二重暗号化: Z-Textがメッセージを保護する仕組み

ほとんどの暗号化メッセンジャーは単一の暗号化レイヤーに依存しています。Z-Textは2つの独立した 暗号化レイヤーを使用し、それぞれが異なる脅威ベクトルに対して保護します。この記事では、 それらがどのように連携してメッセージの多層防御を提供するかを説明します。

レイヤー1: ブロックチェーンシールディング

最初の暗号化レイヤーは、BitcoinZブロックチェーン自体から提供されます。シールド トランザクションはzk-SNARKs（Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Arguments of Knowledge） を使用して、すべてのトランザクションデータを暗号化します。

Z-Textメッセージがシールドトランザクションとして送信されると、以下がすべてのネットワーク オブザーバーから隠されます:

• 送信者のアドレス
• 受信者のアドレス
• 取引金額
• memoフィールド（メッセージが格納される場所）

受信者のz-addressのviewing keyの保持者のみが、memoフィールドを復号してメッセージの内容を 読むことができます。これにより、パッシブなネットワーク監視やブロックチェーン分析から 保護されます。

レイヤー2: コンタクトキー暗号化

2番目のレイヤーは、ブロックチェーンシールディングの上にエンドツーエンド暗号化を追加します。 ハンドシェイクプロセス中に、Z-Textは楕円曲線Diffie-Hellman（ECDH）鍵交換を使用して、 2つの連絡先間に共有秘密鍵を確立します。

メッセージがトランザクションmemoに配置される前に、この共有鍵で暗号化されます。つまり、 誰かがz-addressのviewing keyを（強制、盗難、または将来の脆弱性を通じて）取得しても、 別途導出されたコンタクトキーなしではメッセージを読むことができません。

ハンドシェイク鍵交換

コンタクトキーは、トラストレスなハンドシェイクプロトコルを通じて確立されます:

1. AliceがBobのz-addressにハンドシェイクリクエストを送信し、彼女のエフェメラル公開鍵を含めます（シールドトランザクションのmemoに暗号化）
2. BobはAliceに自分のエフェメラル公開鍵を送り返すことで受け入れます（同様にシールドトランザクション経由）
3. AliceとBobの両方がECDHを使用して独立に同じ共有秘密を導出します
4. この共有秘密が、今後のすべてのメッセージの対称暗号化鍵となります

このアプローチの優れた点は、鍵交換自体もレイヤー1のシールディングで保護されることです。 オブザーバーは、公開鍵が交換されていることも、ハンドシェイクが行われていることすらも 見ることができません。

なぜ2つのレイヤーが重要なのか

各レイヤーは異なる攻撃シナリオに対して保護します:

• レイヤー1のみの場合、ネットワークオブザーバーやブロックチェーンアナリストからは保護されますが、viewing keyの漏洩には脆弱です
• レイヤー2のみの場合、viewing keyの漏洩からは保護されますが、メッセージがオンチェーンで平文送信された場合には脆弱になります
• 両方のレイヤーが揃うと、攻撃者は2つの独立した暗号システムを同時に突破する必要があります

これは、メッセージング暗号化に適用された多層防御の原則です。メッセージを暴露できる 単一障害点はありません。

暗号プリミティブ

Z-Textの暗号化スタックは、確立された暗号プリミティブを使用しています:

• zk-SNARKs (Groth16) -- レイヤー1のシールドトランザクション用
• ECDH over Curve25519 -- 鍵交換用
• ChaCha20-Poly1305 -- レイヤー2の対称暗号化用
• BLAKE2b -- 鍵導出用

すべての暗号演算は、アプリケーションのRustコアで実行され、タイミングサイドチャネル攻撃を 防ぐための定時間実装を活用しています。

実用的な意味

ユーザーにとって、2層暗号化は完全に透明です。アプリがすべての鍵交換と暗号化を自動的に 処理します。メッセージは、その下で行われている高度な暗号技術を示すことなく、おなじみの チャットインターフェースに表示されます。

その結果、中央集権型メッセンジャーが提供できるものを超えるレベルのメッセージセキュリティが 実現されます -- 暗号技術がより複雑だからではなく、信頼モデルが根本的に異なるからです。 召喚状を出すサーバーもなく、強制する企業もなく、すべてを解除する単一の鍵もありません。