Podpisy Schnorra

Podpisy Schnorra – co to jest?

Podpis Schnorra, stworzony przez profesora Uniwersytetu Frankfurckiego, Klausa-Petera Schnorra, jest innowacyjnym cyfrowym podpisem, który ma na celu zwiększenie prywatności i skalowalności sieci Bitcoin. Schnorr zaproponował ten system już w 1991 roku, opierając go na modyfikacjach schematów El-Gamala oraz Fiata-Shamira. Dzięki tym zmianom, jego rozwiązanie wnosi istotny wkład w rozwój technologii blockchain.

  • Geneza Podpisów Schnorra
    • Klaus-Peter Schnorr, profesor Uniwersytetu Frankfurckiego, opracował Podpis Schnorra jako innowacyjny cyfrowy podpis w 1991 roku.
    • Jego celem było zwiększenie prywatności i skalowalności sieci Bitcoin poprzez modyfikacje wcześniejszych schematów El-Gamal i Fiat-Shamir.
  • Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA)
    • Przed pojawieniem się Schnorra, Bitcoin korzystał z ECDSA do zapewnienia bezpieczeństwa transakcji.
    • ECDSA miał mniejsze wymagania obliczeniowe i krótsze długości kluczy, co było korzystne dla efektywności sieci.
  • Wprowadzenie Podpisów Schnorra
    • Podpisy Schnorra oferują większe bezpieczeństwo poprzez dyskretny logarytm i mniej założeń w porównaniu do ECDSA.
    • Są łatwiejsze w implementacji i umożliwiają agregację kluczy publicznych, co zwiększa wydajność.
  • Multisygnatury oparte na Podpisach Schnorra
    • Nowe schematy multisygnatury wykorzystujące Podpisy Schnorra wprowadzają większą kontrolę i efektywność w zarządzaniu kluczami.
    • Testy publiczne potwierdzają ich skuteczność i przydatność w praktyce.
  • Wdrożenie i zastosowanie
    • Standard BIP-340 wprowadza Podpisy Schnorra do protokołu Bitcoin, co nie wymaga rewolucyjnych zmian w strukturze sieci.
    • Podpisy Schnorra są częścią większej aktualizacji Taproot, która wprowadza dodatkowe funkcje poprawiające prywatność i efektywność transakcji.
  • Zalety Podpisów Schnorra
    • Skompaktowane sygnatury Schnorra są bardziej efektywne i proste w weryfikacji, co zwiększa wydajność sieci Bitcoin.
    • Zapewniają wysoki poziom bezpieczeństwa i są kluczowe dla przyszłego rozwoju ekosystemu kryptowalutowego.

Elliptic Curve digital Signature Algorithm 

Kiedy Satoshi Nakamoto rozważał stworzenie Bitcoina, technologie związane z cyfrowymi podpisami były stosunkowo mało znane. Mimo tego Nakamoto musiał wybrać spośród metod podpisów open source, które spełniały surowe wymagania bezpieczeństwa. Spośród dostępnych opcji tylko algorytm Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA) spełniał te kryteria i był wspierany przez protokół OpenSSL.

OpenSSL to narzędzie do szyfrowania, które zwiększa jakość i bezpieczeństwo komunikacji online. Sam ECDSA wyróżniał się znacznie mniejszymi wymaganiami obliczeniowymi i krótszymi długościami kluczy. W połączeniu z dodatkowymi systemami, takimi jak RSA, ECDSA zapewniał wysoki poziom bezpieczeństwa. Klucz ECDSA o długości 256 bitów zapewniał taki sam poziom bezpieczeństwa jak klucz RSA o długości 2048 bitów, przy znacznie mniejszym rozmiarze.

Programiści pracujący nad doskonaleniem krzywej eliptycznej secp256k1 jeszcze bardziej poprawili ECDSA. Niemniej jednak algorytm ten miał pewne wady i niedoskonałości, które wymagały naprawy. W tym kontekście pojawiło się nowe rozwiązanie znane jako podpisy Schnorra. Ważne jest podkreślenie, że poprzednikiem ECDSA był DSA, hybryda systemów ElGamal i Schnorra.

Podpisy Schnorra 

W 2008 roku wygasł patent Clausa Schnorra, co zbiegło się w czasie z pojawieniem się Bitcoina przez Satoshi. Choć podpisy Schnorra wówczas nie były powszechnie znane, dlatego prawdopodobnie Satoshi zdecydował się na użycie ECDSA. Podpisy cyfrowe oferują szereg korzyści:

Bezpieczeństwo: Opierają się na dyskretnym logarytmie, co zapewnia wysoki poziom bezpieczeństwa. Dodatkowo, posiadają mniej założeń, co jest wiarygodnym dowodem, wspieranym przez losową wyrocznię.

Łatwość: Technologia aplikująca podpisy jest przejrzysta i intuicyjna, co znacznie ułatwia pracę kryptografom.

Liniowość: Podpisy są realizowane za pomocą matematyki liniowej, co umożliwia ich dodawanie, odejmowanie i tworzenie poprawnych podpisów. Ich liniowość pozwala również na agregację, czyli łączenie wielu kluczy publicznych w jeden, co usprawnia zarządzanie i zwiększa wydajność w różnych zastosowaniach.

Multisygnatury oparty o podpisy Schnorra 

Przed wprowadzeniem podpisów Schnorra ogłoszono publiczne testy nowego schematu multisygnatury, który wykorzystywał technologię omawianych podpisów. Celem testów było zebranie opinii i informacji zwrotnej, aby w przyszłości wprowadzić kod bezbłędnie funkcjonujący. Schematy multisygnaturowe zakładają, że użytkownicy systemu mają pełną kontrolę nad generowaniem swoich kluczy, kiedy i w jaki sposób. Niemniej jednak, w rzeczywistości, jak obserwujemy w sieci Bitcoin, wielu użytkowników nie ma dostępu do swoich prywatnych kluczy, co prowadzi do utraty kontroli nad procesem generowania kluczy. Z tego powodu zaproponowano zmiany — Multisignature oparty o podpisy Schnorra.

Podpisy Schnorra — wdrożenie 

Do wdrożenia podpisów Schnorra wykorzystano standardyzację BIP-340, co umożliwiło ich integrację z protokołem Bitcoin. Aktualizacja ta nie wprowadza radykalnych zmian w samej strukturze sieci Bitcoin. Użycie tego schematu jest uznawane za najbardziej optymalne rozwiązanie dostępne obecnie, a jego właściwości matematyczne gwarantują bardzo wysoką dokładność obliczeń. Transakcje korzystające z podpisów Schnorra są potwierdzane bardzo szybko.

Wprowadzenie podpisów Schnorra do systemu Bitcoin odbyło się w sposób tak subtelny, że tylko bardzo uważni użytkownicy sieci zauważą drobne zmiany w adresach SegWit. Ważne jest, że podpisy Schnorra nie zastępują algorytmu ECDSA w środowisku Bitcoin; oba schematy funkcjonują równolegle.

Podpisy Schnorra częścią Taproot Bitcoina 

Bliskie powiązanie Podpisów Schnorra z technologią Taproot w świecie Bitcoina jest interesującym aspektem. Taproot, znany również jako BIP-341, stanowi drugą część tej innowacyjnej oferty, która współgra zarówno z Schnorr, jak i z Tapscript.

Podczas gdy Schnorr proponuje nowy typ podpisu, Taproot rozszerza tę funkcjonalność poprzez wprowadzenie nowej wersji wynikającej z transakcji oraz nowych metod określania warunków wydatkowania. Aktualizacja Taproot obejmuje szczególnie dwa kluczowe elementy, które przynoszą większą prywatność i efektywność:

  • Sygnatury Schnorra: Nowy algorytm podpisu, ściśle związany z rodziną krzywych eliptycznych, który jest bardziej efektywny od tradycyjnego ECDSA.
  • Implementacja MAST (Merkelized Abstract Syntax Tree) w ramach Taproot: Ta część aktualizacji pozwala na większą prywatność i efektywność poprzez ujawnianie jedynie faktycznie używanej części skryptu. Dzięki temu oszczędza się miejsce w bloku, a jednocześnie zachowywane są w tajemnicy inne warunki skryptu.

Warto zauważyć, że mimo podobnych nazw, globalna aktualizacja różni się od konkretnych jej elementów. Rozróżnienie między nimi jest kluczowe do pełnego zrozumienia, jak nowe funkcje wpływają na sieć Bitcoin. Podpisy Schnorra oprócz swojej efektywności, wyróżnia również fascynująca liniowość, co sprawia, że są trudne do odróżnienia od bardziej tradycyjnych adresów i transakcji jednopodpisowych.

Multisygnatury Schnorra – jak działają?

Podpisy cyfrowe odgrywają kluczową rolę, potwierdzając autoryzację transakcji przez posiadacza określonego klucza prywatnego. W praktyce większość użytkowników Bitcoina dokonuje transakcji, używając tylko jednego podpisu powiązanego z adresem posiadacza klucza.

Multisygnatury natomiast zapewniają ten sam kryptograficzny dowód autoryzacji, ale dla wielu właścicieli portfela. W tym przypadku każdy z właścicieli może wygenerować własny indywidualny podpis. Sygnatury Schnorra reprezentują szczególny rodzaj multisygnatury. Są kompaktowe, zajmując zaledwie 64 bajty, i wyróżniają się prostotą procesu weryfikacji.

Podsumowanie 

Aby Bitcoin mógł zdobyć masową akceptację, kluczowe jest zapewnienie maksymalnego poziomu bezpieczeństwa. Rosnące zainteresowanie walutami cyfrowymi i giełdami kryptowalutowymi sprawia, że Bitcoin rozwija się, ale jednocześnie staje się bardziej podatny na potencjalne zagrożenia. Wprowadzenie sygnatur Schnorra do Bitcoin Core rozwiązuje dwa główne problemy: prywatność oraz długoterminową stabilność sieci bez nagród blokowych.

Wymieniaj złotówki na kryprowaluty i odwrotnie bez ograniczeń!

Skontaktuj się z nami!

#Zapraszamy na konsultacje

– bądź bliżej swoich celów z Green Finanse