当比特币在2009年问世时，这种虚拟货币曾被誉为“几乎无法追踪”——这对犯罪打击者而言是一个令人担忧的前景。然而，加州大学圣地亚哥分校的一支计算机科学家团队开发出了一种巧妙的追踪技术，真正实现了“跟随资金流动”。
近十年后，由当时在雅各布斯工程学院计算机科学与工程系攻读博士学位的莎拉·梅克尔约翰领导的团队，仍然因揭示了比特币经济结构及其使用方式而受到赞誉。他们2013年发表的论文《一把比特币：无名氏之间的支付特征》在近期于西班牙马德里举行的ACM互联网测量会议（IMC 2024）上荣获“时间检验奖”。
研究背景与影响力
这项研究及其对网络犯罪的影响被获奖作家、资深网络安全记者安迪·格林伯格记录在2024年出版的《黑暗中的追踪者：全球追捕加密货币犯罪头目》一书中。多个章节详细描述了梅克尔约翰在追踪这些非法交易中的关键作用，这些内容也出现在《连线》杂志的文章中。
格林伯格将梅克尔约翰的研究与历史上一些最大的暗网取缔行动联系起来，帮助揭露了毒品交易圈、加密货币盗窃和洗钱活动。
梅克尔约翰（2014年博士毕业）和计算机科学教授、该论文的资深作者斯特凡·萨维奇代表合著者接受了IMC奖项。研究团队还包括CSE教授杰弗里·沃克尔、CSE校友马乔里·波马罗尔和基里尔·列夫琴科、参加CSE研究生课程的格兰特·乔丹，以及前CSE博士后学者达蒙·麦科伊。
揭示比特币的真实本质
曾经，人们认为比特币是不可追踪的，使得违禁品销售可以完全逍遥法外。梅克尔约翰及其合著者的研究果断消除了这种误解，并揭示了这种货币出人意料的透明度——对于那些知道如何寻找线索的人来说。
在这篇开创性论文中，研究人员分析了比特币的独特特征、比特币市场的纵向变化、这些变化对系统造成的压力，以及比特币是否会高度吸引犯罪或欺诈活动。在这个广泛范围内，团队实证测试了比特币支付是否真正匿名。结果证明并非如此。
“比特币有一个反直觉的特性：虽然资金所有权是隐式匿名的，但其流动是全局可见的，”作者在论文中写道。
从2024年加密货币已成为广泛交易商品的时代来看，这一说法可能听起来平淡无奇。但在2013年，梅克尔约翰的发现打破了围绕这一新兴加密货币的先入之见，使执法部门能够通过看似无法穿透的全球交易网络追踪比特币，直指网络犯罪的黑暗地下世界。
比特币追踪技术解析
比特币最初是为了满足低摩擦电子商务的日益增长需求而引入的。2000年代初的在线支付系统激增，包括像PayPal这样的电子钱包、直接借记系统和汇款系统。除比特币外，这些支付选项都使用现有的法定货币，并由中央控制机构管理，这些机构可以明确识别每笔交易的相关方。
比特币重塑了电子商务模式。作为一种纯粹的在线虚拟货币，它既没有实物商品也没有主权义务支持，并且在没有中央管理的情况下运作。相反，它依靠密码学保护和全球点对点网络参与者组合来验证和认证所有交易。
这种去中心化记账要求每个网络参与者维护系统的完整交易历史。当时，这相当于超过3GB的压缩数据，梅克尔约翰正是将这些数据下载到计算机科学实验室的台式机上开始分析的。
“我们的方法基于比特币区块链的可用性：这是一种复制的图数据结构，编码了所有比特币活动，过去和现在，以每笔交易涉及的公共数字签名密钥为表现形式，”她和合著者写道。
区块链是指一系列交易，每个交易引用前一个交易，形成一个链。可以将其想象成一系列相互连接的钩针编织针法，形成毯子的第一行。就像在这个想象的毯子上添加行一样，交易随后被分组到区块中，每个区块引用前一个区块，并作为时间戳验证其包含的交易。区块随后形成链，并对系统内的每个用户公开可用。
梅克尔约翰和她的研究同事开发了一种新的聚类启发式方法，或系统性的数据关联方法，来梳理区块链交易的海量数据库并链接交易。他们的算法对比特币的匿名性主张进行了测试。
“我们的工作旨在更好地理解比特币流动的可追踪性，并通过这种理解，探索比特币随时间推移的使用方式演变，”他们表示。
该团队基于过去的工作，将公共密钥（或比特币用户地址）根据共享支出权限的证据进行聚类。一旦他们能够正面识别一个公共密钥，就可以链接包含相同公共密钥的整个交易集群。
他们还采用了重新识别攻击。本质上，他们开设账户并从广泛的比特币商户和服务提供商处进行购买。由于他们处于交易的一端，他们可以正面识别另一端为服务提供商。
研究方法与实际应用
采用这种细致的方法论，梅克尔约翰能够通过看似无法穿透的1600万笔交易和1200万个公共密钥的网络，追踪资金或比特币到其在线来源。她的新颖追踪技术最终引导执法部门找到犯罪分子的用户地址。凭借传票，官员可以将犯罪与具体姓名对应起来。
如今，这些算法的变体在日常政府执法和私营部门合规角色中得到使用，并得到一系列加密货币追踪公司的支持。
研究团队的现状
目前，梅克尔约翰是伦敦大学学院（UCL）密码学与安全教授，也是谷歌的staff研究科学家。列夫琴科是伊利诺伊大学电气与计算机工程副教授；麦科伊是纽约大学坦登工程学院教授；乔丹是反无人机初创公司SkySafe的创始人兼CEO；波马罗尔是巴西科技初创公司的投资者和顾问。
IMC 2024是由ACM SIGCOMM赞助的一系列旗舰会议中的第24届，SIGCOMM是一个讨论通信和计算机网络领域主题的专业论坛。这个为期三天的活动专注于互联网测量和分析，涉及技术设计和工程、监管和运营以及计算机网络的社会影响等领域。
常见问题
比特币真的是匿名的吗？
不，比特币并非真正匿名。虽然比特币地址不直接显示用户身份，但所有交易都公开记录在区块链上。通过分析技术，研究人员和执法部门能够追踪资金流动并将地址与现实身份关联起来。
什么是区块链分析？
区块链分析是指通过检查区块链上的交易数据来识别模式、追踪资金流动并将加密货币地址与现实世界实体关联起来的过程。这项技术对于执法调查和合规监控至关重要。
梅克尔约翰的研究有什么实际影响？
这项研究为执法机构提供了追踪加密货币犯罪的方法，帮助破获了多个暗网市场、毒品交易圈和洗钱网络。它还为加密货币合规行业奠定了技术基础。
普通人如何保护加密货币隐私？
用户可以使用隐私增强技术，如CoinJoin混合服务或隐私币。但需要注意的是，即使这些方法也不能保证完全匿名，因为先进的区块链分析技术仍在不断发展。
加密货币追踪技术现在发展如何？
如今，加密货币追踪技术已经变得更加成熟和精细化。专业公司开发了复杂的软件平台，能够实时分析多个区块链，识别可疑活动模式，并为执法和合规团队提供可操作的情报。
这项开创性研究不仅改变了人们对加密货币匿名性的看法，还为数字货币时代的犯罪打击奠定了科学基础。随着加密货币生态系统的不断发展，这些追踪技术仍在演进，为维护区块链世界的安全和合规提供着持续支持。