روی خط خبر

موضوع: ارز دیجیتال منبع: ارز دیجیتال
امتیاز: 5 5

خبر " امضای اشنور (schnorr signature)؛ نسل جدید امضاهای رمزنگاری‌شده از منبع ارز دیجیتال " با موضوع CryptoNews-ارز دیجیتال در تاریخ ۱۴۰۱/۱۲/۰۱ منتشر شد.

امضای اشنور (schnorr signature)؛ نسل جدید امضاهای رمزنگاری‌شده

فرض کنید که می خواهید از حساب خود در بانک مبلغی را برداشت یا چکی را در وجه کسی صادر کنید. برای اجرایی شدن چنین درخواستی، نیاز است که اثبات کنید این درخواست را مالک واقعی دارایی ارائه داده است. این کار با امضا انجام می شود. در دنیای ارزهای دیجیتال نیز، مالکیت افراد بر دارایی های دیجیتال آن ها […]

The post امضای اشنور (Schnorr Signature)؛ نسل جدید امضاهای رمزنگاری شده appeared first on ارزدیجیتال.

فرض کنید که می خواهید از حساب خود در بانک مبلغی را برداشت یا چکی را در وجه کسی صادر کنید. برای اجرایی شدن چنین درخواستی، نیاز است که اثبات کنید این درخواست را مالک واقعی دارایی ارائه داده است. این کار با امضا انجام می شود. در دنیای ارزهای دیجیتال نیز، مالکیت افراد بر دارایی های دیجیتال آن ها با امضا اثبات می شود؛ اما این امضاها از نوع دیجیتال هستند و یکی از انواع آن ها امضای اشنور (Schnorr Signature) است.امضاهای دیجیتال طرح هایی مبتنی بر الگوریتم های ریاضیاتی هستند که در قالب عبارات رمزنگاری شده تولید می شوند تا اعتبار پیام ارسالی و فرستنده آن را تأیید کنند. الگوریتم های مختلفی در حوزه بلاک چین برای پیاده سازی امضای دیجیتال استفاده شده است که یکی از آن ها امضای اشنور نام دارد. این امضا سال گذشته با به روزرسانی ای در بلاک چین بیت کوین اعمال شد.در این مقاله، قصد داریم امضای اشنور و نحوه کار آن را بررسی و مزایا و معایب و تفاوت آن با الگوریتم امضای قبلی بیت کوین را بیان کنیم. پس تا انتهای مطلب با ما همراه باشید تا ببینیم امضای اشنور چه تغییراتی در بزرگ ترین بلاک چین جهان ایجاد کرده است.امضای دیجیتال تأیید می کند که تراکنش را مالک واقعی کیف پول انجام می دهدامضای اشنور (Schnorr Signature) چیست؟در واقع، امضای اشنور امضایی دیجیتال است که بر اساس الگوریتم اشنور طراحی شده است. سال ها پیش از آنکه بیت کوین پا به عرصه بگذارد، رمزنگار آلمانی، کلاوس اشنور (Claus Schnorr)، این الگوریتم را طراحی کرد. بااین حال، زمانی که ساتوشی ناکاموتو در حال طراحی بیت کوین بود، به امضای اشنور توجهی نشان نداد و از الگوریتم دیگری برای امضای تراکنش های بیت کوین استفاده کرد.سال ها بعد وقتی بیت کوین جایش را در بازار مالی جهانی باز کرد، توسعه دهندگان آن دریافتند که برای گسترش کاربرد بیت کوین به راهکارهایی برای افزایش مقیاس پذیری (Scalability) آن نیاز است. در بلاک چین بیت کوین، برای امضای تراکنش ها باید انواع خاصی از تراکنش های دیگر را هم ایجاد کرد که مانعی درمقابل مقیاس پذیری بیت کوین است؛ اما توسعه دهندگان بیت کوین فهمیدند که الگوریتم اشنور می تواند این مشکل را رفع و به مقیاس پذیری ارز دیجیتال برتر کمک کند.شایان ذکر است که تراکنش های بیت کوین بدون امضا اجرا نمی شوند و البته این امضا بخشی از فضای بلاک را نیز ازآنِ خود می کند. این مسئله در تراکنش هایی که بیت کوین را از آدرسی به آدرس دیگر انتقال می دهند، مشکلی ایجاد نمی کند؛ بلکه مشکل در تراکنش هایی است که در آن ها انتقال از چند آدرس به یک آدرس انجام می شود.برای انجام موفقیت آمیز تراکنش، هر یک از آدرس های فرستنده باید یک امضا ارسال کنند. فرض کنید که پنج آدرس بیت کوین دارید و می خواهید از هر آدرس یک بیت کوین به آدرس دوستتان بفرستید. برای انجام این تراکنش، باید پنج امضا ارسال کنید که فضای لازم برای آن پنج برابر یک تراکنش عادی است. این تراکنش علاوه بر اشغال فضای بیشتر در بلاک چین کارمزد بیشتری دارد؛ اما امضای اشنور این مشکل را با ادغام امضاهای چندگانه و تبدیل آن ها به یک امضا حل می کند.امضای اشنور چگونه کار می کند؟امضای اشنور چند امضا را در یک امضا ادغام می کندعملکرد اصلی امضای اشنور این است که چند کاربر بتوانند با استفاده از آن یک امضای واحد را برای همه کسانی که امضای آن ها مورد نیاز است، ایجاد کنند. این کار باعث می شود که اندازه تراکنش ها و تعداد امضاهای لازم برای انجام تراکنش کاهش یابد. برای اینکه نحوه کار امضای اشنور را بدانیم، باید با الگوریتم اصلی امضا در بلاک چین بیت کوین آشنا شویم.سیستم بیت کوین از امضای دیجیتالی با نام ECDSA برای اثبات مالکیت کاربران بر مقدار بیت کوین انتقالی استفاده می کند. هر بار که کاربری می خواهد تراکنشی را اجرا کند، باید امضایی فراهم کند که مالکیتش را بر بیت کوین انتقالی تأیید کند. در هر تراکنش، بخشی وجود دارد که نحوه خرج کردن ورودی تراکنش را مشخص می کند و می تواند شرایطی نظیر قفل زمانی (Time Lock) یا تعداد امضاها را مشخص کند.وقتی تراکنشی مربوط به یک کیف پول چندامضایی باشد، در این بخش از تراکنش مشخص می شود که چند امضا برای اجرایی شدن آن ضروری است. برای مثال، ممکن است یک کیف پول چهارامضایی طوری تنظیم شده باشد که با سه امضا امکان اجرای تراکنش را داشته باشد.در امضای ECDSA، لازم است که به ازای هر امضا یک تراکنش ایجاد شود؛ یعنی مثلاً برای تراکنشی که به سه امضا از چهار امضا نیاز دارد، باید حداقل سه تراکنش ایجاد شود. ناگفته پیداست که هزینه کارمزد چنین انتقالی چقدر می تواند زیاد باشد؛ چراکه هر تراکنش کارمزدی جداگانه در شبکه دارد.با این توضیح، حتماً خودتان حدس می زنید که الگوریتم امضای اشنور چگونه کار می کند. درست است! این الگوریتم امضاهای چندگانه را باهم ترکیب و آن ها را در قالب یک امضا وارد تراکنش می کند. به بیان دیگر، ورودی الگوریتم امضای اشنور هر تعداد امضا که باشد، خروجی آن یک امضای رمزنگاری شده حاوی همه آن امضاها خواهد بود.تفاوت امضای اشنور با ECDSAامضای اشنور شکل پذیر نیست و نمی توان آن را تغییر دادهمان طورکه گفتیم، بیت کوین در حال حاضر از امضای ECDSA مخفف عبارت Elliptic Curve Digital Signature Algorithm به معنای «الگوریتم امضای دیجیتال منحنی بیضوی (بیضی گون)» استفاده می کند. اگر بخواهیم وارد مباحث فنی نشویم، ECDSA به طور خلاصه امضایی دیجیتالی است که با استفاده از الگوریتمی موسوم به منحنی بیضوی (Elliptic Curve)، پیام های رمزگذاری شده می سازد.بیت کوین با استفاده از این امضا به کاربرانش امکان می دهد تا بتوانند مالکیت خود را بر دارایی هایی که در آدرس بیت کوینشان قرار دارد، اثبات کنند. اثبات مالکیت، زمانی لازم می شود که کاربر با کلید خصوصی خود تراکنشی را می سازد و می خواهد از طریق کلید عمومی اش آن را انتشار دهد. درواقع، کاربران بیت کوین با استفاده از امضای ECDSA می توانند بفهمند که هر انتقال از آدرسی به آدرس دیگر به واسطه مالک واقعی انجام شده است یا خیر.تفاوت در حجم فایلدر میان توسعه دهندگان، این استدلال مطرح است که امضای اشنور می تواند نمونه پیشرفته تر همان امضای ECDSA به حساب بیاید؛ چراکه دقیقاً همان کار را می کند، فقط حجم فایل کمتری دارد و حریم خصوصی آن قوی تر است. حالا با مثالی این مسئله را بیشتر بررسی می کنیم.فرض کنید کیف پولی چندامضایی داریم و از امضای ECDSA استفاده می کنیم. این کیف پول برای انجام تراکنش به امضای دو آدرس از سه آدرسِ مرتبط با خود نیاز دارد. در چنین شرایطی، چندامضایی بودنِ تراکنش، کلیدهای عمومی، همه آدرس های ورودی و آدرس خروجی مرتبط با آن امضاها در شبکه برای همه مشاهده پذیر خواهد بود. این مسئله حریم خصوصی تراکنش ها و کاربران را کاهش می دهد.حالا اگر همین کار را با استفاده از امضای اشنور انجام دهیم، کلیدهای عمومیِ استفاده شده به شکل آدرسی تکی ظاهر خواهد شد. وقتی این تراکنش در شبکه منتشر شود، ظاهر آن طوری خواهد بود که گویی فقط یک تراکنش عادی میان دو نفر است. آنچه با امضای اشنور در شبکه مشاهده شدنی است، دو آدرس عمومی و یک ارسال کننده و یک دریافت کننده است.همچنین، ازآن جا که حجم داده ارسالی به شبکه کمتر است، کاربران کارمزد تراکنش کمتری می پردازند؛ زیرا فضای اشغال شده در بلاک هم در تعیین کارمزد تراکنش مؤثر است. علاوه بر این، وقتی حجم داده های بلاک کاهش یابد، فضای بیشتری باقی می ماند و می توان تراکنش های بیشتری را در هر بلاک جا داد.تفاوت در شکل پذیریتفاوت دیگر امضای اشنور با ECDSA در چیزی است که به آن شکل پذیری یا چکش خواری (Malleability) می گویند. امضای دیجیتال به شکل یک هش رمزنگاری شده از تراکنش ایجاد می شود. این باعث می شود که بتوانیم برای تشخیص تراکنش ها از یکدیگر، به جای بررسی جزئیات تراکنش فقط هش ها را با هم مقایسه کنیم.امضاها کاملاً منحصربه فرد هستند؛ اما شکل پذیری تراکنش این امکان را می دهد که بتوان با استفاده از روش های خاصی، یک امضا را تغییر داد، بدون آنکه تراکنش نامعتبر شود. طراحی ECDSA طوری است که تغییر امضا را بدون نامعتبرکردن تراکنش امکان پذیر می کند. چنین نقصی پیامدهای خسارت باری دارد.به عنوان مثال، فرض کنید پویا مقداری بیت کوین را با امضای ABC برای مهسا ارسال می کند. اگر این امضا در حمله شکل پذیری (Malleability Attack) به ABZ تغییر کند، پویا دیگر نمی تواند مطمئن شود که مهسا بیت کوین ارسالی را دریافت کرده است یا نه. این حفره به مهسا کمک می کند تا از پویا بخواهد که تراکنش را دوباره ارسال کند. این در حالی است که تراکنش قبلی با وجود تغییر امضا همچنان معتبر است و مهسا مبلغ را دو بار دریافت می کند.امضای اشنور برای رفع این مشکل داده های مربوط به امضا را به بخشی جدا در تراکنش ها منتقل می کند؛ ازاین رو، ساختار داده متفاوتی برای راستی آزمایی تراکنش ها به کار می رود که باعث می شود شکل پذیری تراکنش از بین برود.مزایا و معایب امضای اشنوردر بخش های پیشین این مقاله که درباره ماهیت امضای اشنور و تفاوت آن با امضای ECDSA بود، برخی از مزایای امضای اشنور را گفتیم. حالا در این قسمت، می خواهیم مزایا و معایب آن را دقیق تر بررسی کنیم.مزایا۱. افزایش حریم خصوصی: یکی از مزایای امضای اشنور این است که حریم خصوصی را در شبکه ارتقا می دهد. همان طور که پیش تر گفتیم، امضای اشنور باعث می شود که همه تراکنش ها در شبکه مثل تراکنش های عادی تک امضایی دیده شوند و تراکنش های چندامضایی و تک امضایی تفاوتی با هم نداشته باشند.۲. کاهش کارمزد: امضای اشنور فضای موردنیاز برای تراکنش های چندامضایی را تا ۲۵ درصد کاهش می دهد. بدین ترتیب، اندازه تراکنش در داخل بلاک کاهش می یابد و فضای کافی برای گنجاندن تراکنش های بیشتر در بلاک مهیا می شود. صرفه جویی در فضای بلاک به نوبه خود کارمزد تراکنش را کاهش می دهد.۳. افزایش مقیاس پذیری: دیگر مزیت امضای اشنور که به همان کاهش اندازه تراکنش مربوط می شود، این است که مقیاس پذیری شبکه را افزایش می دهد. اینکه کاهش اندازه تراکنش باعث می شود تعداد تراکنش های بیشتری در یک بلاک جای گیرد، بدین معنی است که شبکه امکان پردازش تعداد تراکنش بیشتری دارد.۴. افزایش سرعت پردازش تراکنش: کاهش اندازه تراکنش که صرفه جویی در فضای بلاک و افزایش تعداد تراکنش ها را به دنبال دارد، باعث می شود که سرعت اعتبارسنجی و تأیید تراکنش ها بیشتر شود. ازاین رو، زمان انتظار برای تأیید تراکنش در شبکه کاهش چشمگیری پیدا می کند.۵. رفع مشکل شکل پذیری: امضای اشنور مشکل شکل پذیری تراکنش را رفع می کند تا هیچ کسی امکان تغییر امضا و تحمیل پرداخت مضاعف به دیگران را نداشته باشد.۶. تسهیل اعمال تپروت (Taproot): امضای اشنور یکی از بخش های ضروریِ به روزرسانی تپروت در شبکه بیت کوین است. این به روزرسانی مقیاس پذیری و حریم خصوصی بیت کوین را افزایش داده و قابلیت قراردادهای هوشمند را در این شبکه فعال کرده است.معایب۱. ضرورت تأیید کلید عمومی: درصورت استفاده از امضای اشنور در تراکنش ها، هر یک از مشارکت کنندگان در تراکنش باید اعتبار کلید عمومی خود را اثبات کند. این کار از طریق امضایی با کلید خصوصی متناظر همان کلید عمومی انجام می شود.۲. امکان جعل کلید عمومی: در امضای اشنور، مشارکت کننده می تواند یک کلید عمومی تقلبی ایجاد کند و از این طریق تراکنشی چندامضایی را در کنترل خود درآورد.دلیل اهمیت امضای اشنور برای بیت کوینیکی از رویدادهای مهمی که بیت کوین پس از اِعمال سگویت (Segwit) در سال ۲۰۱۷ تجربه کرد، به روزرسانی تپروت است. تپروت ارتقای سافت فورکی در بلاک چین بیت کوین است که با هدف تقویت حریم خصوصی با ادغام امضاهای چندگانه در یک امضا و فعال سازی قابلیت قراردادهای هوشمند در این شبکه اعمال شد.اهمیت امضای اشنور در این است که به عنوان یکی از پایه های ارتقای تپروت، تسهیل کننده بخش مهمی از اهداف این طرح ارتقا بوده است. از دیدگاه فنی، تپروت ارتقایی است که روی «درخت نحو انتزاعی مرکلی شده» یا Merklized Abstract Syntax Trees (به اختصار MAST) اِعمال می شود و از حجم داده های تراکنش ها و کارمزد آن ها می کاهد.در تراکنش هایی که با امضاهای چندگانه و قفل های زمانی سروکار دارند، برای پنهان کردن هویت کاربران باید چندین تراکنش ایجاد شود که به هزینه و حجم داده بیشتر منجر می شود. این هم به نوبه خود مقیاس پذیری بیت کوین را از لحاظ تعداد تراکنش در هر ثانیه محدود می کند. طرح ارتقای تپروت این مشکل را از طریق امضای اشنور حل می کند؛ بدین شکل که همه امضاهای لازم برای تراکنش را در قالب یک امضا اجرا می کند.تپروت و امضای اشنور به عنوان دو طرحی که مکمل یکدیگر هستند، آغاز عصری جدید برای بیت کوین و دیگر ارزهای دیجیتال به شمار می روند. الگوریتم امضای اشنور علاوه بر تقویت حریم خصوصی و افزایش مقیاس پذیری شبکه، راه را برای پیشرفت های آینده بیت کوین نیز هموار می کند. نکته دیگر اینکه توسعه دهندگان بیت کوین آن را در دیگر راهکارها نظیر اتمیک سواپ (Atomic swap) و شبکه لایتنینگ (Lightning Network) نیز می توانند به کار گیرند.جمع بندیدر این مقاله، یکی از انواع امضاهای دیجیتال با نام اشنور را بررسی کردیم که سال گذشته با به روزرسانی تپروت در شبکه بیت کوین اعمال شد. در عین حال، اشاره کردیم که عملکرد اصلی امضای اشنور در شبکه بیت کوین این است که امضاهای چندگانه را ادغام می کند و در قالب یک امضا در تراکنش قرار می دهد.همین قابلیت مزایای متعددی برای شبکه بیت کوین به ارمغان می آورد که تقویت حریم خصوصی کاربران و کاهش کارمزدها و حجم داده تراکنش ها بخشی از آن است. کاهش حجم اشغالی تراکنش ها در فضای بلاک خودبه خود باعث افزایش مقیاس پذیری بیت کوین می شود که موضوع مهمی برای این بلاک چین به شمار می رود. نکته مهم درباره الگوریتم امضای اشنور این است که علاوه بر مزیت های فعلی اش در بلاک چین، می تواند نقش مهمی در توسعه آینده این ارز دیجیتال ایفا کند.

کریپتو هگزا سایت بازنشر خبری است و در قبال محتوای اخبار نشر شده هیچ مسولیتی ندارد.

جدیدترین اخبار ارزهای رمزگذاری شده در حوزه CryptoNews-ارز دیجیتال، نشر خبر " امضای اشنور (schnorr signature)؛ نسل جدید امضاهای رمزنگاری‌شده از منبع ارز دیجیتال. "

اخبار گوناگون
× ×