Подписи Шнорра в транзакциях Bitcoin

Введение

Bitcoin ($BTC), Ethereum ($ETH), Solana ($SOL) и другие криптовалюты являются цифровыми валютами, а процесс их хранения и проведения транзакций схож с процессом работы с фиатными валютами. Когда один владелец отправляет Bitcoin другому, ему необходимы публичный адрес и приватный ключ. Подобно тому, как передача номера банковского счета не представляет опасности, а передача PIN-кода от банкомата — да, так и передача публичного адреса цифрового кошелька безопасна, а вот передача приватных ключей или seed-фраз — нет. Для подписи транзакций $BTC чаще всего используется алгоритм ECDSA, однако алгоритм Schnorr Signatures также набирает популярность в последнее время.

Объяснение Schnorr Signatures

Schnorr Signatures можно определить как компактный и быстрый алгоритм цифровой подписи, который объединяет несколько подписей в одну и подтверждает право собственности и авторизацию на расходование средств. Любой может подделать бумажную подпись при достаточных усилиях, но подделать цифровую подпись практически невозможно — независимо от того, используется ли ECDSA или Schnorr. Кроме того, невозможно получить приватный ключ из публичного, однако всегда можно извлечь публичный ключ из приватного с помощью кривой secp256k1. Этот механизм использует математические задачи для обеспечения безопасности ключей.

Чтобы понять реальную эффективность и надежность Schnorr Signatures, необходимо изучить общие и математические основы этого алгоритма. Bitcoin использует криптографию на эллиптических кривых, и как ECDSA, так и Schnorr работают на одной и той же кривой под названием secp256k1. Schnorr Signatures обеспечивает необратимость генерации ключей, как отмечалось в предыдущем абзаце. Используя те же математические основы, что и ECDSA, система Schnorr может по-новому организовать процесс создания и проверки подписей.

Процесс создания подписи

Когда вы создаете транзакцию $BTC, вы должны доказать, что имеете право потратить эти монеты. Это достигается цифровой подписью транзакции. Алгоритм Schnorr Signatures следует четкой и понятной схеме. Для создания уникальной подписи для конкретной транзакции алгоритм использует оригинальное сочетание данных транзакции, случайного числа и приватного ключа. Если даже один символ в транзакции изменится, подпись станет недействительной. Попытки подделки или изменения становятся невозможными благодаря строгой привязке к данным транзакции. После создания подписи система добавляет её к транзакции и передает в сеть для последующей проверки.

Проверка сетью

Теперь участники блокчейн-сети проверяют действительность вашей транзакции. Для этого им не нужен доступ к приватному ключу — достаточно публичного ключа и самой подписи, чтобы подтвердить, что транзакция была должным образом авторизована. Schnorr Signatures упрощают процесс проверки, позволяя представлять несколько одобрений одной подписью. Несмотря на то, что внутренняя логика подтверждает согласие всех необходимых сторон, сеть обрабатывает только одну компактную подпись. Здесь хорошо видно, насколько эффективна и экономична система подписи Schnorr.

Роль в мультиподписных кошельках

Одно из самых практичных преимуществ Schnorr Signatures проявляется в мультиподписных кошельках. Такие кошельки требуют подтверждения несколькими приватными ключами для разблокировки средств и разрешения их расходования. В традиционных системах каждый подписант создает отдельную подпись, и все они должны быть включены в транзакцию. Это увеличивает размер транзакции и раскрывает информацию о числе участников. С помощью Schnorr Signatures все необходимые одобрения можно объединить в одну общую подпись.

Связь с обновлением Taproot

Schnorr Signatures стали доступны в блокчейне Bitcoin после обновления Taproot, которое было активировано после многолетних обсуждений и тестирования. До этого использовался только ECDSA. Taproot ввел новый способ работы с условиями и скриптами транзакций. Теперь Bitcoin может показывать только то условие, которое действительно использовалось, скрывая все остальные варианты. Schnorr Signatures играют важную роль в обеспечении возможности агрегации и проверки подписей.

Вопросы безопасности

Безопасность остается самым важным вопросом в любой финансовой системе, особенно на крипторынке. Schnorr Signatures уже хорошо изучены и не являются экспериментальными или непроверенными в криптографии. В определенных аспектах они математически проще, чем ECDSA. Эта простота облегчает анализ и снижает вероятность ошибок при реализации. Поскольку Schnorr работает на той же эллиптической кривой, что и Bitcoin, он не вводит новых непроверенных предположений. В результате Bitcoin получает большую эффективность и приватность без компромиссов в модели безопасности.

Применение и совместимость

Несмотря на свои преимущества, Schnorr Signatures не являются обязательными для всех транзакций. Bitcoin позволяет пользователям самим выбирать, использовать ли новые функции или оставаться на старых. Многие кошельки и сервисы по-прежнему используют старые форматы из-за необходимости совместимости и постепенного обновления. Со временем, по мере того как все больше программ перейдет на Taproot, можно ожидать роста использования алгоритма Schnorr. Такой постепенный подход обеспечивает стабильность и предотвращает резкие изменения для пользователей. Это также подчеркивает осторожную философию развития Bitcoin.

Практическое значение для пользователей

Для большинства пользователей Schnorr Signatures работают незаметно на фоне. Эта система подписей не меняет внешний вид кошельков или способ отправки транзакций. Настоящие преимущества проявляются косвенно — через снижение комиссий, улучшение приватности и лучшую масштабируемость. Пользователям не нужно разбираться в сложных математических основах, чтобы получать выгоду. Такая тихая интеграция соответствует цели Bitcoin — быть надежной финансовой системой, не требующей технических знаний от пользователей.

Долгосрочное значение

Schnorr Signatures — важнейший этап в эволюции Bitcoin. Они показывают, что система может совершенствоваться, сохраняя свои базовые принципы. Благодаря улучшению создания и проверки подписей, Bitcoin стал более эффективным и гибким без ущерба для децентрализации. Эти улучшения могут показаться незначительными, но на миллионах транзакций эффект становится заметным.

Заключение

Вкратце, повышенная эффективность, приватность и безопасность системы Schnorr делают её усовершенствованной системой авторизации транзакций $BTC. Эта система построена на той же криптографической базе, что и ECDSA. По мере роста внедрения, Schnorr Signatures, скорее всего, будут играть все более важную роль, делая Bitcoin более устойчивым и удобным для массового использования.