در دنیای امروزی زمانی که شما چیزی را می خرید، در واقع صاحب و مالک آن هستید و قطعا بابت اینکه بتوانید ثابت کنید این اجناس برای شما هستند نیاز به یک مدرک دارید. برای مثال در اجناس گرون قیمت و بزرگ همچون خانه شما در یک سند اثبات خواهید کرد که این خانه برای شماست و مالکیت شما بر روی آن به اثبات می رسد؛ امضای اشنور (Schnorr Signature) امضایی دیجیتالی است که افراد با آن می توانند مالکیت دارایی های خود را اثبات کنند. امضاهای دیجیتال طرح هایی مبتنی بر الگوریتم های ریاضیات هستند که در قالب عبارات رمزنگاری شده تولید می شوند تا اعتبار پیام ارسالی و فرستنده آن را تأیید کنند؛ اما قبل از اینکه در مورد امضای اشنور اطلاعات جامعی را دریافت کنید نیازمند این هستید که با بلاک چین آشنا شوید بنابراین تا پایان این مقاله همراه ما باشید.
بلاک چین چیست؟
بلاک چین در واقع نوعی پایگاه داده است. پایگاه داده مجموعه ای از اطلاعات است که به صورت الکترونیکی در یک سیستم کامپیوتری ذخیره می شود. اطلاعات یا داده های موجود در پایگاه های داده معمولاً در قالب جدول طراحی شده اند تا امکان جستجو و فیلتر آسان برای اطلاعات خاص را فراهم کنند. پایگاه داده به گونه ای طراحی شده است که حجم قابل توجهی از اطلاعات را در اختیار داشته باشد که به سرعت و به راحتی توسط تعداد زیادی از کاربران قابل دسترسی است؛ الگوهای متفاوتی در حوزه بلاک چین برای پیاده سازی امضای دیجیتال استفاده شده است که یکی از آن ها امضای اشنور نام دارد. سال گذشته میلادی، این امضا با بروزرسانی در بلاک چین پادشاه بازار کریپتوکارنسی یعنی بیت کوین رونمایی شد.
اثبات مالکیت کیف پول چگونه است؟
اشنور امضایی رمزنگاری شده برای اثبات مالکیت کیف پول ها برای شما به عنوان مالک است. پیش از آنکه بیت کوین پا به عرصه ارزهای دیجیتال بگذارد، کلاوس اشنور (Claus Schnorr)، رمزنگار آلمانی، این الگوریتم را طراحی کرد. با این 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؛ این نیازها باعث شد که بازار کریپتوکارنسی روز به روز در حال پیشرفت و توسعه باشد.
کارکرد امضای اشنور چگونه است؟
شاید اصلی ترین سوال شما که در حال مطالعه این مقاله هستید این است که امضای اشنور چگونه کار می کند، باید بگوییم که عملکرد اصلی امضای اشنور این است که چند کاربر بتوانند با استفاده از آن امضایی واحد را برای همه کسانی ایجاد کنند که امضای آن ها مورد نیاز است. این کار باعث می شود که اندازه تراکنش ها و تعداد امضاهای لازم برای انجام تراکنش کاهش پیدا کند. 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. هر‌بار کاربرانی که در این حوزه فعالیت می کنند بخواهند تراکنشی را اجرا کنند، باید امضایی فراهم کنند که مالکیتش را بر بیت کوین انتقالی تأیید کنند. در هر تراکنش، بخشی وجود دارد که نحوه خرج کردن ورودی تراکنش و شرایطی نظیر قفل زمانی (Time Lock) یا تعداد امضاها را مشخص می کند؛ وقتی تراکنشی مربوط به یک کیف پول چند امضایی 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 چهار امضایی طوری تنظیم شده باشد که با سه امضا امکان اجرای تراکنش را داشته باشد؛ لازم به ذکر است که برای همین فعالیت نیازمند کارمزد بالایی است چرا که برای هر تراکنش هزینه کارمزد جداگانه ای وجود دارد؛ بیت کوین با استفاده از این امضا به کاربرانش این امکان را می دهد تا بتوانند مالکیتشان را بر دارایی هایی اثبات کنند که در آدرس بیت کوین خود قرار دارند. اثبات مالکیت زمانی لازم می شود که کاربر با کلید خصوصی خود تراکنشی می سازد و می خواهد از طریق کلید عمومی اش آن را انتشار دهد.
تفاوت امضای اشنور و ECDSA
در میان توسعه دهندگان، این استدلال مطرح است که امضای اشنور می تواند نمونه پیشرفته تر همان امضای ECDSA به حساب بیاید؛ چراکه دقیقا همان کار را می کند، فقط حجم فایل کمتری دارد و حریم خصوصی آن قوی تر است؛ تفاوت دیگر امضای اشنور با ECDSA در چیزی است که به آن شکل پذیری یا چکش‌خواری (Malleability) می گویند. امضای دیجیتال به‌شکل هشی رمزنگاری شده از تراکنش ایجاد می شود. این باعث می شود که بتوانیم برای تشخیص تراکنش ها از یکدیگر، به‌جای بررسی جزئیات تراکنش فقط هش ها را با‌هم مقایسه کنیم؛ امضاها کاملا منحصر به فرد هستند؛ اما شکل پذیری تراکنش این امکان را می دهد تا 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 نامعتبر کردن تراکنش امکان پذیر می کند. چنین نقصی پیامدهای خسارت باری دارد؛ به‌عنوان مثال، فرض کنید کاربر A مقداری بیت کوین را با امضای ABC برای کاربر B ارسال می کند. اگر این امضا در حمله شکل پذیری (Malleability Attack) به ABZ تغییر کند، کاربر A دیگر نمی تواند مطمئن شود که کاربر B بیت کوین ارسالی را دریافت کرده است یا نه. این حفره به کاربر B کمک می کند تا از کاربر A بخواهد که تراکنش را دوباره ارسال کند.
برای کسب اطلاعاتی در زمینه آموزش ارز دیجیتال، بر روی لینک کلیک کنید.
این در حالی است که تراکنش قبلی با وجود تغییر امضا همچنان معتبر است و کاربر B 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؛ از این رو، ساختار داده متفاوتی برای راستی آزمایی تراکنش ها به‌کار می رود که باعث می شود شکل پذیری تراکنش از بین برود.
مزایا و معایب امضای اشنور
مزایا امضای اشنور
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، Schnorr Signature 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 با‌هم نداشته باشند.
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.
برای کسب اطلاعاتی در مورد ارزهای پامپی، بر روی دوره کریپتو پامپ کلیک کنید.
افزایش مقیاس‌پذیری: 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.
افزایش سرعت پردازش تراکنش: کاهش اندازه تراکنش که صرفه جویی در فضای بلاک و افزایش تعداد تراکنش ها را به‌دنبال دارد، باعث می شود سرعت اعتبارسنجی و تأیید تراکنش ها بیشتر شود. از این رو، زمان انتظار برای تأیید تراکنش در شبکه کاهش چشمگیری پیدا می کند.
رفع مشکل شکل پذیری: امضای اشنور مشکل شکل پذیری تراکنش را رفع می‌کند تا هیچ‌کسی امکان تغییر امضا و تحمیل پرداخت مضاعف به دیگران را نداشته باشد.
تسهیل اعمال تپروت (Taproot): امضای اشنور یکی از بخش های ضروری بروزرسانی تپروت در شبکه بیت کوین است. این بروزرسانی مقیاس پذیری و حریم خصوصی بیت کوین را افزایش داده و قابلیت قراردادهای هوشمند را در این شبکه فعال کرده است.
معایب امضای اشنور
ضرورت تأیید کلید عمومی: در صورت استفاده از Schnorr Signature در تراکنش ها، هر‌یک از مشارکت‌کنندگان 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.
امکان جعل کلید عمومی: در امضای اشنور، مشارکت کننده می تواند یک کلید عمومی تقلبی ایجاد کند و از این طریق تراکنشی چندامضایی را به کنترل خود درآورد.
جمع بندی:
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؛ کاهش حجم اشغال تراکنش ها در فضای بلاک خود به 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.