💬 Что такое подписи Шнорра?

Что такое подписи Шнорра?

Подписи Шнорра представляют собой передовую схему цифровой подписи, которая обеспечивает значительные улучшения в эффективности, конфиденциальности и безопасности по сравнению с традиционными алгоритмами подписи. Разработанные известным криптографом Клаусом Шнорром в 1989 году с методами, опубликованными в 1991 году, эти подписи недавно приобрели известность благодаря своему потенциалу для улучшения сетей блокчейнов и других криптографических систем.

В своей основе подписи Шнорра используют эллиптическую криптографию для создания компактных, эффективных подписей, которые можно легко проверить. Ключевое новшество подписей Шнорра заключается в их способности объединять несколько подписей в одну, что обеспечивает существенную экономию места и преимущества конфиденциальности. Эта функция делает их особенно подходящими для использования в сетях блокчейнов, где эффективность и конфиденциальность имеют первостепенное значение.

Подписи Шнорра строятся с использованием метода, называемого преобразованием Фиата-Шамира, который превращает интерактивный процесс (протокол идентификации Шнорра) в неинтерактивную цифровую подпись. Это означает, что подпись может быть создана и проверена без двусторонней коммуникации.

Безопасность подписей Шнорра основана на теоретической модели, называемой моделью общей группы. Эта модель предполагает, что некоторые математические операции трудно отменить, что затрудняет подделку подписей.

Однако безопасность также зависит от использования хорошей хэш-функции — инструмента, который превращает данные в строку символов фиксированного размера. Когда эти условия выполняются, подписи Шнорра обеспечивают надежную безопасность, поэтому они становятся популярными в важных криптографических системах.

Подписи Шнорра обладают рядом важных преимуществ, которые отличают их от традиционных схем цифровой подписи:

Агрегация подписей. Одной из самых мощных особенностей подписей Шнорра является их способность объединять несколько подписей в одну компактную подпись. Эта возможность агрегации значительно уменьшает размеры транзакций и связанные с ними комиссии, что делает ее особенно полезной для сложных транзакций с несколькими подписями или сценариев с участием нескольких сторон.

Повышенная конфиденциальность: функция агрегирования подписей Шнорра также обеспечивает существенные преимущества конфиденциальности. Затрудняя различие между транзакциями с одной и несколькими подписями, подписи Шнорра улучшают общую конфиденциальность транзакций в блокчейне. Это затрудняет внешним наблюдателям анализ моделей транзакций или идентификацию конкретных участников.

Неподатливость: подписи Шнорра изначально устойчивы к типу атак, называемому податливостью подписи. В схемах податливых подписей допустимые подписи могут быть изменены без их аннулирования, что потенциально приводит к уязвимостям транзакций. Неподатливость подписей Шнорра повышает безопасность и упрощает реализацию определенных протоколов блокчейна.

Пакетная проверка: еще одним преимуществом эффективности подписей Шнорра является их возможность проверки пакетами. Несколько подписей Шнорра могут быть проверены вместе более эффективно, чем проверка каждой по отдельности, что снижает вычислительную нагрузку на узлы сети. Эта функция особенно полезна для сетей блокчейнов, которым необходимо обрабатывать большие объемы транзакций.

Агрегация ключей: В дополнение к агрегации подписей, подписи Шнорра также поддерживают агрегацию ключей. Это позволяет объединять несколько открытых ключей в один открытый ключ, что еще больше повышает конфиденциальность и эффективность многосторонних транзакций.

Простота и доказуемая безопасность: по сравнению с некоторыми другими схемами подписей, подписи Шнорра относительно просты в своей конструкции. Эта простота в сочетании с их доказуемыми свойствами безопасности делает их привлекательным вариантом для криптографических систем, где надежность и простота реализации имеют решающее значение.

Внедрение подписей Шнорра в блокчейн-сетях стало значительным событием последних лет. В ноябре 2021 года подписи Шнорра были введены в Bitcoin в рамках обновления Taproot, что стало одним из самых существенных технических улучшений сети. Обеспечивая более эффективные и конфиденциальные транзакции, подписи Шнорра помогают улучшить масштабируемость и взаимозаменяемость Bitcoin, решая две давние проблемы сети.

Другие сети блокчейнов также принимают или изучают подписи Шнорра, осознавая их потенциал для улучшения своих систем. Одним из таких примеров является Internet Computer Protocol (ICP), который недавно интегрировал пороговые подписи Шнорра как часть своего этапа Deuterium. Эта интеграция позволяет смарт-контрактам ICP напрямую подписывать транзакции Bitcoin, что позволяет разработчикам создавать новые приложения, взаимодействующие с растущей экосистемой Ordinals и протоколов токенов Bitcoin.

Принятие подписей Шнорра выходит за рамки простого повышения эффективности. Они открывают новые возможности для кросс-чейн взаимодействия и разработки более сложных децентрализованных приложений. Например, интеграция ICP позволяет таким проектам, как Omnity Network, обрабатывать активы Bitcoin Taproot и подключаться к другим блокчейнам, расширяя функциональную совместимость различных экосистем блокчейнов.

Поскольку подписи Шнорра продолжают внедряться в различных сетях блокчейнов, их влияние, вероятно, будет расти. Они обладают потенциалом значительного повышения эффективности транзакций, улучшения конфиденциальности для пользователей и обеспечения новых форм взаимодействия между цепочками. Такие улучшения могут привести к более масштабируемым и взаимосвязанным экосистемам блокчейнов, что потенциально может способствовать более широкому внедрению технологий блокчейнов в различных отраслях.