تجمیع امضا چیست؟

تجمیع امضا، یک تکنیک رمزنگاری است که برای اتصال دو یا چند امضای دیجیتال استفاده می شود. فرآیندی که به دنبال یکپارچگی همان هاست تا نشان دهنده یک امضای دیجیتالی منحصربفرد و معتبر برای یک سند یا اطلاعات دیجیتال باشد که به راحتی قابل تایید باشد.

یکی از مورد انتظارترین توابع رمزنگاری در دنیای بیت کوین ، تجمیع امضا است. این تابعی است که به دنبال گسترش و بهبود قابلیت های امضای دیجیتال این ارز دیجیتال است. اما تجمیع امضا دقیقا چیست؟ خوب، بیایید نگاهی عمیق به این فناوری بیندازیم.

تجمیع امضا ، روشی جدید برای ایجاد امضای دیجیتال

وقتی در مورد تجمیع امضا (SA یا Signature Aggregation) صحبت می کنیم، به یک تکنیک یا پروتکل رمزنگاری جدید اشاره می کنیم که به دنبال گسترش قابلیت های امضای دیجیتال است. به طور خاص، تجمیع امضا به دنبال این است که این امضاها را به روشی منحصر به فرد گروه بندی و فشرده سازی کند، اما در صورت لزوم می توان آن را همیشه تأیید کرد . به این ترتیب، امضاهایی که یک SA را تشکیل می‌دهند می‌توانند در یک امضای دیجیتال منفرد نمایش داده شوند، اما SA می‌تواند به ما کمک کند تا به درستی داده‌های اختصاص داده شده به هر یک از امضاهای دیجیتال در همان SA را تأیید کنیم.

پیچیده به نظر می رسد، درست است؟ مطمئناً اینطور است، اما پشت این پیچیدگی یک دلیل بسیار ساده نهفته است که ما به سرعت با این مثال توضیح خواهیم داد:

یک لحظه تصور کنید که یک سند دیجیتال دارید که باید سه امضای دیجیتال دریافت کند. اگر سند امضای دیجیتالی این افراد را دریافت کند، هرکسی که بتواند ابرداده آن را بخواند، می‌تواند ببیند که امضای آن‌ها چه کسانی هستند، و نه تنها این، اندازه خود سند از نظر فضای ذخیره‌سازی که صحبت می‌کنیم افزایش یافته است.

اما اگر یک تجمیع امضا را اعمال کنیم چه اتفاقی می افتد؟ خوب، در آن صورت، سه نفری که سند را امضا می‌کنند، این کار را به روش معمولی انجام می‌دهند، اما با پیوستن امضاها، الگوریتم به آنها ملحق می‌شود تا یک امضای دیجیتال ایجاد کند، که سپس به سند دیجیتال متصل می‌شود. با این کار اولا ما سند را امضا می کنیم و می توان آن را تایید کرد، ثانیاً هیچکس نمی تواند دقیقاً بداند که امضا کنندگان سند چه کسانی هستند اما هنوز معتبر است و ثالثاً اکنون سند فقط دیجیتال است. امضا، فضای ذخیره سازی بسیار کمتری را اشغال می کند.

فناوری برای بهبود امنیت معاملات ما

این دقیقاً همان کاری است که یک تجمیع امضا انجام می‌دهد، و برای استفاده در فناوری بلاک چین ، به ویژه در تراکنش‌های چند امضایی یا سایر عملیات‌های چند امضایی عالی است، زیرا به ما امکان می‌دهد فضای ذخیره‌سازی را در بلوک‌ها ذخیره کنیم، در نتیجه مقیاس‌پذیری را بهبود بخشیم و در عین حال زمان، بهبود حریم خصوصی شبکه با محافظت از امضای دیجیتالی ما در یک محیط قابل بازرسی عمومی مانند زنجیره بلوکی.

با این کار می‌توانیم به وضوح ببینیم که چرا این همه علاقه به پیاده‌سازی چنین فناوری در بیت‌کوین و سایر ارزهای دیجیتال وجود دارد، چیزی که نزدیک‌تر از چیزی است که به نظر می‌رسد.

تجمیع امضاها و امضاهای Schnorr

در مقاله دیگری از آکادمی Bit2Me درباره شرکت های Schnorr و علاقه زیاد به پیاده سازی آنها در بیت کوین صحبت کرده ایم. خوب، بخشی از این علاقه مستقیماً با تجمیع امضا (SA) مرتبط است. دلیل؟ شرکت‌های Schnorr از ابتدا برای پشتیبانی از این نوع ویژگی‌ها طراحی شدند. این آنها را برای این نوع تکنیک های رمزنگاری ایده آل می کند.

در واقع، شرکت‌های Schnorr اجازه می‌دهند تا تجمیع امضای بیت‌کوین را بسیار فراتر ببرند، و به تراکنش‌های فردی با ورودی‌های متعدد و بنابراین، با امضاهای مختلف برای هر ورودی اجازه می‌دهند تا با یک امضای دیجیتال از این نوع نمایش داده شوند.. این ویژگی به عنوان تجمیع ورودی های متقاطع شناخته می شود و می تواند به صرفه جویی تا ۳۰ درصد از فضا در بلاک های بیت کوین کمک کند. وضعیتی که باعث افزایش فضا برای معرفی تراکنش های بیشتر در هر بلوک می شود و مقیاس پذیری شبکه را بهبود می بخشد. ناگفته نماند حریم خصوصی به دست آمده توسط این سیستم، زیرا ردیابی امضاهای منفرد از این امضای واحد غیرممکن است، و ردیابی امضاها با ورودی های مربوطه آنها در هر تراکنش غیرممکن می شود. اگرچه ممکن است این طرح تجمیع ورودی متقاطع را هرگز در بیت کوین نبینیم، زیرا گرگوری ماکسول در یک موضوع گسترده در بیت کوین تاک توضیح می دهد .

با این حال، در بیت‌کوین، اکثر توسعه‌دهندگان موافق هستند که تجمیع امضا حیاتی است، و این با فناوری‌هایی مانند Schnorr و tap root همراه است ، جایی که او می‌تواند به طور کامل از قابلیت‌های خود بهره‌برداری کند. و این است که ما به یاد داریم که هدف Taproot فعال کردن اسکریپت های بهتر و پیچیده تر در بیت کوین است. اسکریپت هایی که البته با امضای دیجیتال همراه هستند و می توانند بدون مشکل عمده با یک تجمیع امضا جایگزین شوند.

مزایا و معایب تجمیع امضا

مزایای

حال، بیایید کمی بررسی کنیم که چه مزایا و معایبی با این سیستم جدید امضای دیجیتال به وجود می آید. در مورد مزایای آن می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. اندازه بخش امضای دیجیتال را برای تراکنش های چند امضایی بسیار کاهش می دهد. این اجازه می دهد تا فضای درون بلوک ها ذخیره شود تا سایر تراکنش ها در آن قرار گیرند و در نتیجه مقیاس پذیری شبکه بهبود یابد.
2. تأیید امضا سریعتر و کارآمدتر است. این به این دلیل است که باید به جای چندین امضا به طور همزمان فقط یک امضا تأیید شود. این امر نیاز به نیرو برای این کار را کاهش می دهد.
3. سوم، ناشناس بودن تا حدودی بهینه شده است. این به این دلیل است که امضای کل ترکیبی از امضاهای فردی است که متعلق به کاربران است. با این حال، نمی توان دانست که منشأ امضای مجموع کدام یک از آن امضاها بوده است.
4. تجمیع امضا یک ستون اساسی برای فناوری هایی مانند MAST ، tap root ، Grafroot است. علاوه بر این که درها را به روی پیشرفت های جدید برای پروتکل های لایه دوم، مبادله اتمی و سایر پیاده سازی های زنجیره ای باز می کند.

معایب

اما به دلیل معایب می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. اجرای آن کاملاً پیچیده است. در واقع، تیم توسعه بیت کوین حدود دو سال است که روی این پیاده سازی کار می کند و هنوز در حال توسعه است.
2. اجرای دقیق برای جلوگیری از بردارهای حمله خاصی که امکان مصرف غیرمجاز وجوه را فراهم می کند، مورد نیاز است. این امر در صورتی امکان‌پذیر است که از یک طرح جمع‌آوری امضای جعلی در نوعی حمله به نام حمله سرکش استفاده شود. کاری که این حمله انجام می دهد، به نوعی «جعل» یک امضای دیجیتال است. این باعث می شود طرف مقابل اطلاعاتی را که می تواند علیه آنها مورد استفاده قرار گیرد فاش کند. با استفاده از این اطلاعات، مهاجم می‌تواند یک امضای دیجیتال معتبر را برای یک طرح امضای انبوه محاسبه کند. به این ترتیب، می توانید به طور موثر از آدرسی که تحت کنترل شما نیست، پول بدزدید. این یکی از دلایل اجرای دقیق امضای کل در بیت کوین است.
3. امکان استفاده از تجمیع امضا برای پوشش تمامی تراکنش های داخل یک بلوک وجود دارد. با این حال، این امنیت بیت کوین و هر ارز دیجیتالی را که چنین ویژگی را اجرا می کند در معرض خطر جدی قرار می دهد. این به این دلیل است که اگر یک مهاجم موفق به انجام یک حمله سرکش شود یا نقص دیگری در پیاده سازی آن کشف کند، به راحتی می تواند وجوه آن بلوک یا مجموعه ای از بلوک ها را بدزدد.