تواقيع شنور: جعل بيتكوين أكثر كفاءة توقيع واحد في كل مرة

منذ إصدار Segregated Witness العام الماضي ، كان هناك عدد من التحسينات المهمة على قائمة رغبات Bitcoin للمساعدة في التوسع.

وكان من أهم هذه الإجراءات تنفيذ توقيعات شنور. تم وصف خوارزمية التوقيع المشفرة الفريدة هذه بأنها واحدة من أكثر الطرق فعالية لتحسين قابلية تطوير Bitcoin. تم شرح هذا مؤخرًا في بحث ورق.

الأمل هو أن تحل هذه التوقيعات محل تقنية التوقيع الحالية عن طريق مزج مجموعة كاملة من التوقيعات معًا وبالتالي تقليل كمية البيانات التي يجب تضمينها في المعاملات. تشير بعض التقديرات إلى زيادة 25-30٪ في قدرة المعاملات

قبل أن نلقي نظرة على الكيفية التي سيؤدي بها التجميع باستخدام تواقيع شنور إلى تحسين السعة ، نحتاج إلى استعراض بعض أساسيات التوقيع.

المفاتيح العامة والخاصة

معاملات البيتكوين مدفوعة بشكل أساسي بتشفير المفتاح العام. ترتبط هذه بشكل لا ينفصم بمفتاح خاص مقابل ولكل مفتاح خاص ، لا يمكن أن يكون هناك سوى مفتاح عام واحد. هذا المفتاح العمومي مشتق من المفتاح الخاص.

في حين أنه من السهل جدًا إنتاج مفتاح عام من مفتاح خاص ، إلا أنه من شبه المستحيل رياضيًا القيام بذلك بالعكس. ومن ثم ، يُعرف إنتاج مفتاح عمومي من مفتاح خاص باسم a طريقة واحدة تعمل. هذا الأمان هو ما تقوم عليه شبكة البيتكوين.

لكي يتمكن شخص ما من إنفاق Bitcoin ، يجب عليه إثبات أنه بالفعل مالك عنوان معين. يتم ذلك من خلال استخدام مفتاحهم الخاص الذي يتوافق مع المفتاح العام لذلك العنوان. ومع ذلك ، من أجل استخدام هذا المفتاح الخاص دون الكشف عنه ، يلزم وجود توقيع مشفر.

هذا ما يسمح بمعالجة معاملات البيتكوين. يمكن للمالك بسهولة التوقيع على معاملة وإرسال الأموال إلى شخص آخر دون الحاجة إلى الكشف عن المفتاح الخاص المهم للغاية. يتم استخدام هذا التوقيع أيضًا مرة واحدة فقط وهو صالح لتلك المعاملة المعينة.

يعد إرسال Bitcoin من عنوان إلى آخر بتوقيع واحد أمرًا واضحًا بدرجة كافية. ومع ذلك ، تظهر المشكلة عندما يتم إرسال عدد من المعاملات ذات التوقيعات المتعددة إلى عنوان وجهة واحد.

نظرًا لأنه يُنظر إلى كل من هذه المعاملات على أنها معاملات “منفصلة” ، فسيكون لكل منها توقيعه الخاص. هذا هو المكان الذي ظهرت فيه مخاوف السعة حيث يجب تضمين كل هذه التوقيعات كمدخلات منفصلة في المعاملات الفردية.

بصرف النظر عن إبطاء الشبكة ، ستؤدي هذه المعاملات إلى زيادة تكلفة المعاملة القياسية. هذا بسبب وجود قدر معين فقط من قوة تجزئة التعدين حولها يمكنها التحقق من صحتها ، ومع زيادة الطلب على قوة التجزئة ، يزداد السعر. يوجد أدناه رسم بياني لمتوسط ​​تكاليف المعاملات.

تكلفة كل معاملة بيتكوين

التكلفة لكل معاملة. مصدر: blockchain.info

هذا هو السبب في أن الكثيرين في المجتمع ينظرون إلى التجميع باعتباره الطريقة الأكثر فعالية لتقليل الازدحام. تضمين مدخلات توقيع متعددة حيث سيكون لمدخل واحد فقط تأثير ملحوظ.


ومع ذلك ، كيف يمكنك تجميع مجموعة من التواقيع المختلفة بأمان?

أدخل توقيعات شنور

توقيعات شنور هي سلسلة من القواعد الرياضية القادرة على ربط المفتاح العام والمفتاح الخاص والتوقيع معًا. يُنظر إلى توقيعات شنور على أنها الأكثر تقدمًا في مجال التشفير لعدد من الأسباب. ومع ذلك ، فإن الأهم من ذلك هو دعمهم للتوقيعات المتعددة.

يمكن أن تدمج خوارزميات شنور كل هذه التوقيعات في توقيع واحد فقط وبالتالي إدخال واحد في المعاملة. يُنظر إلى تجميع التواقيع المتعددة على أنها إحدى أهم الطرق لتوفير المساحة وبالتالي تقليل الازدحام.

كان هذا معروفًا دائمًا من قبل مطوري Bitcoin ولكن توقيعات شنور أصبحت حقيقة بعد تنشيط SegWit. قام Jameson Lopp ، أحد المساهمين الأساسيين في Bitcoin ، بتغريد التقدير أدناه حيث يمكنهم تقليل حجم الكتل بمرور الوقت.

بصرف النظر عن تقليل تكلفة ووقت المعاملات الفردية ، هناك عدد من المزايا الأخرى التي تأتي من الجمع بين التوقيعات المتعددة في توقيع واحد.

الحد من هجمات البريد العشوائي

غالبًا ما تتعرض شبكة Bitcoin لهجمات بريد عشوائي. تحدث هذه بشكل أساسي عندما يتم حشو مجموعة كاملة من المعاملات منخفضة القيمة في كتل بيتكوين التي تبطئ الشبكة. كانت هذه حادة بشكل خاص في العام الماضي خلال كارثة SegWit2X.

غالبًا ما يتم إطلاق هجمات البريد العشوائي هذه من قبل الأفراد الذين يرغبون في توجيه سرد معين أو الربح من رسوم المعاملات المرتفعة. ألقى الكثير باللوم في هجمات البريد العشوائي هذه على مجمعات التعدين الكبيرة الموجودة في الصين.

بصرف النظر عن زيادة رسوم المعاملات ، فإن هجمات البريد العشوائي هذه تقلل أيضًا من أوقات المعاملات وتؤدي إلى وجود قدر كبير من المعاملات غير المؤكدة عالقة في أداة Bitcoin memepool. يمكنك أن ترى بالضبط مدى حدة هذا في حجم Bitcoin memepool حيث ارتفع في نوفمبر / ديسمبر من العام الماضي.

حجم Memepool من Bitcoin

حجم برنامج Bitcoin Memepool. مصدر: blockchain.info

الهدف من هجمات البريد العشوائي هذه هو بلا شك إبعاد المستخدمين عن شبكة Bitcoin إلى سلاسل blockchain أخرى أقل تكلفة. تكهن الكثيرون بأن عمال المناجم كانوا يحاولون دفع هؤلاء المستخدمين إلى Bitcoin cash في أعقاب فشل SegWit2X مباشرة.

من أجل تشغيل هجوم بريد عشوائي ناجح ، عادةً ما تتضمن هذه الجهات الفاعلة عددًا من هذه المعاملات منخفضة القيمة من العديد من العناوين المختلفة. وبالتالي ، من السهل نسبيًا تحديد هجمات البريد العشوائي هذه على حقيقتها.

كيف تقلل توقيعات شنور من البريد العشوائي?

نظرًا لأنه سيتم الآن دمج العديد من التواقيع في واحدة ، سيكون هناك مساحة أكبر بكثير في الكتل. هذا يعني أنه من أجل جعل الكتل مليئة بالمعاملات غير المرغوب فيها ، يجب أن ينفق الفاعلون السيئون قدرًا أكبر من المال.

ومن ثم ، نظرًا لدمج معاملات التوقيع المتبادل في توقيع واحد ، فإن تكلفة مهاجمة الشبكة تزداد بشكل كبير وتصبح غير مجدية اقتصاديًا. الأمل هو أن هذا سيكون له تأثير تثبيط هذه الأعمال.

حماية الخصوصية

حماية خصوصية CoinJoin

الصورة عبر فوتوليا

اقترح أحد مطوري Bitcoin الأساسيين ، Gregory Maxwell ، خدعة لتحسين الخصوصية تسمح للمستخدمين بدمج معاملاتهم في معاملة واحدة. تم استدعاء الحيلة CoinJoin وسمح بالتشويش على المعاملات.

كمثال مبسط ، فإن دمج المعاملات مع CoinJoin يشبه وضع كل أموالك في مجمع لشراء سلع معينة. سيتم بعد ذلك استخدام الأموال المجمعة لشراء جميع السلع بما في ذلك منتجك.

على الرغم من أنك ستحصل على السلعة التي تريدها ، نظرًا لحقيقة أن الأموال قد تم دمجها ، فلا يمكن لأحد تتبع مدخلاتك إلى الناتج المحدد. والنتيجة هي مستوى إضافي من الخصوصية للمستخدم.

على الرغم من مدى فائدة ذلك ، لم يكن هناك طلب كبير عليه في البداية. كان هذا بسبب التعقيد الذي ينطوي عليه دمج المعاملات. علاوة على ذلك ، كلما قل عدد الأشخاص الذين استخدموا الطريقة ، أثار أولئك الذين فعلوا ذلك على الفور قدرًا معينًا من الشك.

ومع ذلك ، مع تنفيذ توقيعات شنور ، لن يتم فقط دمج المعاملات ولكن سيتم دمج التوقيعات أيضًا. سيؤدي هذا إلى تقليل حجم المعاملات بشكل ملحوظ إلى النقطة التي تكون فيها أصغر من جميع المعاملات مجتمعة.

الأمل هو أن تكون معاملات CoinJoin التي تم تمكينها من Schnorr أرخص بكثير في المعالجة ، وبالتالي توفر حافزًا إضافيًا لاستخدامها. ستكون النتيجة أكثر تطبيق CoinJoin لتجميع المعاملات.

يُنظر إلى هذا على أنه فوز مزدوج لتوقيعات شنور و CoinJoin. سيحصل المستخدمون على رسوم أقل بالإضافة إلى تحسين الخصوصية.

قضايا التنفيذ المحتملة

تم تطوير شنور منذ عام 2012 ومن ثم يأتي وقت طويل. هذا يرجع أساسًا إلى المضاعفات التي ينطوي عليها شنور نفسه. حاليًا ، لا يوجد عدد كافٍ من المطورين الذين يتمتعون بالمهارات الكافية في مجال التشفير الأساسي.

علاوة على ذلك ، نظرًا لوجود مبلغ كبير من المال على المحك على شبكة Bitcoin ، يجب إكمال قدر كبير من الاختبارات قبل أن يمكن استخدامها على أي نطاق واسع.

كان هناك أيضًا عدد من المخاوف الأخرى التي ظهرت وأبطأت تقدم توقيعات شنور. على سبيل المثال ، في العام الماضي ، أعطى المؤسس المشارك لشركة blockstream ، Pieter Wuille ، قيمة خطاب في جامعة ستانفورد حيث ذكر “التحديات غير القياسية”.

كان أحد هذه الهجمات “هجوم الحمر” في تنفيذ شنور بالتحديد. تم لفت انتباه بيتر وويل إلى هذا الأمر بواسطة مصففة التشفير ANSSI Seurin. ذكر ذلك

لقد لاحظت أن مخطط تجميع التوقيع المحدد الذي كانوا يفكرون فيه لم يكن به تحليل أمني مناسب في ذلك الوقت

كان هناك أيضًا موجه هجوم خفي آخر اكتشفه مهندس Blockstream يُدعى Russel O’Conner والذي من شأنه أن يسمح للممثلين بسرقة Bitcoin باستخدام سمة التوقيع الخاصة. كان يسمى هذا على نحو ملائم “هجوم راسل”.

على الرغم من معالجة معظم ناقلات الهجوم هذه ، لا يزال العمل جارياً على التكنولوجيا حيث لا يزال هناك الكثير مما يتعين القيام به.

استمرار تحسينات Bitcoin

نظرًا للسنة المضطربة الأخيرة التي مرت بها Bitcoin ، لا شك أن أي تقنية تساعد على توسيع نطاق Bitcoin سيتم استغلالها من قبل المجتمع. وخير مثال على ذلك هو شبكة البرق ، وهي حل قياس خارج السلسلة.

ومع ذلك ، في توسيع نطاق السلسلة يتحسن أيضًا بشكل ملحوظ مع تزايد اعتماد عناوين SegWit. قررت شركات مثل Coinbase أنه لا يمكن تجاهل فوائد هذه المعاملات وتضمنت دعمًا لها.

الآن ، مع الإصدار الوشيك لتوقيعات شنور ، سيتم تقليل حجم معاملات SegWit متعددة التوقيع بشكل كبير. هذا يعني وجود نظام بيئي بيتكوين أكثر كفاءة وفعالية من حيث التكلفة للجميع.

صورة مميزة عبر Fotolia

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me