Підписи Schnorr у транзакціях Bitcoin

Вступ

Bitcoin ($BTC), Ethereum ($ETH), Solana ($SOL) та інші криптовалюти — це цифрові валюти, і процес їхнього зберігання та транзакцій схожий на використання фіатних валют. Коли один власник надсилає Bitcoin іншому, йому потрібні публічна адреса та приватний ключ. Так само, як передача номера вашого банківського рахунку не становить ризику, але розголошення PIN-коду банкомату є небезпечним, поділ публічною адресою цифрового гаманця безпечний, а от приватними ключами або seed-фразами — ні. Для підпису транзакції $BTC найпоширенішим алгоритмом є ECDSA, але останнім часом усе більше популярності набирає й алгоритм Schnorr Signatures.

Пояснення Schnorr Signatures

Schnorr Signatures можна визначити як алгоритм цифрового підпису, що економить місце і час, поєднуючи кілька підписів в один, а також підтверджує право власності та авторизацію на витрату коштів. Будь-хто може підробити паперовий підпис за наявності достатньої вправності, але практично неможливо підробити цифровий підпис, незалежно від того, чи використовується ECDSA чи Schnorr signatures. Більше того, неможливо отримати приватний ключ із публічного, але завжди можна отримати публічний ключ із приватного, використовуючи криву secp256k1. Цей механізм застосовує певні математичні задачі для забезпечення безпеки ключів.

Щоб зрозуміти справжню ефективність і надійність Schnorr Signatures, необхідно вивчити загальні та математичні основи алгоритму. Bitcoin використовує криптографію на еліптичних кривих, і як ECDSA, так і Schnorr працюють на одній і тій самій кривій — secp256k1. Schnorr Signatures гарантують незворотність генерації ключів, як зазначено у попередньому абзаці. Використовуючи ті самі математичні основи, що й ECDSA, система Schnorr може реорганізувати спосіб створення та перевірки підписів.

Процес створення підпису

Коли ви створюєте транзакцію $BTC, ви повинні довести, що маєте право витрачати ці монети. Ви робите це шляхом цифрового підпису транзакції. Алгоритм Schnorr Signatures реалізує чіткий і простий підхід. Для створення унікального підпису для конкретної транзакції алгоритм використовує витончену комбінацію деталей транзакції, випадкового числа та приватного ключа. Якщо навіть один символ у транзакції змінюється, підпис стає недійсним. Підробка або фальсифікація стає неможливою через сувору залежність від даних транзакції. Коли система створює підпис, його додають до транзакції та розповсюджують у мережі для перевірки.

Перевірка мережею

Тепер учасники блокчейн-мережі перевіряють дійсність вашої транзакції. Для цього їм не потрібен доступ до приватного ключа. Замість цього вони використовують публічний ключ і підпис для підтвердження авторизації транзакції. Schnorr Signatures спрощують цей процес перевірки, дозволяючи кільком погодженням виглядати як один підпис. Незважаючи на те, що внутрішня логіка підтверджує згоду всіх необхідних сторін, мережа обробляє лише один компактний підпис. Тут видно, наскільки ефективною та економною є система підписів Schnorr.

Роль у мультипідписних гаманцях

Одна з найпрактичніших переваг Schnorr Signatures проявляється у мультипідписних гаманцях. Такі гаманці вимагають схвалення більше ніж одного приватного ключа перед розблокуванням і дозволом на витрату коштів. У традиційних схемах кожен підписант створює окремий підпис, і всі вони повинні бути включені у транзакцію. Це збільшує розмір транзакції і розкриває інформацію про кількість учасників. Завдяки Schnorr Signatures усі необхідні схвалення можна об'єднати в один спільний підпис.

Зв’язок з оновленням Taproot

Schnorr Signatures стали доступними для блокчейна Bitcoin завдяки оновленню Taproot, яке було активоване після багаторічних обговорень та тестування. До цього використовувався лише ECDSA. Taproot запровадив новий спосіб обробки умов транзакцій і скриптів. Він дозволяє Bitcoin показувати лише ту умову, яка фактично була використана, ховаючи інші можливості. Schnorr Signatures відіграють важливу роль у забезпеченні можливості агрегації та перевірки підписів.

Міркування щодо безпеки

Безпека залишається найважливішим питанням у будь-якій фінансовій системі, і ще більшою мірою — на крипторинку. Schnorr Signatures не є експериментальними або недостатньо перевіреними у криптографії. Вони добре вивчені та в певних аспектах математично простіші за ECDSA. Ця простота полегшує аналіз і знижує ймовірність помилок у реалізації. Оскільки Schnorr працює на тій самій еліптичній кривій, якій уже довіряє Bitcoin, він не вводить нові припущення. У підсумку Bitcoin отримує ефективність та приватність без компромісів із моделлю безпеки.

Впровадження та сумісність

Незважаючи на свої переваги, Schnorr Signatures не є обов’язковими для всіх транзакцій. Bitcoin дозволяє користувачам вибирати між новими функціями чи старішими. Багато гаманців і сервісів досі використовують старі формати через сумісність і поступове оновлення. З часом, коли більше програм перейде на Taproot, можна очікувати зростання використання алгоритму підпису Schnorr. Такий поступовий підхід забезпечує стабільність і не змушує користувачів до різких змін. Це також свідчить про обережну філософію розвитку Bitcoin.

Практичне значення для користувачів

Для більшості користувачів Schnorr Signatures непомітно працюють у фоновому режимі. Ця система підпису не змінює вигляд гаманців чи спосіб надсилання транзакцій. Замість загальної видимості реальні переваги проявляються опосередковано через менші комісії, підвищену приватність і кращу масштабованість. Користувачам не потрібно розуміти складні математичні основи, щоб отримати вигоду з цієї технології. Така тиха інтеграція також відповідає меті Bitcoin — створити надійну фінансову екосистему, що не вимагає від користувачів технічних знань.

Довгострокове значення

Schnorr Signatures — це надзвичайно важливий крок в еволюції Bitcoin. Вони демонструють, що систему можна вдосконалювати, зберігаючи базові принципи. Оптимізуючи створення та перевірку підписів, Bitcoin став ефективнішим і гнучкішим без шкоди для децентралізації. Ці вдосконалення можуть здаватися незначними, але на мільйонах транзакцій покращення стає помітним.

Висновок

Коротко кажучи, краща ефективність, приватність і безпека системи підпису Schnorr робить її вдосконаленим методом авторизації транзакцій $BTC. Ця система побудована на тій самій криптографічній основі, що й ECDSA. Оскільки впровадження розширюється, Schnorr Signatures, ймовірно, відіграватимуть все важливішу роль у підвищенні стійкості та практичності Bitcoin для широкого використання.