Der Fokus von Blockstream Research

In der Anfangszeit von Bitcoin wurde Forschung ad hoc und hauptsächlich von technisch Begeisterten betrieben und fand auf Foren wie bitcointalk.org statt. Akademische Kryptographen ignorierten Bitcoin weitgehend. In den darauffolgenden Jahren überschnitten sich zwei Gruppen. Die akademische Welt der Kryptographie wurde in die sich rapide entwickelnde Welt der Kryptowährung eingeführt—und die Industrie ist gereift.

Wir bei Blockstream widmen uns dem Aufbau von Infrastruktur für die sich bildende Bitcoin Wirtschaft. Unsere angewandte Forschung ist eine kritische Komponente unserer Innovationsstrategie, fokussiert auf die Lösung komplexer Probleme mittels neuartiger, einfallsreicher aber konservativer Mathematik. Durch aktives forschen und entwickeln neuer Ideen treibt unser Team den Fortschritt, der Wesentliches zur Zukunft dieses Bereichs beiträgt.

Was ist Forschung?

Der Blockchain Stack kann auf zwei Ebenen analysiert werden: Produkte und Plattformen.

1. Produkte (Coins, Wallets, Exchanges und Smart Contracts) dienen Endbenutzern.
2. Plattformen (oder Scriptsprachen, Blockchains und Signatureschemata) wenden sich an Entwickler.

Produktentwicklung verwandelt Forschungsergebnisse in marktfähige Lösungen, während angewandte Forschung sich auf langfristige Innovation fokussiert. Weil die Entwicklung starker Plattformen ausführliche Design- und Implementationsarbeiten verlangt, gelten Plattformen überwiegend als Forschungsbereiche.

Die Arbeit

Unser Team ist fokussiert auf das Vorantreiben jener Plattformen, die den Kern des Bitcoin Ökosystems bilden, auf das Angehen komplexer Problem und auf das Erweitern der Grenzen dessen, was möglich ist. Mit unseren Anstrengungen, auf dieser Ebene des Stacks den Fortschritt voranzutreiben, sind wir zuversichtlich, in den kommenden Monaten und Jahren aufregende Entwicklungen entstehen zu sehen.

Scriptsprachen

• Simplicity - Eine robustere Programmiersprache, die als Alternative zu Bitcoin Script entworfen wurde.
• Miniscript - Eine sicherere Sprache zm Erstellen von Bitcoin Scripts, durch Erlauben von Analyse, Komposition, gerenirschem Signieren und mehr.
• Elements Script - Ein Satz von Erweiterungen zu Bitcoin Script, von solchen wie CSV, das es schliesslich in Bitcoin hineingeschafft hat, bis zu neuen Covenant Opcodes, die noch erforscht werden.

Digitale Signaturen / Schnorr Signaturen

• Cross Input Signature Aggregation (CISA/XISA) - Erlaubt mehreren Inputs in einer Transaktion, sich eine Signatur zu teilen. Dies verringert die Transaktionsgrösse, was die Effizienz des Bitcoin Netzwerks erhöht.
• MuSig2 - Eine Lösung, die Bitcoin Multisig Transaktionen effizienter und gleichzeitig vertraulicher macht. MuSig2 macht es einer Gruppe von “n-aus-n” Signierern möglich, eine einzelne, halb-interaktive Signatur zu einer gegebenen Transaktion zu produzieren und dadurch die Vertraulichkeit beim Erstellen von Multisig Transaktionen dramatisch zu erhöhen.
• ROAST - Ein einfaches Protokoll zur Vermeidung von Denial-of-Service-Attacken bei “t-aus-n” Signierungen, z.B. in einer Federation wie Liquid.

Off-Chain Protokolle

• Scriptless Scripts - Eine auf Schnorr Signaturen basierende Lösung, die es erlaubt, dass die Ausführung von Smart COntracts Off-Chain erfolgt, was Vorteile wie verbesserte Sicherheit und Vertraulichkeit und Skalierbarkeit bringt.
• Fedimint - Ein Federated E-Cash Protokoll, das es einem Netzwerk von Signieren möglich macht, Bitcoin entgegenzunehmen und dafür E-Cash Noten an Benutzer herauszugeben, während auf Ebene der Federation die Vertraulichkeit gewahrt bleibt.
• Codex32 - Ein Projekt zum Erzeugen, Prüfen, Aufspalten und Wiederherstellen von geheimen BIP32 Seeds, ohne Einsatz elektronischer Computer, für Benutzer, die sich Sorgen machen um Seitenkanalattacken, Fehler oder andere schwer festzustellende Wege, auf denen Geheimnisse durchsickern oder verlorengehen könnten.

Open-Source Beiträge

• Bitcoin Core - Ein freies und quelloffenes Software Projekt, das als Referenzimplementation des Bitcoin Protokolls dient.
• rust-bitcoin - Ein Satz von Rust Libraries zum Bau Bitcoin-bezogener Anwendungen.
• libsecp256k1 - Eine sichere und effiziente Library für Elliptische Kurven Kryptographi, die in Bitcoin Core verwendet wird. Sie wurde speziell für die Kurve secp256k1 entwickelt und liefert einen Grad an Sicherheit, Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit, der Alternativen wie OpenSSL übertrifft.
• libsecp256k1-zkp - Eine Fork von libsecp256k1 mit Support für fortschrittliche und experimentelle Features wie Confidential Assets und MuSig2.

Das Team

Seit 2015 hat das Forschungsteam aktiv die Grundlage für zukünftige Projekte gelegt. Als Ergebnis dieses Engagements ist unser Team auf 10 erfahrene Forscher und Beitragende angewachsen.

Andrew Poelstra, Direktor Forschung

• Andrew Poelstra ist ein Informatikforscher und Mathematiker der University of Texas in Austin. Er kam 2011 in die Bitcoin Community und wurde als derjenige bekannt, der als Erster eine Rust Implementation von Bitcoin begann, und als Mitarbeiter an libsecp256k1. Poelstra hat Bulletproofs, Confidential Assets, Miniscript und Taproot miterfunden.

Andrew Chow, Ingenieur Kerntechnologie

• Bitcoin Core Entwickler, bekannt für seine Beiträge für die Open-Source Community, unter anderem die Implementation von BIP 174 (Partially Signed Bitcoin Transaction Format), PSBT Implementation und Native Descriptor Wallets in Bitcoin Core.

Dr. Russell O'Connor, Ingenieur Kerntechnologie

• Dr. Russell O'Connor ist ein Ingenieur für Kerntechnologie mit Mathematik und Informatik Hintergrund. Er hat einen Ph.D. in Science von der Radboud University Nijmegen. Dr. O'Connor ist am bekanntesten für seine Arbeit als Entwickler und Autor von "Simplicity: A New Language for Blockchains". Der Start für das Produkt der über fünfjährigen Entwicklung von Simplicity ist für dieses Jahr vorgesehen.

Christian Lewe, Ingenieur Kerntechnologie

• Christian Lewe hält einen Master of Computer Science von der TU Dresden. Er trat dem Forschungsteam Scripting 2022 bei und wurde schnell ein führender Mitarbeiter an Simplicity. Er war auch federführend bei der Mithilfe an der Pflege von Miniscript. Dieses Jahr beginnt Christian mit einem Fokus auf formaler Verifikation und Zero-Knowledge-Proofs, zwei Gebiete, denen man eine Schlüsselrolle in Simplicity zuspricht.

Sanket Kanjalkar, Ingenieur Kryptographie

• Sanket Kanjalkar hält einen Masters of Computer Science von der University of Illinois Urbana Champaign (UIUC). Kanjalkar ist Miterfinder von Miniscript und aktiver Mitarbeiter an Simplicity, und iist auch bekannt für "I Can't Believe It's Not Stake!", die grösste koordinierte Bekanntgabe von Ressourcen-Erschöpfungs-Angriffspunkten, die über 26 Kryptowährungen betraf.

Jonas Nick, Team Lead Kryptographie

• Jonas Nick ist Entwickler und Forscher mit Fokus auf Kryptographie; er hält einen Master's Degree in Informatik von der ETH Zürich. In 2022 wurde er Teamleiter des Kryptographieteams innerhalb von Blockstream Research. Nick ist einer der Maintainer von libsecp256k1, Mitautor von BIP 341 (Taproot), BIP 340 (Schnorr Signaturen), und BIP MuSig2. Nick ist auch bekannt als Erfinder von nix-bitcoin, einer Kollektion von Nix Paketen und NixOS Modulen, die es einfach machen, voll ausgestattete Bitcoin Nodes mit einem Sicherheitsfokus zu installieren.

Dr. Tim Ruffing, Ingenieur Kryptographie

• Tim Ruffing ist ein Kryptograph und Entwickler, der einen Doktortitel von der Universität Saarland für das Erforschen kryptographischer Aspekte von Kryptowährungen erhielt. Er ist einer der Maintainer von libsecp256k1, Mitautor von BIP 340 (Schnorr Signaturen), BIP 324 (P2P Encryption), und BIP MuSig2. Er ist ausserdem Autor diverser Bitcoin-fokussierter Forschungspapiere, deren jüngste “MuSig2: Simple Two-Round Schnorr Multi-signatures” (2021), und “ROAST: Robust Asynchronous Schnorr Threshold Signatures” (2022) sind, welche beide versuchen, Multi-Parteien Schnorr Signaturen zu verbessern.

Liam Eagen, Ingenieur Kryptographie

• Liam Eagen graduierte von der University of Texas in Austin und ist der jüngste Neuankömmling zu unserem Forschungsteam. Sein aktueller Fokus liegt auf der Entwicklung von Bulletproofs++, einer neuen Art von Zero-Knowledge Proof für effizientere Confidential Assets mit kürzeren Range-Proofs.

Eric Sirion, Geförderter Forscher

• Eric Sirion ist Erfinder und führender Maintainer von Fedimint. Wie viele im Team ist Eric ein Cypherpunk, ein Informatik Forscher mit Fokus auf verteilte Systeme, Computernetzwerke und vertraulichkeitssteigernden Technologien.

Kiara Bickers, Forschungskommunikatorin

• Kiara Bickers ist eine autodidaktische Entwicklerin, die 2022 zum Blockstream Forschungsteam hinzu kam.Sie schrieb Bitcoin Clarity, ein Buch, das das komplexe Bitcoin System zu Gedankenmodellen vereinfacht, die von nicht-technischen Lesern einfach verstanden werden können. Als Forschungskommunikatorin besteht ihre Hauptaufgabe darin, Forschungsergebnisse einem breiteren Publikum von Bitcoinern jenseits der Akademien zugänglich zu machen.

Die Ressourcen

Heute freuen wir uns die Blockstream Research Marke bekannt zu geben, als Werkzeug zur Verbindung mit unserem Publikum von engagierten Community Mitgliedern. Viele unserer Initiativen erreichen jetzt ihre Reife und sind drauf und dran, von einem breiteren Publikum angenommen zu werden. In den kommenden Wochen und Monaten werden wir häufigere Updates zu unseren Fortschritten und den aufregenden Innovationen freigeben, an denen wir gearbeitet haben. Um zu diesen Entwicklungen auf dem Laufenden zu bleiben, und auch zu den Fortschritten bei allem, wozu Blockstream Research beiträgt, folge uns auf den offiziellen Plattformen für das Team auf @blksresearch und auf GitHub.