Подписи Шнорра в транзакциях Bitcoin

Введение

Bitcoin ($BTC), Ethereum ($ETH), Solana ($SOL) и другие криптовалюты являются цифровыми валютами, и процесс их хранения и транзакций аналогичен процессу работы с фиатными валютами. Когда один владелец отправляет Bitcoin другому, ему нужен публичный адрес, а также приватный ключ. Так же, как передача номера вашего банковского счета не представляет никакого риска, но передача PIN-кода от банкомата представляет, передача публичного адреса цифрового кошелька безвредна, но передача приватных ключей или seed-фраз — нет. Для подписания транзакции $BTC наиболее распространенным алгоритмом является ECDSA, но алгоритм Schnorr Signatures также набирает популярность в последнее время.

Объяснение Schnorr Signatures

Мы можем определить Schnorr Signatures как экономящий место и время алгоритм цифровой подписи, который объединяет несколько подписей в одну и подтверждает право собственности и авторизацию на расходование средств. Любой может скопировать бумажные подписи при постоянных усилиях, но подделать цифровые подписи практически невозможно, независимо от того, используете ли вы ECDSA или Schnorr signatures. Более того, невозможно получить приватный ключ из публичного ключа, но вы всегда можете извлечь публичный ключ из приватного ключа, используя кривую secp256k1. Этот механизм применяет некоторые математические головоломки для обеспечения безопасности ключей.

Чтобы понять реальную эффективность и надежность Schnorr Signatures, вы должны изучить общие и математические основы алгоритма. Bitcoin использует криптографию на эллиптических кривых, и как ECDSA, так и Schnorr работают на одной и той же кривой, известной как secp256k1. Schnorr Signatures обеспечивает необратимость генерации ключей, как упоминалось в предыдущем абзаце. Используя и полагаясь на те же математические основы, что и ECDSA, система Schnorr может реорганизовать способ создания и верификации подписей.

Процесс создания подписи

Когда вы создаете транзакцию $BTC, вы должны доказать, что вы уполномочены потратить монеты. Вы делаете это, подписывая транзакцию в цифровом виде. Алгоритм Schnorr Signatures следует четкой и понятной схеме. Чтобы создать уникальную подпись для конкретной транзакции, алгоритм использует остроумную комбинацию деталей транзакции, случайного числа и приватного ключа. Если изменится даже один символ транзакции, подпись становится недействительной. Вмешательство или подделка становятся невозможными в результате строгой зависимости от данных транзакции. Когда система создала подпись, она добавляется к транзакции и передается в сеть, чтобы сеть могла ее верифицировать.

Верификация сетью

Теперь участники сети блокчейна проверяют действительность вашей транзакции. Им не нужен доступ к приватному ключу для выполнения этой верификации. Вместо этого они используют публичный ключ и подпись для подтверждения того, что транзакция была должным образом авторизована. Schnorr Signatures упрощают этот процесс верификации, позволяя множественным одобрениям выглядеть как одно. Несмотря на то, что внутренняя логика подтверждает согласие всех необходимых сторон, сеть обрабатывает только одну компактную подпись. Здесь мы можем увидеть, насколько эффективна и экономична система подписей Schnorr.

Роль в кошельках с мультиподписью

Одно из наиболее практических преимуществ Schnorr Signatures проявляется в кошельках с мультиподписью. Эти кошельки требуют одобрения от более чем одного приватного ключа, прежде чем средства могут быть разблокированы и авторизованы для расходования. В традиционных настройках каждый подписант создает отдельную подпись, и все они должны быть включены в транзакцию. Это увеличивает размер транзакции и раскрывает информацию о том, сколько участников было вовлечено. С помощью Schnorr Signatures все необходимые одобрения могут быть объединены в одну комбинированную подпись.

Связь с обновлением Taproot

Schnorr Signatures стали применимы на блокчейне Bitcoin благодаря обновлению Taproot, которое было активировано после многих лет обсуждений и тестирования. До этого использовался только ECDSA. Taproot представил новый способ обработки условий транзакций и скриптов. Он позволяет Bitcoin показывать только фактически использованное условие, сохраняя другие возможности скрытыми. Schnorr Signatures играют важную роль в обеспечении возможности агрегации и верификации подписей.

Соображения безопасности

Безопасность остается наиболее важной проблемой в любой финансовой системе, тем более на крипторынке. Schnorr Signatures не находятся на экспериментальной стадии и не являются непроверенными в криптографии. Они хорошо изучены и математически проще, чем ECDSA в определенных аспектах. Эта простота облегчает их анализ и снижает вероятность ошибок реализации. Поскольку Schnorr работает на той же эллиптической кривой, которой уже доверяет Bitcoin, это не вводит незнакомых предположений. В результате Bitcoin получает эффективность и конфиденциальность без ущерба для модели безопасности.

Принятие и совместимость

Несмотря на свои преимущества, Schnorr Signatures не являются обязательными для всех транзакций. Bitcoin позволяет пользователям выбирать, использовать ли новые функции или старые. Многие кошельки и сервисы по-прежнему полагаются на более старые форматы из-за совместимости и постепенных циклов обновления. С течением времени, по мере того как все больше программного обеспечения принимает Taproot, мы можем ожидать роста использования алгоритма подписи Schnorr. Этот постепенный подход обеспечивает стабильность и избегает принуждения пользователей к резким изменениям. Это также указывает на осторожную философию разработки Bitcoin.

Практическая важность для пользователей

Для большинства пользователей Schnorr Signatures работают незаметно в фоновом режиме. Эта система подписания не меняет внешний вид кошельков или способ отправки транзакций. Вместо общей видимости реальные преимущества проявляются косвенно через более низкие комиссии, улучшенную конфиденциальность и лучшую масштабируемость. Пользователям не нужно понимать сложные математические основы, чтобы получить от них пользу. Эта тихая интеграция также соответствует цели Bitcoin по созданию надежной финансовой экосистемы, которая не требует технической экспертизы от пользователей.

Долгосрочное значение

Schnorr Signatures являются очень важным шагом в эволюции Bitcoin. Они показывают, что система может совершенствоваться, сохраняя свои основные принципы. Благодаря совершенствованию создания и верификации подписей Bitcoin стал более эффективным и гибким без ущерба для децентрализации. Эти улучшения могут казаться незначительными, но в масштабе миллионов транзакций улучшение становится заметным.

Заключение

Короче говоря, лучшая эффективность, конфиденциальность и безопасность системы подписи Schnorr делают ее улучшенной системой авторизации транзакций $BTC. Эта система построена на той же криптографической основе, что и ECDSA. По мере роста принятия Schnorr Signatures, вероятно, будут играть все более важную роль в повышении устойчивости и практичности Bitcoin для общественного использования.