บทความเพื่อทำความเข้าใจลายเซ็นของ Schnorr และการประยุกต์ใช้ใน BTC

ลายเซ็น Schnorr คืออะไร และทำให้ลายเซ็นดิจิทัลบน BTC เร็วขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้นได้อย่างไร

เขียนโดย: Chainlink

ในการเข้ารหัส ลายเซ็น Schnorr เป็นลายเซ็นดิจิทัลที่สร้างขึ้นโดยอัลกอริทึมลายเซ็นของ Schnorr

ซึ่งแตกต่างจากบล็อกเชนส่วนใหญ่ BTC ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงมากนักตั้งแต่ช่วงแรก ๆ โดยการอัปเกรดส่วนใหญ่ถูกจำกัดและมุ่งเป้าไปที่การเพิ่มประสิทธิภาพของเครือข่ายมากกว่าฟังก์ชันการทำงาน การอัปเดตโปรโตคอล BTC นั้นหายากมากและมักจะใช้สำหรับการปรับปรุงทางเทคนิคเพื่อให้มั่นใจถึงเสถียรภาพและความปลอดภัยของเครือข่าย

การอัปเกรดที่สำคัญสำหรับ BTC คือ Taproot ซึ่งนำเสนอการปรับปรุงหลายอย่าง เช่น ลายเซ็น Schnorr ลายเซ็นของ Schnorr นำเสนอข้อดีหลายประการเหนือกลไกการสร้างและการตรวจสอบคีย์ (ECDSA) รุ่นก่อนหน้า

ในบทความนี้ เราจะอธิบายว่าลายเซ็น Schnorr คืออะไร และทำให้ลายเซ็นดิจิทัลบน BTC เร็วขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้นได้อย่างไร

ลายเซ็นดิจิทัล

ลายเซ็นดิจิทัลเป็นแบบแผนทางคณิตศาสตร์ที่ใช้ในการตรวจสอบความถูกต้องและความสมบูรณ์ของข้อมูลดิจิทัล พวกเขาให้วิธีการพิสูจน์ว่าข้อความถูกส่งโดยผู้ส่งเฉพาะ (ความถูกต้อง) และไม่ถูกเปลี่ยนแปลงระหว่างการส่ง (ความสมบูรณ์) กล่าวอีกนัยหนึ่ง ลายเซ็นดิจิทัลไม่แตกต่างจากลายเซ็นจริง โดยผู้ส่งจะยืนยันตัวตนและเจตนาเฉพาะด้วยลายเซ็นเฉพาะของเขา

ลายเซ็นดิจิทัลมักใช้ในการแจกจ่ายซอฟต์แวร์ ธุรกรรมทางการเงิน ซอฟต์แวร์การจัดการสัญญา และสถานการณ์อื่นๆ อีกมากมายที่จำเป็นต้องตรวจพบการปลอมแปลงหรือการปลอมแปลง

Satoshi Nakamoto อธิบายถึงความสำคัญของลายเซ็นดิจิทัลใน BTC ในสมุดปกขาว BTC ดังนี้:

• "เรากำหนดให้เหรียญอิเล็กทรอนิกส์เป็นห่วงโซ่ของลายเซ็นดิจิทัล เจ้าของแต่ละคนลงนามในแฮชของธุรกรรมก่อนหน้าและรหัสสาธารณะของเจ้าของคนต่อไปแบบดิจิทัล และเพิ่มที่ส่วนท้ายของเหรียญ โอนไปยังเจ้าของคนต่อไป ผู้รับเงินสามารถตรวจสอบลายเซ็นเพื่อยืนยันความเป็นเจ้าของในเครือข่ายเดียว”*

ในกรณีของ BTC ลายเซ็นดิจิทัลจะใช้เพื่อตรวจสอบเจ้าของคีย์ส่วนตัวที่เกี่ยวข้องกับที่อยู่โดยไม่เปิดเผยคีย์ส่วนตัวต่อเครือข่าย เมื่อมีการส่งธุรกรรมเพื่อรวมไว้ในบล็อก โหนดในเครือข่าย Bitcoin จะตรวจสอบว่าลายเซ็นตรงกับข้อความหรือไม่ และหากเป็นเช่นนั้น ให้ยอมรับธุรกรรม

ลายเซ็น Schnorr คืออะไร?

ลายเซ็น Schnorr เป็นรูปแบบลายเซ็นดิจิทัลที่ลงนามในธุรกรรมและข้อความได้อย่างมีประสิทธิภาพและปลอดภัย มันถูกอธิบายครั้งแรกในเอกสารปี 1991 โดย Claus Schnorr

ในฐานะที่เป็นอัลกอริทึมที่ใช้การเข้ารหัสเส้นโค้งวงรี Schnorr ได้รับการเสนอให้เป็นส่วนหนึ่งของแผนงานเทคโนโลยี BTC เพื่อแทนที่อัลกอริทึมลายเซ็นดิจิทัล Elliptic Curve (ECDSA) Schnorr ได้รับการยกย่องในเรื่องความเรียบง่าย ความปลอดภัยที่พิสูจน์ได้ และความเป็นเส้นตรง เนื่องจาก Schnorr ต้องการการคำนวณน้อยกว่า ECDSA จึงถือว่าเหมาะสำหรับการทำธุรกรรมสกุลเงินดิจิตอล

ข้อดีของลายเซ็น Schnorr

ลายเซ็นของ Schnorr มีข้อดีหลายประการ ได้แก่ ประสิทธิภาพสูง เพิ่มความเป็นส่วนตัว ในขณะที่ยังคงรักษาฟังก์ชันการทำงานและสมมติฐานด้านความปลอดภัยของ ECDSA ไว้ทั้งหมด ลายเซ็น Schnorr ช่วยให้ขนาดลายเซ็นเล็กลง เวลาตรวจสอบเร็วขึ้น และต้านทานการโจมตีบางประเภทได้ดีขึ้น

ข้อได้เปรียบที่โดดเด่นที่สุดของลายเซ็น Schnorr คือการรวมคีย์ - การรวมลายเซ็นหลายรายการเป็นลายเซ็นเดียวที่ใช้ได้สำหรับผลรวมของคีย์ กล่าวอีกนัยหนึ่ง Schnorr ช่วยให้ฝ่ายที่ทำงานร่วมกันหลายฝ่ายสามารถสร้างลายเซ็นที่ถูกต้องสำหรับผลรวมของคีย์สาธารณะของพวกเขา

การรวมลายเซ็นช่วยให้ลายเซ็นของผู้ลงนามหลายคนรวมกันเป็นลายเซ็นเดียว

การรวมคีย์ช่วยลดค่าธรรมเนียมการทำธุรกรรมและปรับปรุงความสามารถในการปรับขนาดพื้นฐาน เนื่องจากลายเซ็นอิเล็กทรอนิกส์จากการตั้งค่าหลายลายเซ็นใช้พื้นที่เดียวกันในบล็อกเท่ากับลายเซ็นจากธุรกรรมฝ่ายเดียว คุณลักษณะนี้ของ Schnorr สามารถใช้เพื่อลดขนาดของการชำระเงินแบบ multisig และธุรกรรมที่เกี่ยวข้องกับ multisig อื่นๆ เช่น ธุรกรรมช่องทาง Lightning

คุณสมบัติที่สำคัญอีกประการหนึ่งของลายเซ็น Schnorr คือการเปลี่ยนแปลงไม่ได้ ในบริบทของลายเซ็นดิจิทัล การปลอมแปลงหมายถึงความสามารถของผู้โจมตีในการแก้ไขลายเซ็นที่ถูกต้อง เพื่อให้ลายเซ็นที่แก้ไขนั้นยังคงถูกต้องและรับรองความถูกต้องของข้อความที่แตกต่างจากลายเซ็นดั้งเดิม สิ่งนี้อาจทำให้เกิดปัญหาร้ายแรงสำหรับแอปพลิเคชัน cryptocurrency ซึ่งผู้โจมตีที่เป็นอันตรายสามารถแก้ไขลายเซ็นการทำธุรกรรมเพื่อเพิ่มจำนวนเงินที่โอนหรือเปลี่ยนผู้รับเงิน

Schnorr ยังมีข้อได้เปรียบด้านความเป็นส่วนตัวอีกมากมาย สามารถทำให้รูปแบบหลายลายเซ็นภายนอกแยกไม่ออกจากคีย์สาธารณะเดียวแบบดั้งเดิม และ Schnorr ทำให้ผู้สังเกตการณ์แยกแยะการใช้จ่ายแบบหลายลายเซ็นได้ยากขึ้นจากการใช้จ่ายแบบลายเซ็นเดียวระหว่างกิจกรรมบนเครือข่าย นอกจากนี้ ในการตั้งค่า multisig แบบ n-of-m Schnorr ทำให้ผู้สังเกตการณ์จากภายนอกระบุได้ยากขึ้นว่าผู้เข้าร่วมรายใดลงนามในธุรกรรมและรายใดไม่ได้ลงนามโดยดูที่ข้อมูลออนไลน์

การประยุกต์ใช้ Schnorr ใน BTC

ลายเซ็น Schnorr ถูกนำมาใช้ใน BIP-340 ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการอัปเกรด Taproot soft fork และเปิดใช้งานในวันที่ 14 พฤศจิกายน 2021 ที่ความสูงบล็อก 709,632 เช่นเดียวกับข้อเสนออัปเกรด BTC อื่นๆ Taproot ได้รับการโหวตจากนักขุด BTC Taproot คือชุดของการปรับปรุงโปรโตคอลที่แนะนำคุณสมบัติใหม่หลายอย่าง เปลี่ยนวิธีการประมวลผลธุรกรรมบนบล็อกเชน และเปิดใช้ความสามารถในการเขียนสคริปต์ใหม่ Taproot ถือเป็นหนึ่งในการอัปเดตที่สำคัญที่สุดสำหรับ BTC ตั้งแต่เริ่มใช้ Segregated Witness ในปี 2560

Schnorr ทำให้ลายเซ็นดิจิทัลของ BTC เร็วขึ้น ปลอดภัยขึ้น และประมวลผลได้ง่ายขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ลายเซ็นของ Schnorr นั้นเข้ากันได้กับอัลกอริธึมการเข้ารหัสของ BTC แบบย้อนหลัง ดังนั้นจึงสามารถนำมาใช้ผ่านการอัพเกรดแบบซอฟต์ฟอร์ก

การเปรียบเทียบลายเซ็น Schnorr และ ECDSA

ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ ลายเซ็นของ Schnorr มีข้อได้เปรียบเหนือ ECDSA หลายประการ รวมถึงขนาดลายเซ็นที่เล็กลง เวลาในการตรวจสอบที่เร็วขึ้น และการต้านทานการโจมตีบางประเภทที่ดีขึ้น ลายเซ็น Schnorr ยังอนุญาตให้มีการรวมลายเซ็น ซึ่งช่วยลดค่าธรรมเนียมการทำธุรกรรมและปรับปรุงความสามารถในการปรับขนาด

เป็นที่น่าสังเกตว่า แม้ว่าลายเซ็นของ Schnorr อาจถูกพิจารณาว่าเหมาะสมกับ BTC มากกว่า แต่ ECDSA ยังคงใช้กันอย่างแพร่หลายและถือว่าเป็นรูปแบบลายเซ็นที่ปลอดภัย ตัวเลือกระหว่างลายเซ็น Schnorr และ ECDSA อาจขึ้นอยู่กับกรณีการใช้งานและข้อกำหนดด้านความปลอดภัยที่เฉพาะเจาะจง