Мультиподписи Шнорра как решение проблем масштабируемости Bitcoin

В середине января разработчики Bitcoin Core выпустили документ, описывающий преимущества использования технологии мультиподписей Шнорра. Данная технология должна решить проблемы масштабирования блокчейна Bitcoin, усовершенствовать систему конфиденциальности, а также лучше препятствовать спам-атакам.

Как работают мультиподписи Шнорра

Все транзакции в блокчейне сопровождаются цифровыми подписями, которые позволяют доказать право собственности и владения. На данный момент в блокчейне Bitcoin действует алгоритм с открытым ключом для создания цифровой подписи ECDSA (Elliptic Curve Digital Signature Algorithm). В рамках данного алгоритма цифровая подпись используется для работы двух взаимосвязанных ключей: приватного и публичного. Публичный ключ идентифицирует получателя и отправителя, в то время как приватный используется в связке с публичным для создания неподделываемой подписи к транзакции и держится в секрете. Для каждой транзакции используется новая цифровая подпись, занимающая много места на блокчейне. В результате увеличиваются не только требования к размеру транзакции, но и комиссионные сборы за нее.

Технология мультиподписей Шнорра предлагает достаточно простое и изящное решение — систематизировать цифровые подписи и объединить ключи. Согласно утверждению одного из ведущих разработчиков технологии Питера Велле, данная схема представляет собой комбинацию алгоритма подписи и верификации, когда несколько подписантов, каждый со своим собственным открытым и закрытым ключом, подписывают одно сообщение. В результате вместо существующей схемы генерации индивидуальных подписей к каждой новой транзакции подписанты могут использовать всего одну. Эта единственная подпись может быть верифицирована кем угодно, кто также знает сообщение и открытые ключи подписантов.

Таким образом разработчики планируют сэкономить используемое на блокчейне место. Что, в свою очередь, решит проблемы низкой пропускной способности сети и высоких комиссионных сборов. По мнению разработчиков, благодаря схеме Шнорра пропускная способность сети увеличится на 25%−30%, а размер данных в блокчейне сократится на четверть.

О технологии и команде

Над внедрением технологии мультиподписей Шнорра, которая находится в процессе создания с 2012 года, работают разработчики Bitcoin Core Грегори Максвелл, Эндрю Поэлстра, Янник Сейрин и Питер Велле.

Несмотря на явные преимущества технологии, ранее внедрение было невозможно по двум причинам: во-первых, в криптосообщетсве было не так много разработчиков, которые достаточно хорошо разбирались бы в блокчейне Bitcoin и криптографии, чтобы обеспечить масштабное внедрение схемы Шнорра. Во-вторых, данная технология подразумевает внесение серьезных изменений в работу $100-миллиардной сети Bitcoin, для чего требуется экспертная оценка и предварительное тестирование технологии.

Также активированный только в прошлом году протокол Segregated Witness (SegWit), помог внедрению новой схемы аутентификации Шнорра в виде обратно совместимого софтфорка, а не хардфорка, как предполагалось ранее. Более того, протокол SegWit позволяет технологии повысить уровень приватности в некоторых транзакциях, а также помогает в борьбе со спамом.

Янник Сейрин, криптограф французского агентства по криптобезопасности ANSSI и по совместительству один из ведущих разработчиков криптографии в схеме Шнорра, в интервью CoinDesk отметил:

«Мультиподписи Шнорра и возможное применение этой технологии в сопутствующих приложениях подают большие надежды. Как показали недавние споры о важности масштабируемости сети, любое повышение эффективности даст массу преимуществ биткоину».

Развитие блокчейна Bitcoin

Технология Шнорра является одним из многих возможных направлений нынешнего развития блокчейна Bitcoin. Помимо активированного в прошлом году протокола SegWit,  в этом году состоялся запуск Lighting Network — надстройки для блокчейна, которая даст пользователям возможность проводить неограниченное количество микроплатежей, которые не будут записываться в блокчейн: туда не попадает информация о промежуточных платежах, а только итоговый баланс.

Тем не менее, учитывая, что на кону многомиллиардная сеть, обновление которой может нарушить работу экосистемы, потребуется много усилий для убеждения большинства стейкхолдеров. Один из контрибьюторов в Bitcoin Core, Николас Дорьер, предположил, что для полного внедрения технологии Шнорра может потребоваться несколько лет. Об этом сообщил и один из ведущих разработчиков технологии Питер Велле во время презентации:

«Безусловно, я хочу увидеть результаты внедрения нашей работы в сеть Bitcoin, однако этот процесс требует долгого времени».