Nym litepaper(2019.11.6)
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次世代プライバシー インフラストラクチャーNym
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Nymネットワーク
-次世代プライバシーインフラ
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Nymネットワークは、ネットワーク層からアプリケーション層まで、全体的なプライバシーを提供する分散型かつトークン化されたインフラです。
Nymを使えば、検閲や恐怖を感じることなく、自由にコミュニケーションすることができます。分散型Mixnetと認証情報を組み合わせたNymは、トークンに基づくインセンティブをエコシステムに織り込み、持続可能でスケーラブルなプライバシーを提供します。Nymは、大規模な監視を終わらせるために必要な暗号革命の欠けているピースを埋めるものです。
1.監視： 未来の抑圧
インターネットは、人類の集合知であり、思考の回路そのものです。インターネットを支配する者は、私たちの種の未来を支配しているのです。世界中で権威主義的な政権が復活している現在、インターネットを一握りの組織に集中させることのリスクは明らかです。プライバシーは自由の基本的な側面であり、第三者からの干渉を受けずにコミュニケーションし、人生を共同創造する能力です。もし私たちが自分のデータをコントロールできなければ、私たちの生活をコントロールすることはできません。
今日、私たちの生活のあらゆる側面に関するデータは、少数の企業の手に集中しています。政府機関は、私たちの確信も許可もなく、データを収集しています。このため、インターネットに対する信頼が失われ、イノベーションが阻害され、何百万人もの人々がプライバシー侵害や個人情報の盗難にさらされています。
既存のEnd-to-End暗号化モデルは、通信データのコンテンツを保護することはできますが、あなたがいつ誰と通信しているかというメタデータを保護するものではありません。Edward Snowdenが確認したように、国家安全保障局（NSA）は大規模にメタデータを収集し、インターネット全体を無差別にスパイしてきました。現在のシステムでは、大規模なトラフィック解析からあなたを守ることはできません。
Nymはコンテンツとメタデータの両方を保護し、一方のクライアントデバイスと他方のサービストランザクションをリンクさせない関係を維持します。Nymの基本的な革新は、包括的でオープンソース、分散型、パーミッションレス、インセンティブ付きのネットワークです。開発者が、ネットワークトラフィックのレベルでもアプリケーションのレベルでもメタデータを匿名化できるアプリケーションを構築できる安全な基盤なのです。Nymは、ネットワークやその参加者がデータのソース、場所、コンテンツにアクセスしたり確信したりすることなくデータを伝送するように設計されています。
Nymネットワークの中核をなすのはNYMトークンです。NYMトークンは、Proof-of-Stakeによってシステムを分散化し、プライバシーを強化した通信を提供する代わりに報酬を分配することで、システムの機能を実現することができます。トークン化は、今日のインターネットを支配している監視ベースの経済モデルに代わる基盤を提供するものです。
2. Nymの仕組み
プライバシーとは、システム全体の特性であり、システムの一面ではありません。たとえ最先端の暗号ツールを使って通信の1つのレイヤーを保護したとしても、他のレイヤーから情報が漏れてしまえば、それはプライバシーとは言えません。Nymの目標は、全世界を含むように設計上拡張可能な汎用システムを展開することで、複数のレイヤーにまたがるすべてのインターネットトラフィックにプライバシーを提供することである。
Nymは2つの構成要素で構成されています：
(1) VPNやTorに代表されるモデルを改良し、ユーザーのネットワークトラフィックを保護する分散型Mixnet(Layer0)
(2) アプリケーションレベルのプライバシーを提供し、ユーザーがNym mixnetにアクセスすることを可能にするトークン化された認証情報システム
私たちが想定しているコミュニケーションシステムが、完全なボランティアベースで無償で運用されることは実現不可能であると考える。参加を促し、ネットワークの乱用を避けるためには、経済的なインセンティブが必要である。そのため、このネットワークでは、ユーザーにNYMトークンの利用を義務付けています。これらのトークンは、ネットワークサービスの提供に不可欠な支払いに使用されます。
例えば、ミックスは、マイニングではなく、プライバシーを強化した方法で他のユーザーの代わりにパケットをルーティングするために必要な、集中的だが有用な計算であるミキシングに対して報酬が支払われます。Nymブロックチェーンは、あらゆるブロックチェーンと互換性があるように設計されており、認証情報の状態やmixnetのオペレーションを維持するため、Nym net- workは分散型、許可なし、信頼なしとすることができます。また、トークンを使用することで、ネットワークの不正利用を防止し、「スパム」に対する経済的な阻害要因になります。
Nymは、プライバシーを向上させる技術や暗号プリミティブを単独で適用した場合や、シングルユースケースのmixnetよりも強力なプライバシーを提供します。Nymのインフラは非常に多くの異なるアプリケーションをサポートしているため、異なるアプリケーションの大規模で多様なユーザーベースを1つの大規模な群衆にブレンドすることができます。これは画期的なことです。というのも、システムを利用する際に匿名であるためには、ユーザーグループの中で見分けがつかないようにする必要があり、グループが大きければ大きいほど、プライバシーはより良いものになるからです。
3.NYMトークン
プライバシーはプライスレスです。トップダウンのコントロールに基づく社会と、自由に基づく社会との違いです。GoogleとFacebookが作り上げた大規模な監視システムでは、プライバシーの価値はゼロとされています。市場原理は、プライバシーがいかに重要であるかを認識することができなかったのです。NYMトークンは、プライバシーを保護するインフラの構築に集団で参加し、インフラが提供するネットワークサービスの提供に対価を支払うことで、ユーザーがプライバシーの価値を確認する方法を提供します。
Nymトークンは、プライバシーが強化され、検閲されていないインターネット通信への認証情報を、ある単位時間だけ提供します。NYMトークンは、これらの認証情報の引換券であり、ネットワーク運用の対価として使用されます。例えば、Nymブロックチェーンのバリデーターやミックスノードの運用など、Nymネットワークにサービスを提供する人への報酬として使用されます。
トークンは、Nymブロックチェーンのミックスノードやバリデータの運用などのサービスを提供することで、Nymエコシステムにステークを投入する人たちに報いるために使われます。価値あるミックスノードやバリデータを早期に提供する人たちに報いたいので、Nymトークンはデフレ型の報酬体系になっています。
ステーキングは、ネットワークサービスを提供する上で不可欠な要素です。Nymネットワークの参加者であるmixnetを構成するmix-node、チェーンを維持するvalidator、そしてmixnetを介してユーザーにサービスを提供するサービスプロバイダーが、「mix-mining」報酬を通じて最高品質のサービスをユーザーに提供するインセンティブを得られるようにするためです。ビットコインと同様に、Nymネットワークは取引に手数料を取ることが可能です。Nymネットワークに参加するアプリやユーザーが増えれば、手数料がミックスマイニング報酬を追い越し、ミックスノード運営者、ミックスガード、Nymバリデーターの主要な収入源となるでしょう。
4.Nymのアーキテクチャ
構成要素
ユーザーは、サービスプロバイダーに安全かつプライバシーを保ってアクセスすることを望んでいます。ユーザーは、Nymネットワークと互換性のあるクライアントソフトウェア（以下、「クライアント」）を実行します。クライアントソフトウェアは、ユーザーが認証情報を作成し、その後Nym mixnetにパケットを送信することを可能にします。
バリデータは、ユーザーに部分的な認証情報を配布し、Nymブロックチェーンにブロックを生成し、ミックスマイニングの報酬を測定し、プライバシーを必要とする他のブロックチェーンとの同期を維持する。
Mixnet-ネットワークレベルのプライバシーを確保するためにパケットを「混合（ミックス）」するMix-nodeのネットワークです。
MIXガードは、クライアントがMIXNETを使用するために有効なNym認証情報を持っているかどうかをチェックし、サービス拒否攻撃や検閲に対する耐性を提供します。
Mix-nodeはMixnetデータパケットを受信し、Sphinxパケットフォーマットを用いて暗号処理し、ランダムな時間保持した後、Mixnet内の次のホップにパケットを転送します。
サービスプロバイダーには、mixnetを使用するセキュアメッセージングなどのアプリケーションが含まれます。サービスプロバイダーは、独自のブロックチェーンを利用することができます。
Nymブロックチェーンは、各期間ごとに、ミックスネットとバリデータの公開鍵やトポロジーから、Nymネットワークに必要なデータを保持するバリデータによって維持されています。
外部ブロックチェーン-NYMトークンを保持できるウォレットをサポートするイーサリアムブロックチェーンや、ネイティブの暗号通貨をNYMトークンに変換できるビットコインブロックチェーンなどのブロックチェーンです。
アイデンティティ・プロバイダ - ユーザーの要求に応じて、Nym認証情報にエンコードされている属性を検証することができる第三者。
インフォメーションフロー
ユーザーがサービスにアクセスしたいとき Nym mixnetを使うことで、どんなに強力な敵に対してもトランザクションを非公開にすることができます：
1.ユーザーは、サービス提供者とサービス提供者が必要とする属性を発見する。ユーザーは、Nym以外のサービス・プロバイダーに直接支払うことができる。あるいは、ユーザーはmixnetの料金を直接支払うか、サービスがユーザーのプールに代わってNYMトークンを支払ったり、ステークしたりすることで、ユーザーにコストをかけずにサービスを提供することができます。サービスプロバイダーへの支払いのごく一部は、バリデータとミックスノードに報酬を与えるための手数料とすることができます。
2a. ユーザーは、サービスプロバイダが必要とする属性を収集します。例えば、サービスプロバイダは年齢や国籍の証明が必要な場合があります。サービスが、ユーザーが自己認証する以上のユーザー検証を必要とする場合、ユーザーは、政府によって認証されたIDから友人間の信頼関係まで、外部のIDプロバイダーから認証された属性を得ることを選択することができます。
2b. ユーザーは、バリデータから部分的な認証情報を受け取る： ユーザーのソフトウェアは、暗号化された属性をバリデーターに提供する。バリデーターは、署名された認証情報をユーザーに発行します。
ユーザーはローカルで認証情報を作成する。ユーザーのソフトウェアクライアントは、バリデータから与えられた署名付き部分クレデンシャルを、サービスプロバイダとミックスネットガードが必要とする認証情報に集約する。
ユーザーは認証情報を匿名化します。ユーザーのソフトウェアクライアントは、ユーザーの認証情報を再ランダム化し、認証情報が元の署名や発行とリンクしないようにし、認証情報の非匿名化を防止します。
3.ユーザーは認証情報を見せてmixnetのガードに接続します。ガードは、サービス拒否攻撃に対する防御や帯域幅の制約をチェックしながら、クライアントのトラフィックをmixnetに転送します。
ユーザーはmixnet経由でサービスプロバイダーに認証情報を送信します。最初のメッセージには、認証情報と、サービスプロバイダが新しいアカウントを初期化したり、古いアカウントの使用を継続したりするために必要な情報が含まれているはずです。ユーザーは、アプリケーション固有のデータを含む残りのメッセージを送信します。
ユーザーはmixnetを通じてメッセージを送信します。アプリケーション固有のデータは、ユーザーが選択したサービス・プロバイダーに送られます。mixnetで送信されたメッセージは、mixnetが提供する遅延やトラフィックのカバーにより、送信者側ではリンク不能となります。ユーザーはSURBS（Single-Use Reply Blocks）の使用により、リンク不能な応答を受け取ることが可能です。
4.サービスプロバイダは、認証情報の使用状況をNymブロックチェーンに記録します。これにより、認証情報の二重消費を防ぐことができます。認証情報が二重に使用された場合、サービスプロバイダはユーザーへのサービスを拒否することができる。
5.報酬は、ミックスマイニングアルゴリズムに基づき、Nymネットワークから参加者に配られる。サービスに必要な場合
支払いは、サービス提供者がそのサービスのために取られた支払いを受け取ります。手数料は、Nymネットワークへの報酬として取られます。
ミックスマイニングの報酬
Nymは、Proof-of-workとProof-of-Stakeの両方の設計を発展させて、"Mix-mining "というProof-of-Mixingシステムを構築しました。Proof-of-work が任意のハッシュパズルを解くことにインセンティブを与えるのに対し、Mix-Mining は、プライバシーのために計算を行うことでMix-node に報酬を与えます。Mix-miningは、Proof-of-work（Mix-nodeとValidatorが正しく行動したことを暗号で証明）とProof-of-Stake（Mix-nodeとValidatorは、悪さをした場合に削減されるNYMトークンに賭ける）の両方の良い面を兼ね備えており、また、ユーザーは自分の選んだMix-nodeとValidatorにステークをデリゲートできるようになっています。Mix-nodeは、新しいNYMトークンの形でMix-Miningの報酬を得るとともに、サービスプロバイダーやmixnetのユーザーから手数料を得ることもあります。
ミックスノードは、検証可能なランダム関数（VRF）を使って、ネットワークを通る検証可能なランダムパスを選択し、そのパスを通してトラフィックをネットワークに送信することで報酬を得ます。この特別な測定トラフィックがドロップされなければ、コミットメントによって証明されるように、ミックスノードはユーザーのトラフィックを公正にミキシングすることで報酬を得ることができます。バリデータ、S、およびサービスプロバイダは、処理した認証情報の数について検証可能な証明を提示することで報酬を得る。ネットワークは一定期間ごとに報酬を分配し、mixnetとバリデーターのセットを更新して、稼働時間やスループットなど、高いサービス品質の実績を持つものを優先させます。NYMトークンの使用により、ネットワークを強化するためのステーキングと、サービス品質が満たされない場合のスラッシングを行うことで、ネットワークの各所に悪意やパフォーマンスの低下を抑制し、品質要件を満たせる人を惹きつける仕組みを実現しています。
5. Nymと他のシステムとの比較は？
今日、第三者は、あなたがどのようなサービスにアクセスし、誰と、いつ通信しているかを判断するために、あなたのトラフィックを監視することができます。Whatsapp、Telegram、Signalのような暗号化されたメッセージングサービスを使用していても、あなたがいつ誰とメッセージングしているのかを特定することは可能です。これがLayer-Zeroプライバシー、つまりネットワークレベルでのプライバシーの問題です。
ZCash、Monero、Mimblewimbleなどの暗号通貨は、ブロックチェーンレベルではプライバシーを実現していても、ネットワークレベルではタイミングと関連するメタデータによって匿名化を解除することが可能です。これは、単一のレベルで分離して使用されるあらゆるゼロ知識証明システムに当てはまります。
VPNはこの問題を解決するように見えますが、ユーザーにVPNプロバイダーを信頼してデータを預けることを強制し、VPNの入口と出口を観察できる敵によって、提供するプライバシーが破られる可能性があります。Torと12Pは、より洗練されたマルチホップのソリューションを提供しますが、ネットワーク全体を観察できる強力な敵、あるいはネットワークの入口と出口だけを観察できる敵に対して、強力なプライバシー保証を提供することはできません（end-to-endのネットワーク敵に対して匿名でないため）。Nymとは異なり、Torは低遅延のウェブブラウジングのために運用されているため、パケットのミックスやトラフィックのカバーはありません。
なぜmixnetなのか？
mixnetはTorのようなマルチホップを提供しますが、ランダムな遅延やトラフィックのカバーによるタイミングの難読化を追加し、強力な外部の監視者がネットワークトラフィックのパターンに基づいてユーザーを特定できないようにしています。Lightningのように、私たちのmixnetはSphinxパケットフォーマットを使用し、すべてのメッセージを同じ長さにし、ビット単位でリンクさせないようにしています。パケットを遅延させる時間は、確率分布から選択され、与えられたユースケースに必要な遅延を提供するためにマッチングさせることができます。
さらに、Nym mixnetは、他のmixnetにない強力なユーザビリティとパフォーマンス機能を提供します。Nymミックスネットは、メッセージを確実に受信し、必要に応じて再送信することができ、ユーザーが許容できる時間内にメッセージを受信することができます。また、SURBはミックスネット上で双方向の匿名通信を可能にします。
Torが構築された2000年代前半は、インターネットの速度が遅すぎて、mixnetを日常的に使用できる速度で機能させることはできませんでした。現在では、速度が向上し、Nymの開発チームが開発した最新のmixnetの設計により、一般ユーザーでも十分に速く、スケーリングの制限なく動作するmixnetの開発が可能になっています。Nymネットワークの利点の1つは、ユーザーが増えるにつれて速度が低下するのではなく、匿名性が高まるにつれてシステムがより速く、よりプライベートなものになることです。
なぜNymクレデンシャルなのか？
Nym mixnetのような強力な汎用匿名オーバーレイネットワークは、容量が足りなくなり悪用されるのではないか？Adam Backはもともと、Mixmasterのような当時のMixnetを使って匿名化されたメールスパムやサービス拒否攻撃を防ぐためにHashcashを発明しました。現在はProof-of-Workシステムで利用されています。Nymは、このような攻撃を防ぐために、暗号化された匿名認証情報を使用し、外部の敵や、属性の選択的な開示によってサービスプロバイダーに個人情報を漏らさない方法で、ユーザーの認証と認可を可能にします。
Nymクレデンシャルは、FacebookログインやGoogleサインインなどのOuthベースのシステムに代わる、プライバシーを強化した分散型の認証情報として機能し、W3C DIDよりもさらに少ないデータをオンチェーンで共有します。事実上、Nymクレデンシャルは、暗号と分散化の力に支えられながら、ユーザーが自分のデータを好きなように、好きな人に選択的に開示することを可能にします。mixnetと組み合わせることで、Nymは、あらゆるブロックチェーンやその他のアプリケーションと統合可能な、プライバシーの全体的なソリューションを提供します。
6. 新たなイノベーションの世界への扉
Nymは、サービスプロバイダーがコードを最小限の変更で我々のネットワークに統合することを可能にし、既存のアプリケーションにプライバシーを追加することを容易にします。既存のインターネットの上で動くネットワークとして、Nymが与える影響はとてつもなく大きいでしょう。このエコシステムの潜在的な価値は、1990年代に「暗号戦争」をきっかけに暗号化が広く導入されたことによって生まれた価値に匹敵するかもしれません。
開発者にとっては、次のような疑問があります： ユーザーに対して強力なプライバシーを提供することができれば、どのようなアプリケーションを作ることができるだろうか？Google PlayやAppleのApp Storeに依存することなく、アプリケーションを提供することで正当な対価を得られるとしたら、どんな新しいアプリケーションを作ることができるだろうか？
Nymを使えば、データのプライバシーを守ることができることを理解した上で、アプリケーションを構築することができます。Nymエコシステムは、トラフィック解析に強いプライベートメッセージングサービス、分散型VPNのプライバシー、ブロックチェーンへのトランザクションの匿名放送、プライバシーを強化したファイル共有、個人データのコントロールを失うことなくシングルサインオン認証サービスなど、多様なアプリケーションを統合することができます。
私たちはすでに、ライトニング・ネットワークのプライバシーの強化から、ステータスを介した安全なメッセージングまで、多くの面で画期的な取り組みを求めるパートナーから関心を寄せられています。また、国家レベルの監視からコミュニケーションを保護しようとする国家や企業から、コミュニケーションの自由を保証したいと考える個人まで、Nymと協力することを熱望しているパートナーもいることでしょう。私たちとパートナーになりたい方は、ぜひご連絡ください。
7.*Remember, remember,the 5th of November.（*イギリスの休日を意味しています）
人々が自由に会話できるとき、彼らを抑圧することは不可能です。 個人にとって有効なプライバシーツールは、社会にとって自由を意味します。もし、検閲や監視なしに自分たちの言葉でコミュニケーションする能力がなかったら、私たちはまだ世襲の王の下で生きていたでしょう。
今日、人類は、自然界の破壊から監視と抑圧の新技術の拡散に至るまで、未曾有の危機に直面しています。私たちがイノベーションを起こし、交流することは、かつてないほど重要なことなのです：私たちの生存がかかっています。
あなたは、広範な監視を終わらせることができます。自分のコンピュータをミックスノードとして使ったり、Nymのインフラを運営する他の人に自分の役割を委ねたりして、Nym対応のサービスをサポートすることができます。あなたの参加によって、Nymは、今日のトップヘビーな組織と明日のイノベーターとの間の競争条件を平準化し、暗号の力によって私たちが専制政治から自由になることを可能にします。
このような技術的なブレークスルーには、社会を変革する革命がつきものです。前世代の暗号化技術がTorやBitcoinへの道を開いたとすれば、Nymが何を可能にするか考えてみてください。インターネットが人類の集合知であるならば、にあるように、あなたの心を解放すれば、残りは後からついてくる。
“Our masters have not heard the people’s voice for generations and it is much, much louder than they care to remember.”
-V FOR VENDETTA, ALAN MOOREリンク集
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原文：
https://nymtech.net/nym-litepaper.pdf
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