“نعرِّف العملة الإلكترونية بأنها سلسلة من التوقيعات الرقمية”.
– ساتوشي ناكاموتو
التوقيعات الرقمية هي تقنية أساسيةٌ للبتكوين (BTC) وشبكاتٍ رقميةٍ أخرى يستخدمها مليارات الناس يومياً. وعلى الشبكات الأصلية رقمياً مثل البتكوين، تلعب التوقيعات الرقمية دورَي الترخيص والبرهنة كما يدل التوقيع المكتوب بخط اليد على شيك الصرف على ترخيصٍ بنقل الأموال، أو مثلما قد تمثل بصمة اليد على مقبض أحد الأبواب برهاناً شرعياً في محاكم القانون.
يستخدم بروتوكول البتكوين حالياً خوارزمية توقيعاتٍ معينةً تُدعى “خوارزمية التوقيعات الرقمية ذات المنحنيات الإضمارية” أو ECDSA. لكن في المستقبل القريب، من المتوقع أن تكون خوارزمية توقيعات جديدة تُدعى توقيعات شنور Scnorr نوعاً صالحاً من التوقيعات على شبكة البتكوين.
وتساعد توقيعات شنور في المشاكل الحساسة بشبكة البتكوين: السعة والخصوصية.
في أي لحظةٍ من الوقت، تكون سعة شبكة البتكوين لمعالجة المعاملات محدودةً. ويحتوي كل بلوك في بلوكتشين البتكوين على بياناتٍ مهمةٍ لازمةٍ لتحديث حالة الشبكة بناءً على نوايا مشاركي الشبكة ونشاطهم. ومن ضمن بلوكات البيانات هذه توجد توقيعات رقمية تلعب دور البرهان اللازم لنقل الأموال من خلال الشبكة. وحالياً، تمثِّل التوقيعات الرقمية ما بين 20 و40 بالمئة من سعة كل بلوك.
عادةً ما يكون حجم توقيعات ECDSA هو 72 بايت للتوقيع، بينما الحجم الأقصى لتوقيعات شنور هو 64 بايت. ويوفر لنا هذا نحو 12 بالمئة من حجم التوقيع. لذا من شأن استعمال توقيعات شنور في المعاملات أحادية التوقيع المساعدة في توفير مزيدٍ من المساحة لمزيدٍ من المعاملات، ولكن بفارق ضئيل. صحيحٌ أن شنور لها فائدةٌ من هذا الجانب، لكن ليس هذا أكثر ما يثير الحماس بين أوساط مجتمع تطوير البتكوين.
فإن أكبر منافع السعة لتوقيعات شنور تأتي من استعمالها في المعاملات متعددة التوقيعات. إذ تحتوي خوارزمية توقيعات شنور على خاصيةٍ حسابيةٍ تسمح بشيءٍ يُدعى “التجميع aggregation”، وهو مفتاح فوائد شنور من ناحية السعة.
كما يوحي الاسم، تتطلب المعاملات متعددة التوقيعات (multi-sig) عدة توقيعاتٍ لأجل نقل وحداتٍ معينةٍ من البتكوين.
على سبيل المثال، يمكنك إنشاء محفظة متعددة التوقيعات تتطلب توقيعين رقميين فريدين من بين 3 مفاتيح عامة مخوَّلةٍ بنقل الأموال. حالياً، على شبكة البتكوين التعرُّف إلى 3 مفاتيح عامةٍ مرتبطةٍ بوحدات البتكوين. وبالإضافة إلى ذلك، على أطراف المعاملات متعددة التوقيعات إنتاج توقيعَي ECDSA صالحَين على الأقل لنقل الأموال المرتبطة بـ3 مفاتيح عامة. وعلى النقيض، تسمح خوارزمية توقيعات شنور بتجميع المفاتيح العامة الـ3 في مفتاح عام واحد يمكِّن المجموعة من إنتاج توقيع رقمي واحد يمثِّل عدة توقيعات مستقلة. وعوضاً عن الاضطرار إلى إنتاج 3 مفاتيح عامة مختلفة وبضع توقيعات مختلفة وضمها جميعاً، تغني توقيعات شنور عن المفاتيح والتوقيعات المتعددة. أي أن بتطبيق توقيعات شنور، ليس على شبكة البتكوين سوى معرفة مفتاح عام واحد وتوقيع رقمي واحد وتسجيلهما، مما يمثِّل حسابياً مخطَّط التوقيعات المتعددة بأكمله.
وتزيد منافع توقيعات الشنور بعدد المفاتيح والتوقيعات المطلوبة لنقل الأموال. إذ تجعل شنور الأنظمة الكبرى متعددة التوقيعات أكثر جاذبيةً للمستخدمين والشبكات على حد سواء. وسوف تحدُّ من كلفة نقل الأموال على المستخدمين إلى جانب الحدِّ من مشاكل السعة المقترنة بالاستهلاك الأثقل للمعاملات متعددة التوقيعات.
ويمكن لأنظمة “2 من 3” متعددة التوقيعات باستغلال توقيعات شنور أن تحدَّ من عدد المفاتيح العامة التي تحتاج شبكة البتكوين إلى معرفتها بنسبة 67 بالمئة وتقلِّص عدد التوقيعات المطلوبة بنسبة 50 بالمئة. إذا وسَّعنا مخطط التوقيعات المتعددة إلى نظام 10 من 15، أمكننا تقليص عدد المفاتيح العامة التي يحتاج بروتوكول البتكوين إلى معرفتها بنحو 93 بالمئة وعدد التوقيعات بـ90 بالمئة! لو تم هذا لكان تقليصاً هائلاً في البيانات التي يتعيَّن على شبكة البتكوين تتبُّعها وتسجيلها.
ولا تنسَ أن التوقيعات الرقمية ما هي إلا جزء واحد من إجمالي حجم المعاملات أو وزنها. المقصود من الأعداد المقدَّمة أعلاه توضيح النقص الجذري في البيانات المطلوبة لإجراء المعاملات من المحفظة القائمة على توقيعات شنور المتعددة مقارنةً بمحفظة ECDSA متعددة التوقيعات. ولن يؤدي تقليص عدد التوقيعات بنسبة 90 بالمئة إلى الحد من إجمالي حجم المعاملات بنسبة 90 بالمئة، لأن التوقيعات والمفاتيح هي أجزاءٌ من مجموعة البيانات الكاملة المقترنة بمعاملة محددة.
لن يحسِّن تجميع المفاتيح فحسب من التوسُّع عن طريق التخفيض الجذري لكمية البيانات المطلوبة لنقل الأموال في المحفظة متعددة التوقيعات، بل سيحسن أيضاً بدرجة كبيرة من خصوصية هذه الأنواع من المعاملات.
وبالنسبة إلى شبكة البتكوين، تبدو أنظمة التوقيعات المتعددة المشغَّلة بخوارزمية توقيعات شنور كمفتاح عام واحد بتوقيع رقمي واحد، مع أن المفتاح العام والتوقيع الرقمي هما تجميعان لعدة مفاتيح وعدة توقيعات.
في النظام الحالي، يجب على شبكة البتكوين التعرف إلى جميع المفاتيح العامة الموجودة بالمخططات متعددة التوقيعات. وبتجميع تلك المفاتيح في مفتاح واحد، فقد قضينا على حاجة الشبكة إلى معرفة تلك المفاتيح الأخرى. ويزيد هذا من خصوصية كل شخص أو منظمة في النظام متعدد التوقيعات. ولن يكون لدى الشبكة علمٌ بالمفاتيح العامة المطلوبة لإنتاج المفتاح العام المجمَّع ولن تعرف أياً من الأطراف وقَّع المعاملة.
MuSig
من غير الواضح متى ستُضم مفاتيح شنور باعتبارها نوعاً صالحاً من التوقيعات في بروتوكول البتكوين. وقد قُدِّم اقتراح رسمي باسم “MuSig” بالفعل ليكون تعييراً محتملاً لخوارزمية شنور لأغراض شبكة البتكوين.
وقد وُضع اقتراح MuSig في أوائل 2018 بتعاونٍ بين يانيك سيورين وغريغ ماكسويل وأندو بويلسترا، وهم 3 من المطوِّرين المخضرمين للبتكوين. وبعد ما يقرب من سنةٍ، نجح الفريق في تحويل ورقة نظرية إلى كود قابل للاستعمال يخضع حالياً لاختبارات مكثَّفة من مجتمع تطوير البتكوين. ويأمل صنَّاع MuSig في النهاية في دمج الكود بالبتكوين كور Bitcoin Core، وهو التنفيذ المرجعي الأعم لبروتوكول البتكوين.
الختام
هناك دائماً كثير من الأفكار المتداولة في مجتمع تطوير البتكوين، لكن يبدو أن توقيعات شنور من أكثر الحلول المقترحة شعبيةً التي أثارت حماس الكثيرين. ولا تحسن توقيعات شنور فحسب من توسُّع استعمال التوقيعات المتعددة وخصوصيتها كما وصفنا بالأعلى، بل تسهِّل شنور كذلك من تنفيذ مقترحاتٍ متداولةً أخرى في مجتمع تطوير البتكوين، مثل MAST وTapRoot. ولا يمكن التطرق إلى هذه المقترحات في هذا المقال، لكنها قد تصلح لتكون موضوعات مقالاتٍ أخرى مستقبلاً.
نتطلع إلى التطوير المستمر لبروتوكول البتكوين، وسنكون مع المستخدمين في كل خطوةٍ لنعينهم على الاستفادة القصوى من تحديثات شبكة البتكوين.
إخلاء المسؤولية: الآراء والتحليلات والأخبار الواردة لا تعكس رأي بت شين. لا ينبغي اعتبار أي من المعلومات التي تقرأها على موقع بت شين بمثابة نصيحة استثمارية، ولا تصادق بت شين على أي مشروع قد يتم ذكره أو ربطه في هذه المقالة. يجب اعتبار شراء وتداول العملات المشفرة نشاطًا عالي المخاطر. ويرجى بذل المجهود الواجب قبل اتخاذ أي إجراء يتعلق بالمحتوى المذكور ضمن هذا التقرير. لا تتحمل بت شين أي مسؤولية في حالة خسارة الأموال في تداول العملات المشفرة.