Что собой представляют подписи Шнорра и их применение в биткоине

Подписи Шнорра работают на основе алгоритма, схожего с тем, который используется в современных системах электронной цифровой подписи на эллиптических кривых. Однако этот метод обладает рядом дополнительных преимуществ, которые делают его интересным в области криптографии. Несмотря на свои преимущества, подписи Шнорра были разработаны до появления ECDSA, что вызывает вопросы о причинах их отсутствия в первых версиях биткойна.

Одним из возможных объяснений этого выбора может быть то, что Клаус П. Шнорр, создатель данной схемы, зарегистрировал её патент. Срок действия патента истёк в начале 2008 года, незадолго до выхода whitepaper биткойна. Тем не менее, на момент появления биткойна схема ещё не была полностью стандартизирована и общепринята в криптографическом сообществе.

В результате Сатоши Накамото предпочёл использовать более известный и общедоступный алгоритм ECDSA. Этот выбор мог быть обусловлен желанием обеспечить совместимость с существующими стандартами и избежать потенциальных проблем с неопределённостью в применении новых или недостаточно проверенных технологий.

Какие цифровые подписи используются в биткоине?

Изначально первая криптовалюта опиралась исключительно на алгоритм ECDSA, который был доступен и широко использовался в 2008 году. Сатоши Накамото выбрал именно его, поскольку к моменту выхода white paper биткоина подписи Шнорра еще не имели официального стандарта. В 2014 году на форуме Bitcointalk начались разговоры о необходимости интеграции подписей Шнорра в биткоин-протокол.

Процесс стандартизации этих подписей был завершен в 2020 году, когда Питер Велле, Йонас Ник и Тим Раффинг представили BIP-340. Реализация подписей Шнорра была произведена 14 ноября 2021 года в рамках обновления Taproot на высоте блока #709 632. Это обновление открыло новые горизонты для возможностей биткоина, добавив к традиционному ECDSA мощный инструмент для повышения масштабируемости и безопасности сети.

Какие преимущества имеют подписи Шнорра по сравнению с ECDSA?

Вот основные преимущества подписей Шнорра по сравнению с ECDSA:

ПреимуществоПодписи ШнорраECDSA
ЭффективностьМеньший размер подписи и более быстрая проверкаБолее крупные подписи и медленнее проверка
МасштабируемостьПоддержка агрегирования подписей для многократных транзакцийТребует отдельной подписи для каждой транзакции
СекретностьПодписи Шнорра обеспечивают лучшую конфиденциальностьМенее защищены от некоторых видов атак
ГибкостьПозволяет комбинировать несколько подписей в однуКаждая подпись требует отдельного процесса проверки

Как связан биткоин с цифровой подписью

В сети биткоин подписи Шнорра были внедрены с обновлением Taproot, активированным 14 ноября 2021 года. Эти подписи используются наряду с традиционными ECDSA, обеспечивая ряд улучшений:

  1. Уменьшение размера подписи: Подписи Шнорра значительно меньше по размеру по сравнению с ECDSA. Это сокращает объем данных, которые необходимо хранить и передавать в сети, что делает транзакции более компактными и эффективными.
  2. Агрегирование подписей: Подписи Шнорра поддерживают возможность агрегирования, что позволяет объединить несколько подписей в одну. Это особенно полезно для многоподписных транзакций, где несколько участников должны подтвердить операцию. Агрегирование подписей снижает нагрузку на сеть и упрощает проверку транзакций.
  3. Улучшенная конфиденциальность и безопасность: Подписи Шнорра обеспечивают дополнительный уровень конфиденциальности и безопасности, так как они защищают данные от некоторых типов атак, которые могут быть направлены против традиционных схем подписей. Это делает сеть биткоин более устойчивой к потенциальным угрозам и уязвимостям.

Таким образом, внедрение подписей Шнорра в биткоин способствует улучшению масштабируемости, безопасности и эффективности сети, открывая новые возможности для развития и оптимизации криптовалютных транзакций.

Share