from the protocol architectures to wallet functionalities.

Keywords

Bitcoin, CoinJoin, mixing, anonymity, privacy, blockchain, Wasabi Wallet, Samourai Wallet, Sparrow Wallet, blinded signatures

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 17. 5. 2022

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 24. 6. 2022
• Vedoucí: doc. RNDr. Petr Švenda, Ph.D.
• Oponent: Mgr. et Mgr. Jan Krhovják, Ph.D.

Masarykova univerzita

Fakulta informatiky

Magisterský studijní program / obor:
Počítačové systémy, komunikace a bezpečnost / Informační bezpečnost