Podpisy Schnorra w transakcjach Bitcoin

Wprowadzenie

Bitcoin ($BTC), Ethereum ($ETH), Solana ($SOL) i inne kryptowaluty są walutami cyfrowymi, a proces ich przechowywania i transakcji jest podobny do tego dotyczącego walut fiducjarnych. Gdy jeden posiadacz wysyła Bitcoin do drugiego, potrzebuje adresu publicznego oraz klucza prywatnego. Tak jak udostępnienie numeru konta bankowego nie stanowi żadnego ryzyka, ale udostępnienie kodu PIN do bankomatu już tak, udostępnienie adresu publicznego portfela cyfrowego jest nieszkodliwe, ale udostępnienie kluczy prywatnych lub fraz seed nie. Do podpisania transakcji $BTC najczęściej używanym algorytmem jest ECDSA, ale ostatnio na popularności zyskuje również algorytm Schnorr Signatures.

Wyjaśnienie Schnorr Signatures

Możemy zdefiniować Schnorr Signatures jako oszczędzający miejsce i czas algorytm podpisu cyfrowego, który łączy wiele podpisów w jeden i potwierdza własność oraz autoryzację do wydawania środków. Każdy może skopiować podpis papierowy przy stałym wysiłku, ale podrobienie podpisów cyfrowych jest prawie niemożliwe, niezależnie od tego, czy używa się ECDSA czy Schnorr Signatures. Co więcej, niemożliwe jest wyprowadzenie klucza prywatnego z klucza publicznego, ale zawsze można wyodrębnić klucz publiczny z klucza prywatnego, stosując krzywą secp256k1. Mechanizm ten wykorzystuje pewne zagadki matematyczne, aby uczynić klucze bezpiecznymi.

Aby zrozumieć rzeczywistą efektywność i niezawodność Schnorr Signatures, należy zbadać ogólne i matematyczne podstawy algorytmu. Bitcoin wykorzystuje kryptografię krzywych eliptycznych, a zarówno ECDSA, jak i Schnorr działają na tej samej krzywej znanej jako secp256k1. Schnorr Signatures zapewnia nieodwracalność generowania kluczy, jak wspomniano w poprzednim akapicie. Wykorzystując i opierając się na tych samych podstawach matematycznych stosowanych przez ECDSA, system Schnorr może reorganizować sposób, w jaki podpisy są tworzone i weryfikowane.

Proces tworzenia podpisu

Tworząc transakcję $BTC, musisz udowodnić, że jesteś upoważniony do wydania monet. Robisz to, podpisując transakcję cyfrowo. Algorytm Schnorr Signatures podąża za jasnym i prostym wzorcem. Aby utworzyć unikalny podpis dla konkretnej transakcji, algorytm wykorzystuje pomysłową kombinację szczegółów transakcji, liczby losowej i klucza prywatnego. Jeśli zmieni się nawet jeden znak transakcji, podpis staje się nieważny. Manipulacja lub fałszerstwo stają się niemożliwe w wyniku ścisłej zależności od danych transakcji. Gdy system utworzy podpis, jest on dodawany do transakcji i udostępniany sieci, aby sieć mogła go zweryfikować.

Weryfikacja przez sieć

Teraz uczestnicy sieci blockchain sprawdzają ważność twojej transakcji. Nie potrzebują dostępu do klucza prywatnego, aby przeprowadzić tę weryfikację. Zamiast tego używają klucza publicznego i podpisu, aby potwierdzić, że transakcja została należycie autoryzowana. Schnorr Signatures upraszczają ten proces weryfikacji, umożliwiając wyświetlanie wielu zatwierdzeń jako jednego. Mimo że wewnętrzna logika potwierdza, że wszystkie wymagane strony wyraziły zgodę, sieć przetwarza tylko jeden kompaktowy podpis. Tutaj możemy zobaczyć, jak efektywny i oszczędzający miejsce jest system podpisów Schnorr.

Rola w portfelach wielopodpisowych

Jedna z najbardziej praktycznych korzyści Schnorr Signatures pojawia się w portfelach wielopodpisowych. Te portfele wymagają zatwierdzenia z więcej niż jednego klucza prywatnego, zanim środki mogą zostać odblokowane i autoryzowane do wydania. W tradycyjnych konfiguracjach każdy sygnatariusz tworzy osobny podpis, a wszystkie muszą być zawarte w transakcji. Zwiększa to rozmiar transakcji i ujawnia informacje o tym, ilu uczestników było zaangażowanych. Z Schnorr Signatures wszystkie wymagane zatwierdzenia mogą zostać scalone w jeden połączony podpis.

Związek z aktualizacją Taproot

Schnorr Signatures stały się użyteczne w blockchainie Bitcoin dzięki aktualizacji Taproot, która została aktywowana po latach dyskusji i testów. Wcześniej używano tylko ECDSA. Taproot wprowadził nowy sposób obsługi warunków transakcji i skryptów. Pozwala Bitcoin pokazać tylko warunek, który faktycznie został użyty, zachowując inne możliwości w ukryciu. Schnorr Signatures odgrywają ważną rolę w umożliwieniu agregacji i weryfikacji podpisów.

Kwestie bezpieczeństwa

Bezpieczeństwo pozostaje najważniejszą kwestią w każdym systemie finansowym, tym bardziej na rynku kryptowalut. Schnorr Signatures nie są ani na etapie eksperymentalnym, ani nieprzetestowane w kryptografii. Są dobrze zbadane i matematycznie prostsze niż ECDSA pod pewnymi względami. Ta prostota ułatwia ich analizę i zmniejsza ryzyko błędów implementacji. Ponieważ Schnorr działa na tej samej krzywej eliptycznej, której już ufa Bitcoin, nie wprowadza nieznanych założeń. W rezultacie Bitcoin zyskuje na efektywności i prywatności bez narażania swojego modelu bezpieczeństwa.

Adopcja i kompatybilność

Pomimo swoich zalet Schnorr Signatures nie są obowiązkowe dla wszystkich transakcji. Bitcoin pozwala użytkownikom wybrać, czy chcą korzystać z nowszych funkcji, czy starszych. Wiele portfeli i usług nadal opiera się na starszych formatach ze względu na kompatybilność i stopniowe cykle aktualizacji. Z biegiem czasu, w miarę jak coraz więcej oprogramowania przyjmuje Taproot, możemy spodziewać się wzrostu użycia algorytmu podpisu Schnorr. To stopniowe podejście zapewnia stabilność i unika zmuszania użytkowników do nagłych zmian. Wskazuje również na ostrożną filozofię rozwoju Bitcoin.

Praktyczne znaczenie dla użytkowników

Dla większości użytkowników Schnorr Signatures działają cicho w tle. Ten system podpisywania nie zmienia wyglądu portfeli ani sposobu wysyłania transakcji. Zamiast ogólnej widoczności, prawdziwe korzyści pojawiają się pośrednio poprzez niższe opłaty, lepszą prywatność i lepszą skalowalność. Użytkownicy nie muszą rozumieć skomplikowanych podstaw matematycznych, aby z nich korzystać. Ta cicha integracja odpowiada również celowi Bitcoin, jakim jest zapewnienie niezawodnego ekosystemu finansowego, który nie wymaga od użytkowników wiedzy technicznej.

Długoterminowe znaczenie

Schnorr Signatures to niezwykle istotny krok w ewolucji Bitcoin. Pokazują, że system może się poprawiać, zachowując swoje podstawowe zasady. Poprzez udoskonalenie tworzenia i weryfikacji podpisów Bitcoin stał się bardziej wydajny i elastyczny bez narażania decentralizacji. Te ulepszenia mogą pozornie wydawać się nieznaczące, ale w przypadku milionów transakcji poprawa staje się widoczna.

Podsumowanie

Krótko mówiąc, lepsza efektywność, prywatność i bezpieczeństwo systemu podpisów Schnorr czyni go udoskonalonym systemem autoryzacji transakcji $BTC. System ten jest zbudowany na tych samych podstawach kryptograficznych, co ECDSA. W miarę wzrostu adopcji Schnorr Signatures prawdopodobnie odegrają coraz ważniejszą rolę w uczynieniu Bitcoin bardziej odpornym i praktycznym do użytku publicznego.