Signatures Schnorr dans les transactions Bitcoin

Introduction

Bitcoin ($BTC), Ethereum ($ETH), Solana ($SOL) et d'autres crypto-monnaies sont des monnaies numériques, et leur processus de stockage et de transaction est similaire à celui des monnaies fiduciaires. Lorsqu'un détenteur envoie des Bitcoin à un autre, il a besoin d'une adresse publique ainsi que d'une clé privée. Partager votre numéro de compte bancaire ne présente aucun risque, mais partager votre code PIN de carte bancaire, oui ; de même, partager l'adresse publique de votre portefeuille numérique est sans danger, mais partager vos clés privées ou phrases de récupération ne l'est pas. Pour signer une transaction $BTC, l’algorithme le plus couramment utilisé est ECDSA, mais l’algorithme des signatures Schnorr gagne récemment en popularité.

Explication des signatures Schnorr

On peut définir les signatures Schnorr comme un algorithme de signature numérique économique en espace et en temps, qui combine plusieurs signatures en une seule et prouve la propriété et l’autorisation de dépenser. N’importe qui peut copier une signature manuscrite avec suffisamment d’efforts, mais il est quasiment impossible de falsifier une signature numérique, que ce soit avec ECDSA ou Schnorr. De plus, il est impossible de déduire la clé privée à partir de la clé publique, mais il est toujours possible d’extraire la clé publique à partir de la clé privée en utilisant la courbe secp256k1. Ce mécanisme applique certains puzzles mathématiques pour sécuriser les clés.

Pour comprendre l'efficacité réelle et la fiabilité des signatures Schnorr, il faut étudier les bases générales et mathématiques de l’algorithme. Bitcoin utilise la cryptographie à courbe elliptique, et ECDSA comme Schnorr fonctionnent sur la même courbe appelée secp256k1. Les signatures Schnorr assurent l’irréversibilité de la génération des clés, comme mentionné dans le paragraphe précédent. En utilisant et se basant sur les mêmes fondements mathématiques qu’ECDSA, le système Schnorr peut réorganiser la manière dont les signatures sont produites et vérifiées.

Processus de création de signature

Lorsque vous créez une transaction $BTC, vous devez prouver que vous êtes autorisé à dépenser les coins. Vous le faites en signant numériquement la transaction. L’algorithme des signatures Schnorr suit un schéma clair et simple. Pour créer une signature unique pour une transaction particulière, l’algorithme utilise une combinaison ingénieuse des détails de la transaction, d’un nombre aléatoire et de la clé privée. Si un seul caractère de la transaction change, la signature devient invalide. Toute tentative de falsification devient impossible en raison de la stricte dépendance aux données de la transaction. Une fois la signature créée par le système, elle est ajoutée à la transaction et partagée avec le réseau afin qu’il puisse la vérifier.

Vérification par le réseau

Désormais, les participants sur le réseau blockchain vérifient la validité de votre transaction. Ils n’ont pas besoin d’accéder à la clé privée pour effectuer cette vérification. À la place, ils utilisent la clé publique et la signature pour confirmer que la transaction a bien été autorisée. Les signatures Schnorr simplifient ce processus de vérification en permettant que plusieurs validations apparaissent comme une seule. Même si la logique interne confirme que toutes les parties requises ont donné leur accord, le réseau ne traite qu’une seule signature compacte. Ici, on constate l’efficacité et l’économie d’espace du système de signature Schnorr.

Rôle dans les portefeuilles multi-signatures

L’un des avantages les plus pratiques des signatures Schnorr se trouve dans les portefeuilles multi-signatures. Ces portefeuilles nécessitent l’approbation de plusieurs clés privées avant que les fonds puissent être débloqués et autorisés à être dépensés. Dans les configurations traditionnelles, chaque signataire produit une signature distincte, et elles doivent toutes être incluses dans la transaction. Cela augmente la taille de la transaction et révèle des informations sur le nombre de participants impliqués. Avec les signatures Schnorr, toutes les validations requises peuvent être fusionnées en une seule signature combinée.

Relation avec la mise à jour Taproot

Les signatures Schnorr sont devenues utilisables sur la blockchain Bitcoin grâce à la mise à jour Taproot, activée après des années de discussions et de tests. Avant cela, seul ECDSA était utilisé. Taproot a introduit une nouvelle façon de gérer les conditions et scripts de transaction. Elle permet à Bitcoin de ne montrer que la condition réellement utilisée, tout en gardant les autres possibilités cachées. Les signatures Schnorr jouent un rôle important dans l’agrégation et la vérification des signatures.

Considérations de sécurité

La sécurité demeure la préoccupation la plus importante dans tout système financier, encore plus sur le marché crypto. Les signatures Schnorr ne sont ni expérimentales ni non testées en cryptographie. Elles sont bien étudiées et mathématiquement plus simples que l’ECDSA à certains égards. Cette simplicité facilite leur analyse et réduit le risque d’erreurs de mise en œuvre. Puisque Schnorr fonctionne sur la même courbe elliptique déjà validée par Bitcoin, il n’introduit pas d’hypothèses nouvelles. En conséquence, Bitcoin gagne en efficacité et en confidentialité sans compromettre son modèle de sécurité.

Adoption et compatibilité

En dépit de leurs avantages, les signatures Schnorr ne sont pas obligatoires pour toutes les transactions. Bitcoin permet aux utilisateurs de choisir entre les nouvelles fonctionnalités ou les anciennes. De nombreux portefeuilles et services s’appuient encore sur les anciens formats en raison de la compatibilité et de la mise à jour progressive. Avec le temps, à mesure que davantage de logiciels adoptent Taproot, on peut s’attendre à une augmentation de l’utilisation de l’algorithme de signature Schnorr. Cette approche graduelle assure la stabilité et évite d’imposer des changements brusques aux utilisateurs. Cela correspond aussi à la philosophie de développement prudente de Bitcoin.

Importance pratique pour les utilisateurs

Pour la plupart des utilisateurs, les signatures Schnorr fonctionnent silencieusement en arrière-plan. Ce système de signature ne modifie pas l’apparence des portefeuilles ni la manière d’envoyer les transactions. Plutôt que d’être visibles, les véritables avantages apparaissent indirectement par des frais réduits, une meilleure confidentialité et une meilleure évolutivité. Les utilisateurs n’ont pas besoin de comprendre les fondements mathématiques complexes pour en bénéficier. Cette intégration discrète correspond également à l’objectif de Bitcoin de fournir un écosystème financier fiable ne nécessitant pas de compétences techniques de la part des utilisateurs.

Importance à long terme

Les signatures Schnorr représentent une étape cruciale dans l’évolution de Bitcoin. Elles montrent que le système peut s’améliorer tout en préservant ses principes fondamentaux. En affinant la création et la vérification des signatures, Bitcoin est devenu plus efficace et flexible sans compromettre la décentralisation. Ces améliorations peuvent sembler insignifiantes à première vue, mais sur des millions de transactions, l'amélioration devient évidente.

Conclusion

En résumé, l’efficacité, la confidentialité et la sécurité améliorées du système de signature Schnorr en font un meilleur système d’autorisation des transactions $BTC. Ce système repose sur la même base cryptographique qu’ECDSA. À mesure que l’adoption progresse, les signatures Schnorr joueront probablement un rôle de plus en plus important pour rendre Bitcoin plus résilient et pratique à l’usage du public.