Satoshi's verlaten pokerexperiment keert terug met een Bitcoin-twist

In 2008, toen Satoshi Nakamoto zich klaarmaakte om de whitepaper te publiceren, vond de mysterieuze uitvinder blijkbaar de tijd om een pokerroom in de codebase van Bitcoin te schetsen. Verborgen in de vroegste broncode van Bitcoin zaten knoppen voor het delen van kaarten, passen, callen en verhogen van inzetten. Er was slechts één probleem. Niets daarvan speelde daadwerkelijk poker.

De software had wel de opzet van een tafel, maar er zat geen werkend spel achter. We spoelen 18 jaar vooruit, en Stanford-onderzoeker Robin Linus heeft het probleem aangepakt dat Satoshi had achtergelaten. Donderdag introduceerde Linus Bitcoin Poker, een protocol waarmee twee mensen een echt spelletje Texas Hold’em kunnen spelen, waarbij Bitcoin wordt gebruikt om de regels te handhaven, inzetten af te wikkelen en spelers aan te pakken die weigeren mee te werken.

"Beste Satoshi, het eerste BitVM-geschil, de SHA2-ECDSA-polyglot, de Binohash-gekte – het zijn allemaal slechts fanmail geschreven in Bitcoin Script. Niets daarvan doet ertoe totdat ik jouw oorspronkelijke visie heb verwezenlijkt," schreef Linus op X. "Dus heb ik eindelijk de pokerclient afgemaakt die je onafgemaakt had achtergelaten in Bitcoin v0.1. Laat maar weten als je zin hebt in een paar potjes."

Satoshi’s vergeten pokerroom krijgt een tweede leven

De oorspronkelijke Bitcoin-broncode bevatte een bestand met de naam uibase.cpp, dat grafische componenten bevatte voor een pokerlobby en -tafel. De interface droeg een generatiedatum van 16 april 2008, ruwweg zes maanden voordat Satoshi de Bitcoin-whitepaper publiceerde. Knoppen met de labels ‘Deal Hand’, ‘Fold’, ‘Call’ en ‘Raise’ suggereerden iets ambitieuzers dan een eenvoudige betaalapplicatie, hoewel Satoshi nooit publiekelijk heeft uitgelegd wat hij ermee van plan was.

Die vroege fragmenten vormden geen werkende pokerclient, laat staan een door de blockchain afgedwongen goksysteem. Er was geen mechanisme om gesloten kaarten uit te delen, inzetten bij te houden of te bepalen wie de winst moest innen. Linus maakt dat onderscheid duidelijk in zijn Bitcoin Poker-whitepaper, waarin hij schrijft: „Deze interfacefragmenten vormden geen compleet pokerprotocol.” In plaats van de verlaten software van Satoshi nieuw leven in te blazen, besloot Linus de ontbrekende mechanismen helemaal vanaf nul op te bouwen.

De historische achtergrond maakt de ontdekking nog interessanter. Het Amerikaanse Congres keurde in oktober 2006 de Unlawful Internet Gambling Enforcement Act goed, gericht op financiële transacties in verband met illegaal online gokken. Jaren later namen federale autoriteiten, zoals bekend, domeinen in beslag die toebehoorden aan grote onlinepokerbedrijven tijdens de harde aanpak in april 2011 die bekendstaat als „Black Friday“. Of de beperkingen op online gokken Satoshi’s denken hebben beïnvloed, blijft onbekend, maar het idee om poker te spelen zonder afhankelijk te zijn van een gecentraliseerde betalingsverwerker past zeker bij het oorspronkelijke doel van Bitcoin.

Negen kaarten, twee spelers en geen dealer die de touwtjes in handen heeft

Linus, een promovendus aan Stanford, is vooral bekend vanwege de ontwikkeling van BitVM, een voorstel uit 2023 om complexe berekeningen via Bitcoin te verifiëren zonder de consensusregels te wijzigen. Zijn latere onderzoek omvat BitVM2, BitVM3, Zerosync en andere cryptografische systemen. Bitcoin Poker past diezelfde inventieve aanpak toe op iets dat aanzienlijk vertrouwder is dan blockchain-berekeningen.

„We beschrijven een protocol voor twee spelers voor limit Texas Hold’em op Bitcoin“, legt Linus in zijn paper uit. Het spel bestaat uit twee deelnemers, die elk twee gesloten kaarten ontvangen, terwijl er vijf gemeenschappelijke kaarten verschijnen naarmate het inzetten vordert. In tegenstelling tot conventioneel online poker bepaalt geen casinoserver of vertrouwde dealer welke kaarten de spelers ontvangen.

In plaats daarvan dragen beide deelnemers geheime informatie bij om de kaarten te genereren. Zoals Linus uitlegt: „Er zijn slechts negen verschillende kaarten nodig.“ In plaats van een volledig kaartspel van 52 kaarten te schudden, genereert het systeem precies de negen kaarten die nodig zijn voor één hand, waarbij cryptografische toezeggingen en zero-knowledge-bewijzen worden gebruikt om het spel eerlijk te houden.

Deze opzet zorgt ervoor dat geen van beide deelnemers de uitkomst in het geheim kan beïnvloeden. „Geen van beide spelers kan in zijn eentje de versleuteling ontrafelen“, stelt het artikel, waarin de gezamenlijk versleutelde informatie wordt beschreven die tijdens de voorbereiding wordt gebruikt. Voordat het spel begint, controleert het protocol ook op dubbele kaarten zonder de identiteit ervan prijs te geven. Als twee kaarten overeenkomen, wordt de hele poging verworpen en begint er een nieuwe uitdeling.

Er zit hier een merkwaardige wiskundige wrinkle in. Een willekeurig gegenereerde uitdeling van negen kaarten heeft slechts ongeveer 48% kans om de test op dubbele kaarten te doorstaan. Dat betekent dat het systeem gemiddeld 2,08 pogingen nodig heeft om een aanvaardbare hand te produceren. Het is een dure manier om kaarten te schudden, maar het resultaat is een vertrouwelijke uitdeling waarbij je de persoon aan de andere kant van de tafel niet hoeft te vertrouwen.

Bitcoin wordt de scheidsrechter wanneer iemand weigert mee te spelen

Kaarten delen is één ding. Ervoor zorgen dat de winnaar wordt uitbetaald is een heel andere zaak, vooral wanneer geen van beide deelnemers enige reden heeft om de ander te vertrouwen. Linus lost dat probleem op door, voordat de eerste inzet wordt geplaatst, een reeks Bitcoin-transacties voor te bereiden die de mogelijke uitkomsten van het spel vertegenwoordigen.

"De regels definiëren een eindige boom", legt het whitepaper uit. Elke tak vertegenwoordigt een toegestane actie, waaronder passen, checken, callen, verhogen, kaarten openen of de pot verdelen. Spelers keuren deze mogelijkheden van tevoren goed, en de bestaande transactieregels van Bitcoin voorkomen dat ze ongeoorloofde zetten kunnen improviseren.

"Ongeldige acties hebben geen vooraf geautoriseerde transactie", schrijft Linus. Het protocol maakt ook gebruik van adaptorhandtekeningen, waardoor de vereiste kaartinformatie kan worden teruggevonden wanneer bepaalde transacties worden ondertekend. Dit voorkomt dat spelers misbruik maken van bepaalde openbaarmakingsvereisten om een oneerlijk voordeel te behalen.

Maar wat gebeurt er als iemand besluit dat hij er genoeg van heeft en weigert door te spelen? Ook daar heeft Linus een antwoord op. "Elke toestand waarin op een speler wordt gewacht, biedt ook een time-out voor de tegenstander", aldus het artikel. Na een bepaalde vertraging kan de overgebleven deelnemer de toegewezen pot innen, terwijl het ongebruikte saldo van de vertrekkende speler wordt teruggegeven.

De onderzoeker erkent een belangrijk onderscheid. „Het protocol kan afwikkeling afdwingen, maar het kan niemand dwingen een kaart te onthullen.“ Met andere woorden: Bitcoin kan niemand dwingen het spel uit te spelen, maar het kan wel de financiële gevolgen van het weglopen afdwingen.

Een pokerspel met 56.132 knooppunten heeft een addertje onder het gras

Het ontwerp is slim, maar niemand mag het verwarren met een lichte mobiele pokerapp. De referentieconfiguratie van Linus, met 100 big blinds per speler en vier inzetten per inzetronde, bevat 56.132 logische knooppunten, samen met 54.855 gewone handtekeningen en 1.306 pakketten voor het openen van kaarten. Elk pakket bevat nog eens 52 adaptorhandtekeningen.

De volledige voorbereidingssnapshot weegt 8.416.186 bytes, ongeveer 8,4 MB. In drie tests met desktopbrowsers duurde het voorbereiden en opslaan van de transactieboom tussen de 26,39 en 27,26 seconden. Linus waarschuwt dat „dit testmetingen zijn, geen garanties voor de opstarttijd.” De cijfers beschrijven een referentie-implementatie en niet de prestaties die gebruikers van een afgewerkt product mogen verwachten.

Gelukkig is het bij normaal spelverloop niet nodig om die enorme verzameling transacties te verzenden. „De beoogde speelwijze is off-chain“, legt het artikel uit. Spelers wisselen berichten privé uit en houden Bitcoin-transacties achter de hand voor het geval de samenwerking mislukt. De blockchain fungeert in feite als een scheidsrechter die aan de zijlijn staat, klaar om geschillen te beslechten wanneer dat nodig is.

Bijna achttien jaar later heeft Satoshi’s pokeridee echte regels

Er zijn nog steeds beperkingen. Bitcoin Poker ondersteunt slechts twee deelnemers, omdat extra spelers in het geheim informatie over hun kaarten zouden kunnen delen. Bij openbare showdowns kunnen beide handen worden blootgelegd, en de cryptografische opbouw heeft nog steeds een onafhankelijke beveiligingsanalyse nodig voordat iemand het als productieklaar mag beschouwen.

Linus doet geen poging om die tekortkomingen te verbergen. „Het is geen formeel bewijs van het volledige protocol voor kwaadwillende partijen“, wordt in het artikel erkend. Bestaande tests met Bitcoin Core oefenen belangrijke componenten uit, waaronder uitbetalingen en time-out-paden, maar „testdekking is geen beveiligingsbewijs.“

Toch reikt deze prestatie verder dan poker. Linus heeft aangetoond hoe de bestaande script- en handtekeningsmogelijkheden van Bitcoin een spel met verborgen informatie, ingewikkelde beslissingen en financiële uitbetalingen kunnen afdwingen zonder de onderliggende regels van het netwerk te wijzigen.

De mysterieuze uitvinder van Bitcoin liet een pokertafel achter met knoppen die niet veel deden. Achttien jaar later heeft Linus de cryptografische regels ontwikkeld die nodig zijn om de kaarten te delen, de hand te spelen en de pot te verdelen. De vraag die nog resteert, is of deze uitgebreide constructie praktisch genoeg kan worden om gewone spelers er een poging mee te laten wagen.