امضاهای Schnorr در تراکنش‌های بیت کوین

مقدمه

ارز دیجیتال بیت کوین ($BTC)، اتریوم ($ETH)، سولانا ($SOL) و سایر ارزهای دیجیتال، ارزهای دیجیتال هستند و فرآیند ذخیره‌سازی و معاملات آن‌ها شبیه به ارزهای فیات است. زمانی که یک دارنده بیت کوین را به دیگری ارسال می‌کند، به یک آدرس عمومی و همچنین یک کلید خصوصی نیاز دارد. همان‌طور که به اشتراک گذاشتن شماره حساب بانکی شما هیچ خطری ندارد اما به اشتراک گذاشتن رمز عابر بانک شما خطرناک است، به اشتراک گذاشتن آدرس عمومی کیف پول دیجیتال بی‌ضرر است، اما به اشتراک گذاشتن کلیدهای خصوصی یا عبارات بازیابی شما چنین نیست. برای امضای یک تراکنش $BTC، رایج‌ترین الگوریتم ECDSA است، اما الگوریتم امضاهای Schnorr نیز اخیراً در حال جلب توجه است.

توضیح امضاهای Schnorr

می‌توانیم امضاهای Schnorr را به عنوان یک الگوریتم امضای دیجیتال صرفه‌جو در فضا و زمان تعریف کنیم که چندین امضا را در یکی ترکیب می‌کند و مالکیت و مجوز برای خرج کردن را اثبات می‌کند. هر کسی می‌تواند امضاهای کاغذی را با تلاش مداوم کپی کند، اما جعل امضاهای دیجیتال تقریباً غیرممکن است، چه از ECDSA استفاده کنید و چه از امضاهای Schnorr. علاوه بر این، استخراج کلید خصوصی از کلید عمومی غیرممکن است، اما همیشه می‌توانید کلید عمومی را از کلید خصوصی با استفاده از منحنی secp256k1 استخراج کنید. این مکانیسم برخی معماهای ریاضی را برای ایمن کردن کلیدها اعمال می‌کند.

برای درک کارایی واقعی و قابلیت اطمینان امضاهای Schnorr، باید مبانی عمومی و ریاضی الگوریتم را مطالعه کنید. ارز دیجیتال بیت کوین از رمزنگاری منحنی بیضوی استفاده می‌کند و هر دو ECDSA و Schnorr بر روی همان منحنی معروف به secp256k1 عمل می‌کنند. امضاهای Schnorr برگشت‌ناپذیری تولید کلید را همان‌طور که در پاراگراف قبل ذکر شد، تضمین می‌کند. با استفاده و تکیه بر همان مبانی ریاضی مورد استفاده توسط ECDSA، سیستم Schnorr می‌تواند نحوه تولید و تایید امضاها را سازماندهی مجدد کند.

فرآیند ایجاد امضا

هنگامی که یک تراکنش $BTC ایجاد می‌کنید، باید ثابت کنید که مجاز به خرج کردن کوین‌ها هستید. این کار را با امضای دیجیتال تراکنش انجام می‌دهید. الگوریتم امضاهای Schnorr از یک الگوی واضح و مستقیم پیروی می‌کند. برای ایجاد یک امضای منحصر به فرد برای یک امضای خاص، الگوریتم از ترکیب هوشمندانه‌ای از جزئیات تراکنش، یک عدد تصادفی و کلید خصوصی استفاده می‌کند. اگر حتی یک کاراکتر از تراکنش تغییر کند، امضا نامعتبر می‌شود. دستکاری یا جعل به دلیل وابستگی دقیق به داده‌های تراکنش غیرممکن می‌شود. هنگامی که سیستم امضا را ایجاد کرد، به تراکنش اضافه می‌شود و با شبکه به اشتراک گذاشته می‌شود تا شبکه بتواند آن را تایید کند.

تایید توسط شبکه

اکنون، شرکت‌کنندگان در شبکه بلاکچین اعتبار تراکنش شما را بررسی می‌کنند. آن‌ها برای انجام این تایید نیازی به دسترسی به کلید خصوصی ندارند. در عوض، از کلید عمومی و امضا استفاده می‌کنند تا تأیید کنند که تراکنش به درستی مجاز شده است. امضاهای Schnorr این فرآیند تایید را با اجازه دادن به چندین تأییدیه برای ظاهر شدن به عنوان یکی، ساده می‌کند. اگرچه منطق داخلی تأیید می‌کند که همه طرف‌های مورد نیاز موافقت کرده‌اند، شبکه فقط یک امضای فشرده را پردازش می‌کند. در اینجا می‌توانیم ببینیم که سیستم امضای Schnorr چقدر کارآمد و صرفه‌جو در فضا است.

نقش در کیف پول‌های چند امضایی

یکی از عملی‌ترین مزایای امضاهای Schnorr در کیف پول چند امضایی ظاهر می‌شود. این کیف پول‌ها قبل از اینکه وجوه باز شوند و برای خرج کردن مجاز شوند، به تأیید از بیش از یک کلید خصوصی نیاز دارند. در تنظیمات سنتی، هر امضاکننده یک امضای جداگانه تولید می‌کند و همه آن‌ها باید در تراکنش گنجانده شوند. این امر اندازه تراکنش را افزایش می‌دهد و اطلاعاتی درباره تعداد شرکت‌کنندگان درگیر را فاش می‌کند. با امضاهای Schnorr، همه تأییدیه‌های مورد نیاز می‌توانند در یک امضای ترکیبی ادغام شوند.

رابطه با ارتقای Taproot

امضاهای Schnorr از طریق ارتقای Taproot که پس از سال‌ها بحث و آزمایش فعال شد، در بلاک چین اتریوم قابل استفاده شدند. قبل از آن، فقط از ECDSA استفاده می‌شد. Taproot روش جدیدی برای مدیریت شرایط و اسکریپت‌های تراکنش معرفی کرد. این به ارز دیجیتال بیت کوین اجازه می‌دهد فقط شرطی را که واقعاً استفاده شده نشان دهد در حالی که احتمالات دیگر را مخفی نگه می‌دارد. امضاهای Schnorr نقش مهمی در امکان‌پذیر کردن تجمیع و تایید امضا ایفا می‌کنند.

ملاحظات امنیتی

امنیت مهم‌ترین نگرانی در هر سیستم مالی باقی می‌ماند، به‌ویژه در بازار کریپتو یا رمز از. امضاهای Schnorr نه در مرحله آزمایشی هستند و نه در رمزنگاری آزمایش نشده‌اند. آن‌ها به خوبی مطالعه شده‌اند و از نظر ریاضی در برخی جنبه‌ها ساده‌تر از ECDSA هستند. این سادگی تجزیه و تحلیل آن را آسان‌تر می‌کند و احتمال خطاهای پیاده‌سازی را کاهش می‌دهد. از آنجایی که Schnorr بر روی همان منحنی بیضوی که قبلاً توسط ارز دیجیتال بیت کوین مورد اعتماد است عمل می‌کند، فرضیات ناآشنایی را معرفی نمی‌کند. در نتیجه، ارز دیجیتال بیت کوین کارایی و حریم خصوصی را بدون به خطر انداختن مدل امنیتی خود به دست می‌آورد.

پذیرش و سازگاری

علی‌رغم مزایایشان، امضاهای Schnorr برای همه معاملات اخیر اجباری نیستند. ارز دیجیتال بیت کوین به کاربران اجازه می‌دهد انتخاب کنند که از ویژگی‌های جدیدتر یا قدیمی‌تر استفاده کنند. بسیاری از کیف پول‌ها و خدمات هنوز به دلیل سازگاری و چرخه‌های ارتقای تدریجی بر قالب‌های قدیمی‌تر تکیه می‌کنند. با گذشت زمان، همان‌طور که نرم‌افزارهای بیشتری Taproot را اتخاذ می‌کنند، می‌توانیم انتظار رشد در استفاده از الگوریتم امضای Schnorr را داشته باشیم. این رویکرد تدریجی ثبات را تضمین می‌کند و از مجبور کردن کاربران به تغییرات ناگهانی جلوگیری می‌کند. همچنین فلسفه توسعه محتاطانه ارز دیجیتال بیت کوین را نشان می‌دهد.

اهمیت عملی برای کاربران

برای اکثر کاربران، امضاهای Schnorr به صورت بی‌صدا در پس‌زمینه کار می‌کنند. این سیستم امضا نحوه ظاهر کیف پول‌ها یا نحوه ارسال معاملات اخیر را تغییر نمی‌دهد. به جای دید کلی، مزایای واقعی به طور غیرمستقیم از طریق کارمزدهای کمتر، حریم خصوصی بهبود یافته و مقیاس‌پذیری بهتر ظاهر می‌شوند. کاربران نیازی به درک مبانی ریاضی پیچیده برای بهره‌مندی از آن‌ها ندارند. این یکپارچگی بی‌صدا همچنین با هدف ارز دیجیتال بیت کوین برای ارائه یک اکوسیستم مالی قابل اعتماد که تخصص فنی را از کاربران مطالبه نمی‌کند، مطابقت دارد.

اهمیت بلندمدت

امضاهای Schnorr یک گام بسیار حیاتی در تکامل ارز دیجیتال بیت کوین هستند. آن‌ها نشان می‌دهند که سیستم می‌تواند در حالی که اصول اساسی خود را حفظ می‌کند، بهبود یابد. با اصلاح ایجاد و تایید امضاها، ارز دیجیتال بیت کوین کارآمدتر و انعطاف‌پذیرتر شده است بدون اینکه تمرکززدایی را به خطر بیندازد. این بهبودها ممکن است ظاهراً ناچیز به نظر برسند، اما در میلیون‌ها تراکنش، بهبود قابل مشاهده می‌شود.

نتیجه‌گیری

به طور خلاصه، کارایی، حریم خصوصی و امنیت حساب بهتر سیستم امضای Schnorr آن را به یک سیستم بهبود یافته برای مجوز دادن به معاملات اخیر $BTC تبدیل می‌کند. این سیستم بر همان پایه رمزنگاری مورد استفاده توسط ECDSA ساخته شده است. همان‌طور که پذیرش در حال رشد است، امضاهای Schnorr احتمالاً نقش فزاینده‌ای مهمی در انعطاف‌پذیرتر و عملی‌تر کردن ارز دیجیتال بیت کوین برای استفاده عمومی ایفا خواهند کرد.