توقيع BLS

ما هو توقيع BLS؟

توقيع BLS هو مخطط للتوقيع الرقمي يُستخدم في أنظمة العملات المشفرة لإثبات أن حامل مفتاح خاص وافق على رسالة.

اشتُق اسم BLS من أسماء الباحثين Boneh وLynn وShacham، الذين قدموا مخطط التوقيع القصير في ورقتهم البحثية Short Signatures from the Weil Pairing.

تتمثل أهم ميزة لتوقيع BLS في مجال الكريبتو في إمكانية دمج عدة توقيعات فردية في توقيع تجميعي واحد ومضغوط.

تساعد خاصية التجميع هذه شبكات البلوكشين على تقليل مساحة التخزين ومتطلبات النطاق الترددي، والتحقق من موافقات عدد كبير من المدققين بكفاءة أكبر.

يثبت التوقيع الرقمي العادي أن مفتاحًا خاصًا واحدًا وقّع رسالة واحدة، بينما يمكن لتوقيع BLS التجميعي إثبات أن مفاتيح خاصة عديدة وقّعت رسائل من دون تخزين كل توقيع على حدة.

وهذا يجعل توقيعات BLS مفيدة في آليات إجماع إثبات الحصة، ولجان المدققين، والتوقيع بعتبة، ومحافظ التوقيع المتعدد، والاتصالات عبر السلاسل، وغيرها من الأنظمة التي تتطلب موافقة أطراف عديدة على الحدث نفسه.

تصف مسودة توقيع CFRG BLS توقيع BLS بأنه مخطط توقيع رقمي حتمي، وغير قابل للتلاعب، وفعّال، ويتمتع بخصائص التجميع.

أبسط شرح لمستخدمي العملات المشفرة هو أن توقيع BLS يساعد البلوكشين على إثبات عدد كبير من الموافقات باستخدام بيانات أقل.

أهمية توقيعات BLS في العملات المشفرة

تحتاج شبكات البلوكشين غالبًا إلى التحقق من أعداد كبيرة من التوقيعات خلال وقت قصير.

يوقّع المدققون الكتل، والإفادات، ونقاط التحقق، والتصويتات، ورسائل الجسور، وتقارير أوراكل، وإجراءات الحوكمة.

إذا كان لا بد من تخزين كل توقيع والتحقق منه على حدة، فقد تحتاج الشبكة إلى مساحة أكبر على القرص، ونطاق ترددي أوسع، وقدرة معالجة أكبر.

تساعد توقيعات BLS على حل هذه المشكلة عبر إتاحة ضغط توقيعات متعددة في توقيع واحد.

ويكون ذلك مفيدًا خصوصًا عندما يوقّع عدد كبير من المدققين الرسالة نفسها، مثل تأكيد كتلة أو تصويت على النهائية.

فبدلًا من إرسال مئات التوقيعات أو آلافها عبر الشبكة، يمكن للمشاركين إرسال توقيع تجميعي واحد إلى جانب المفاتيح العامة المرتبطة به أو قائمة المشاركين.

يمكن أن يؤدي ذلك إلى تصميم أوضح وأكثر قابلية للتوسع لأنظمة البلوكشين التي تضم أعدادًا كبيرة من المدققين.

لا يعني هذا أن البلوكشين سيصبح أسرع تلقائيًا في كل الحالات، لكنه يمنح مصممي البروتوكولات أداة تشفيرية قوية لتقليل العبء الناتج عن التوقيعات.

آلية عمل توقيع BLS

يبدأ توقيع BLS بمفتاح خاص ومفتاح عام ورسالة.

المفتاح الخاص هو رقم سري يجب عدم مشاركته مطلقًا.

يُشتق المفتاح العام من المفتاح الخاص، ويمكن مشاركته مع الشبكة.

عندما يوقّع مدقق أو محفظة رسالة، تُحوَّل الرسالة أولًا إلى نقطة على منحنى إهليلجي.

يجب تنفيذ هذه العملية بعناية، لأن استخدام دوال تجزئة غير آمنة قد يضعف أمان مخطط التوقيع.

يوضح مواصفة RFC 9380 للتحويل إلى منحنى أساليب التجزئة الآمنة لسلاسل البايتات الاعتباطية وتحويلها إلى نقاط على منحنى إهليلجي.

بعد تحويل الرسالة إلى نقطة على المنحنى، يستخدم الموقّع المفتاح الخاص لإنشاء نقطة التوقيع.

يتحقق المدقق بعد ذلك من التوقيع باستخدام المفتاح العام والرسالة وعملية رياضية تُسمى الاقتران الثنائي الخطية.

هذه العملية هي ما يميز توقيعات BLS عن كثير من مخططات التوقيع الأخرى.

فهي تتيح للمدقق التأكد من استخدام المفتاح الخاص على نحو صحيح من دون الكشف عنه.

ما المقصود بتجميع التوقيعات؟

تجميع التوقيعات هو إمكانية دمج عدة توقيعات صالحة في توقيع واحد.

في BLS، يمكن التجميع لأن التوقيعات نقاط على منحنى إهليلجي يمكن جمعها معًا.

إذا وقّع 10 مدققين الرسالة نفسها، فيمكن دمج توقيعات BLS العشرة في توقيع تجميعي واحد.

وإذا وقّع 1,000 مدقق على نقطة تحقق، فيمكن أيضًا دمج توقيعاتهم في توقيع تجميعي واحد.

يمكن للمدقق بعد ذلك فحص التوقيع التجميعي باستخدام المفاتيح العامة للمدققين المشاركين.

وهذا مفيد لأن الإثبات النهائي قد يكون أصغر بكثير من مجموعة التوقيعات الأصلية.

في شبكات البلوكشين، قد تعني الإثباتات الأصغر كتلًا أخف، وانتشارًا أسرع، وضغطًا أقل على الشبكة.

وبالنسبة إلى المستخدمين، قد يؤدي ذلك إلى تحسين البنية التحتية التي تساعد الشبكة على الاستجابة والتوسع.

أما المطورون، فيسهّل تجميع BLS عليهم تصميم بروتوكولات تتطلب من جهات مستقلة عديدة توقيع البيانات نفسها.

توقيعات BLS ومدققو إثبات الحصة

تُناقش توقيعات BLS على نطاق واسع في تصميم شبكات البلوكشين القائمة على إثبات الحصة، لأن المدققين يحتاجون بانتظام إلى إثبات موافقتهم على أحداث محددة في الشبكة.

قد يحتاج المدقق إلى توقيع اقتراح كتلة أو إفادة أو تصويت على النهائية.

عندما يوقّع عدد كبير من المدققين، تحتاج الشبكة إلى طريقة موثوقة لاحتساب هذه الموافقات من دون نقل بيانات غير ضرورية إلى الأبد.

يفيد تجميع BLS في تمثيل موافقات عدد كبير من المدققين كعنصر تشفيري واحد ومضغوط.

تُعد مواصفات إجماع Ethereum مثالًا معروفًا على تصميم إثبات الحصة الذي يستخدم منطقًا متعلقًا بتوقيعات BLS في طبقة الإجماع.

وهذا مهم للتثقيف حول العملات المشفرة، لأنه يوضح أن توقيعات BLS ليست مجرد فكرة نظرية في علم التشفير.

فهي تُستخدم في أنظمة بلوكشين فعلية لدعم تنسيق عمل المدققين على نطاق واسع.

من دون التجميع، قد تحتاج الأنظمة التي تضم أعدادًا كبيرة من المدققين إلى نطاق ترددي ومساحة تخزين أكبر لتسجيل المستوى نفسه من المساءلة التشفيرية.

BLS12-381 وتوقيعات BLS

تُستخدم توقيعات BLS غالبًا مع منحنى إهليلجي ملائم لعمليات الاقتران يُسمى BLS12-381.

قد يكون الأمر مربكًا لأن BLS يظهر في اسم مخطط التوقيع واسم عائلة المنحنيات معًا.

في «توقيع BLS»، يشير BLS إلى Boneh وLynn وShacham.

أما في «BLS12-381»، فيشير BLS إلى عائلة من المنحنيات الملائمة للاقتران، سُمّيت نسبة إلى Barreto وLynn وScott.

يرتبط المصطلحان عمليًا لأن توقيعات BLS تحتاج إلى منحنيات ملائمة للاقتران، ويُعد BLS12-381 خيارًا شائعًا للمنحنيات في أنظمة الكريبتو الحديثة.

يدعم المنحنى الملائم للاقتران عملية الاقتران الثنائي الخطية التي يعتمد عليها التحقق من BLS.

يحظى BLS12-381 بشعبية لأنه يوازن بين الأداء العملي والأمان القوي في كثير من تطبيقات البلوكشين.

مع ذلك، ينبغي للمطورين ألا يفترضوا أن كل نظام يستخدم BLS12-381 متوافق تلقائيًا مع جميع تطبيقات BLS الأخرى.

فالتوافق يعتمد أيضًا على مجموعات الشفرات، وقواعد التسلسل، وأساليب التحويل إلى المنحنى، وفصل النطاقات، وفحوصات المجموعات الجزئية، وما إذا كان البروتوكول يستخدم إثبات امتلاك المفتاح.

المكونات الأساسية لمخطط توقيع BLS

يشمل مخطط توقيع BLS إنشاء المفاتيح والتوقيع والتحقق والتجميع.

ينشئ توليد المفاتيح زوجًا يتألف من مفتاح خاص ومفتاح عام.

يستخدم التوقيع المفتاح الخاص لتوقيع رسالة محددة.

يتحقق التحقق مما إذا كان التوقيع صالحًا لرسالة ومفتاح عام.

يجمع التجميع عدة توقيعات في توقيع واحد.

ويفحص التحقق التجميعي ما إذا كان التوقيع الموحّد صالحًا للرسائل والمفاتيح العامة المرتبطة به.

تتضمن كثير من التطبيقات الفعلية أيضًا التحقق من صحة المفاتيح العامة، وفحوصات المجموعات الجزئية، ومعرّفات مجموعات الشفرات، وعلامات فصل النطاقات، والحماية من هجمات المفاتيح الخبيثة.

قد تبدو هذه التفاصيل تقنية، لكنها ضرورية لبنية تحتية آمنة للعملات المشفرة.

فقد يحول خطأ صغير في التنفيذ مخطط توقيع قويًا إلى نظام ضعيف.

مخططات BLS الأساسية والمُعزَّزة والقائمة على إثبات الامتلاك

تصف مسودة CFRG BLS أشكالًا مختلفة من مخططات BLS لتلبية احتياجات متنوعة من الأمان والأداء.

المخطط الأساسي بسيط، لكنه يتطلب معالجة دقيقة عند استخدام مفاتيح عامة متعددة.

يُدرج المخطط المُعزَّز المفتاح العام ضمن مدخلات الرسالة الموقّعة، ما يساعد على الحماية من بعض المشكلات المرتبطة بالتجميع.

أما مخطط إثبات الامتلاك، فيلزم الموقّع بإثبات أنه يتحكم فعلًا بالمفتاح الخاص المرتبط بمفتاح عام قبل قبول هذا المفتاح العام للتجميع.

إثبات الامتلاك مهم لأن تجميع BLS قد يكون عرضة لهجوم المفتاح الخبيث إذا قُبلت المفاتيح العامة من دون فحوصات مناسبة.

في هجوم المفتاح الخبيث، قد يختار مشارك ضار مفتاحًا عامًا يلغي مفتاح مشارك آخر رياضيًا أو يتلاعب به.

تمنع الأنظمة الآمنة ذلك عبر التحقق من المفاتيح واشتراط إثبات معرفة المستخدمين بالمفاتيح الخاصة المطابقة لها.

ويكتسب ذلك أهمية خاصة لمدققي البلوكشين، إذ يجب ألا يكون من الممكن تزوير هويات المدققين وقوة تصويتهم عبر التلاعب الذكي بالمفاتيح العامة.

ما هجوم المفتاح الخبيث؟

هجوم المفتاح الخبيث تهديد قد يظهر في أنظمة التوقيع المتعدد أو التوقيع التجميعي.

ليس من الضروري أن يكسر المهاجم التشفير مباشرة.

بدلًا من ذلك، يسجل المهاجم مفتاحًا عامًا ضارًا يرتبط بمفتاح شخص آخر.

إذا لم يشترط البروتوكول إثبات ملكية المفتاح الخاص، فقد يتمكن المهاجم من جعل التوقيع التجميعي يبدو صالحًا بطريقة احتيالية.

لذلك، يُعد التحقق من المفاتيح العامة وإثبات الامتلاك أمرين أساسيين في كثير من أنظمة العملات المشفرة المعتمدة على BLS.

لا يقتصر تصميم BLS القوي على فحص التوقيع النهائي فحسب.

بل يتحقق أيضًا من صلاحية كل مفتاح عام، وانتمائه إلى المشارك المُدّعى، وامتثاله لقواعد المجموعة الجزئية والترميز الصحيحة.

والدرس الأهم للمستخدمين بسيط: BLS أداة قوية، لكن يجب تنفيذها وفق قواعد السلامة المناسبة.

توقيعات BLS مقارنة بالتوقيعات الرقمية التقليدية

يمكن للتوقيعات الرقمية التقليدية مثل ECDSA وتوقيعات Schnorr إثبات ملكية مفتاح خاص والموافقة على المعاملات.

تؤدي توقيعات BLS الوظيفة الأساسية نفسها، لكنها تضيف خصائص تجميع مفيدة جدًا.

قد يكون التحقق من توقيع BLS واحد أبطأ من التحقق من بعض مخططات التوقيع الأبسط، لأن عمليات الاقتران تتطلب قدرًا كبيرًا من الحوسبة.

لكن BLS قد يكون خيارًا جذابًا عندما يلزم دمج توقيعات كثيرة والتحقق منها معًا.

وهذا يخلق مفاضلة بين تكلفة التحقق من كل توقيع على حدة وكفاءة التحقق من التوقيع التجميعي.

ليس BLS بالضرورة الخيار الأفضل الواضح لعملية دفع بسيطة واحدة.

لكنه قد يكون مفيدًا جدًا للجنة مدققين أو نظام توقيع بعتبة، إذ يمكن تمثيل توقيعات كثيرة بصورة مضغوطة.

تختار بروتوكولات الكريبتو مخططات التوقيع بناءً على أهداف تصميمها، لا لاعتبار مخطط واحد الأفضل لكل الاستخدامات.

توقيعات BLS في أنظمة التوقيع المتعدد

يتطلب نظام التوقيع المتعدد موافقة أكثر من موقّع واحد على إجراء ما.

على سبيل المثال، قد تتطلب محفظة خزينة موافقة عدة أعضاء من الفريق على تحويل.

يمكن لتوقيعات BLS دعم تصاميم التوقيع المتعدد لأن بالإمكان دمج التوقيعات الصادرة عن مفاتيح خاصة مختلفة.

وقد يجعل ذلك التوقيع النهائي أصغر وأسهل في التحقق من تخزين كل موافقة على حدة.

في بعض التصاميم، قد يبدو توقيع BLS متعدد التوقيعات كتوقيع واحد على السلسلة، رغم موافقة أشخاص عديدين عليه.

وقد يعزز ذلك الخصوصية، ويقلل حجم البيانات، ويسهّل التعامل مع سياسات التفويض المعقدة.

لكن النظام لا يزال بحاجة إلى تسجيل آمن للمفاتيح، وإثبات الامتلاك، وقواعد واضحة للتوقيع، وحماية من هجمات إعادة الإرسال.

لا يكون التوقيع المضغوط مفيدًا إلا إذا كان تصميم المحفظة أو البروتوكول المحيط به آمنًا.

توقيعات BLS والتشفير بعتبة

يتيح التشفير بعتبة لمجموعة من الأشخاص التحكم بمفتاح توقيع معًا.

قد تشترط قاعدة العتبة مشاركة 3 من أصل 5 أعضاء، أو 10 من أصل 15 مدققًا، أو عددًا أدنى آخر من المشاركين لإنشاء توقيع صالح.

يتوافق BLS جيدًا مع بعض تصاميم التوقيع بعتبة، إذ يمكن دمج التوقيعات الجزئية في توقيع نهائي واحد.

وقد يساعد ذلك الأنظمة اللامركزية على تجنب الاعتماد على مفتاح خاص واحد يتحكم به شخص أو خادم واحد.

في حفظ أصول الكريبتو، يمكن للتوقيع بعتبة الحد من نقاط الإخفاق الفردية.

وفي البنية التحتية للبلوكشين، يمكن أن يدعم التوقيع بعتبة الجسور، ومجموعات المدققين، وشبكات أوراكل، وأنظمة الحوكمة الموزعة.

تكمن الفائدة الأساسية في أن أي موقّع منفرد لا يحتاج إلى حيازة كامل صلاحية التوقيع.

أما الخطر الأساسي، فهو تعقيد أنظمة العتبة وضرورة تصميمها وتدقيقها وتشغيلها بعناية.

توقيعات BLS وجسور البلوكشين

تحتاج جسور البلوكشين غالبًا إلى تأكيد عدة مشاركين مستقلين وقوع حدث على شبكة ما قبل تنفيذ إجراء مرتبط به على شبكة أخرى.

يمكن لتجميع BLS مساعدة مشغلي الجسور على ضغط موافقات عديدة في إثبات واحد.

وقد يقلل ذلك كمية البيانات المطلوب إرسالها إلى السلسلة.

يمكن أن يقلل حجم البيانات الأصغر التكلفة ويحسن سهولة الاستخدام، خصوصًا عندما تفرض الشبكة المستقبلة رسومًا بناءً على الحوسبة أو التخزين.

لكن توقيع BLS لا يجعل الجسر آمنًا بحد ذاته.

فلا يزال الجسر يعتمد على اختيار المدققين، وإدارة المفاتيح، وضوابط الاحتيال، والمراقبة، وقواعد الترقية، والأمان الاقتصادي لمجموعة التوقيع.

BLS أداة تشفيرية، وليس نموذج ثقة متكاملًا.

ينبغي للمستخدمين تقييم تصميم الجسر بأكمله بدلًا من التركيز على نوع التوقيع وحده.

توقيعات BLS ومحافظ العملات المشفرة

لا يحتاج معظم مستخدمي محافظ العملات المشفرة اليومية إلى فهم توقيعات BLS مباشرة.

فعادةً ما تظهر للمستخدمين شاشة موافقة بسيطة أو هاش معاملة أو صفحة حالة المدقق.

قد تُستخدم BLS في الخلفية من قِبل المدققين أو أنظمة الحفظ أو البنية التحتية لـ Staking أو أدوات التوقيع المتعدد.

يجب على المحفظة التي تستخدم التوقيع المعتمد على BLS حماية المفتاح الخاص بالصرامة نفسها المطبقة على أي مفتاح خاص آخر للعملات المشفرة.

إذا سُرق المفتاح الخاص، فقد يتمكن المهاجم من توقيع الرسائل أو المشاركة في إجراءات البروتوكول.

وإذا فُقد المفتاح الخاص، فقد يفقد الموقّع إمكانية الوصول إلى صلاحيات التوقيع أو التحكم بالمدقق.

نظرًا إلى استخدام BLS غالبًا في أنظمة المدققين، قد تؤدي الإدارة السيئة للمفاتيح إلى تفويت المكافآت أو التعرض للعقوبات أو الإخفاقات التشغيلية.

وتظل حماية المحفظة الجيدة معتمدة على النسخ الاحتياطية القوية والأجهزة الآمنة ومقاومة التصيد الاحتيالي ومراجعة المعاملات بعناية.

مزايا توقيعات BLS

أكبر مزايا توقيعات BLS هي خاصية التجميع.

يمكن أن يقلل التجميع البيانات اللازمة لتمثيل موافقات عديدة.

ويساعد ذلك شبكات البلوكشين على التعامل بكفاءة أكبر مع مجموعات المدققين الكبيرة.

توقيعات BLS حتمية أيضًا، أي إن المفتاح والرسالة نفسيهما يؤديان إلى عملية توقيع متوقعة من دون الحاجة إلى قيمة عشوائية جديدة أثناء التوقيع.

وقد يقلل ذلك بعض المخاطر التي تظهر عندما تؤدي العشوائية الضعيفة إلى إفساد مخططات توقيع أخرى.

كما أن توقيعات BLS بسيطة نسبيًا من الناحية العامة، لأن التوقيع والتحقق يتبعان علاقات رياضية واضحة.

وهي مفيدة في أنظمة التوقيع المتعدد والعتبة لأن بالإمكان دمج مساهمات عديدة في التوقيع.

يمكن لهذه المزايا دعم قابلية التوسع وتنسيق المدققين والإثباتات المضغوطة وتصميم البروتوكولات بصورة أوضح ضمن البنية التحتية للكريبتو.

قيود توقيعات BLS ومخاطرها

لا تناسب توقيعات BLS جميع استخدامات الكريبتو.

قد تكون عمليات الاقتران مكلفة مقارنة بعمليات المنحنيات الإهليلجية الأبسط.

كما أن تفاصيل التنفيذ أكثر تعقيدًا مما قد توحي به الفكرة الأساسية.

يجب على المطورين التعامل على نحو صحيح مع قواعد التحويل إلى المنحنى، وفحوصات المجموعات الجزئية، والتسلسل، وفصل النطاقات، والتحقق من المفاتيح، ومنطق إثبات الامتلاك.

إذا نُفذت هذه الجوانب على نحو خاطئ، فقد يقبل النظام مفاتيح غير صالحة، أو يتيح هجمات إعادة الإرسال، أو يفشل في توفير الأمان المتوقع.

وقد تنشأ مخاطر تشغيلية أيضًا عند استخدام المدققين مفاتيح ساخنة يجب أن تبقى متصلة بالإنترنت لإجراء التوقيعات بانتظام.

يسهّل المفتاح الساخن التوقيع الآلي، لكنه أكثر عرضة للمخاطر من المفتاح المحفوظ بالكامل دون اتصال بالإنترنت.

لهذا السبب، تحتاج أنظمة المدققين المعتمدة على BLS إلى أمان تشغيلي قوي ومراقبة وحماية من العقوبات وممارسات آمنة للنسخ الاحتياطي.

ما المقصود بفصل النطاقات في BLS؟

فصل النطاقات أسلوب يضمن عدم إمكانية إعادة استخدام توقيع أُنشئ لغرض معين لغرض آخر.

في الكريبتو، قد تظهر بايتات الرسالة نفسها في سياقات مختلفة.

ومن دون فصل النطاقات، قد يُساء تفسير توقيع مخصص لإجراء في بروتوكول ما على أنه موافقة على إجراء آخر.

غالبًا ما تستخدم أنظمة BLS علامات فصل النطاقات أو معرّفات مجموعات الشفرات لربط التوقيعات بحالة استخدام محددة.

ويساعد ذلك على منع إعادة الإرسال والالتباس بين البروتوكولات.

على سبيل المثال، ينبغي ألا يشترك تصويت مدقق ورسالة متعلقة بالسحب وموافقة حوكمة في سياق التوقيع نفسه، إلا إذا كان البروتوكول يسمح بذلك عمدًا.

يُعد فصل النطاقات أحد أسباب عدم توافق نظامي BLS يستخدمان المنحنى نفسه بالضرورة.

فالمنحنى جزء واحد فقط من مواصفات التوقيع الكاملة.

ما المقصود بالتحويل إلى المنحنى في BLS؟

التحويل إلى المنحنى هو عملية تحويل رسالة إلى نقطة صالحة على منحنى إهليلجي.

يحتاج توقيع BLS إلى هذه الخطوة لأن التوقيع يُنشأ من نقطة على المنحنى مرتبطة بالرسالة.

تنتج دالة التجزئة العادية بايتات، لكن BLS يحتاج إلى نقطة ضمن المجموعة الرياضية الصحيحة.

يجب أن تتجنب عملية التحويل الانحياز والنقاط غير الصالحة ونقاط الضعف في القنوات الجانبية.

لهذا السبب، تعتمد التطبيقات الحديثة على أساليب محددة جيدًا للتحويل إلى المنحنى بدلًا من الاختصارات المخصصة.

تكتسب معايير التجزئة إلى المنحنيات الإهليلجية أهمية لأنها تقدم للمطورين إرشادات أكثر أمانًا لهذا الجزء من العملية.

لا يرى المستخدمون عملية التحويل إلى المنحنى، لكنها من التفاصيل التقنية التي تحافظ على موثوقية توقيع BLS.

حالات الاستخدام الشائعة لتوقيعات BLS في الكريبتو

تُستخدم توقيعات BLS أو تُدرس في أنظمة كثيرة للعملات المشفرة تحتاج إلى إثبات مضغوط لموافقات متعددة.

يمكن لإجماع إثبات الحصة استخدام تجميع BLS لجمع أصوات المدققين بكفاءة.

يمكن لأنظمة Staking استخدام مفاتيح BLS لمهام توقيع المدققين.

يمكن لأنظمة الحفظ بعتبة استخدام توقيع شبيه بـ BLS للحد من مخاطر المفتاح الواحد.

يمكن لبروتوكولات الجسور استخدام التوقيعات التجميعية لإثبات موافقة لجنة على حدث عبر السلاسل.

يمكن لشبكات أوراكل استخدام التوقيعات المجمعة لتأكيد تقارير البيانات الواردة من مصادر متعددة.

ويمكن لأنظمة الحوكمة اللامركزية استخدام التوقيعات التجميعية لضغط موافقات عدد كبير من المشاركين.

قد تستخدم أنظمة Layer 2 توقيعات BLS عندما تحتاج إلى التحقق الفعال من مجموعات التوقيعات أو تأكيدات اللجان.

والقاسم المشترك هو أن فائدة BLS تزداد مع زيادة عدد الموقّعين.

كيف ينبغي للمستخدمين فهم توقيعات BLS؟

لا يحتاج مستخدمو العملات المشفرة إلى حساب عمليات الاقتران أو نقاط المنحنيات الإهليلجية لفهم فائدة BLS.

الفكرة العملية هي أن BLS يتيح تحويل توقيعات عديدة إلى إثبات واحد.

وقد يجعل ذلك أنظمة المدققين أكثر كفاءة ويساعد الشبكات على توسيع نطاق اتصالات الإجماع.

ينبغي للمستخدمين أيضًا إدراك أن أمان توقيع BLS لا يتجاوز أمان النظام المحيط به.

يجب حماية المفاتيح الخاصة.

يجب التحقق من المفاتيح العامة.

يجب تحديد الرسائل بوضوح.

يجب أن تتبع التطبيقات المواصفات الصحيحة.

يجب أن تمنع البروتوكولات إعادة الإرسال وهجمات المفاتيح الخبيثة والتجميع غير الآمن.

عند استيفاء هذه الشروط، يمكن أن تكون توقيعات BLS من أكثر الأدوات التشفيرية فائدة في البنية التحتية الحديثة للبلوكشين.

الأسئلة الشائعة

إلى ماذا يشير BLS في توقيع BLS؟

يشير BLS إلى Boneh وLynn وShacham، وهم الباحثون الذين قدموا مخطط التوقيع القصير.

ما استخدام توقيع BLS في الكريبتو؟

يُستخدم توقيع BLS لإثبات الموافقة باستخدام مفتاح خاص، ولتجميع موافقات متعددة في توقيع واحد ومضغوط.

لماذا تفيد توقيعات BLS شبكات البلوكشين؟

تفيد توقيعات BLS لأنها قد تقلل كمية بيانات التوقيعات التي تحتاج شبكات البلوكشين إلى تخزينها ونقلها والتحقق منها.

ما تجميع توقيعات BLS؟

تجميع توقيعات BLS هو عملية دمج عدة توقيعات BLS في توقيع واحد يظل قادرًا على إثبات مشاركة عدة موقّعين.

هل توقيع BLS هو نفسه BLS12-381؟

لا، توقيع BLS هو مخطط توقيع، بينما BLS12-381 منحنى إهليلجي ملائم للاقتران يُستخدم غالبًا لتنفيذ توقيعات BLS.

ما هجوم المفتاح الخبيث في BLS؟

هجوم المفتاح الخبيث هو هجوم يسجل فيه موقّع ضار مفتاحًا عامًا متلاعبًا به لجعل التوقيع التجميعي يبدو صالحًا على نحو احتيالي.

كيف تمنع أنظمة BLS هجمات المفاتيح الخبيثة؟

يمكن لأنظمة BLS منع هجمات المفاتيح الخبيثة باستخدام التحقق من المفاتيح العامة وإثبات الامتلاك وقواعد التجميع الآمن.

هل توقيعات BLS أسرع من التوقيعات الأخرى؟

ليست توقيعات BLS أسرع دائمًا عند التعامل مع توقيع واحد، لكنها قد تكون أكثر كفاءة عند تجميع توقيعات كثيرة والتحقق منها معًا.

هل تحمي توقيعات BLS المفاتيح الخاصة؟

لا، تثبت توقيعات BLS أن مفتاحًا خاصًا وقّع رسالة، لكن يظل على المستخدمين والمدققين حماية المفتاح الخاص بممارسات أمنية قوية.

لماذا يستخدم المدققون مفاتيح BLS؟

قد يستخدم المدققون مفاتيح BLS لأن تجميع BLS يساعد الشبكات على جمع أصوات المدققين الكثيرة والتحقق منها باستخدام بيانات أقل.

الخلاصة

توقيع BLS هو مخطط توقيع رقمي يؤدي دورًا مهمًا في البنية التحتية الحديثة للعملات المشفرة.

وتتمثل ميزته الأساسية في إمكانية تجميع توقيعات عديدة في إثبات واحد ومضغوط.

وهذا يجعله مفيدًا خصوصًا لمدققي إثبات الحصة، وأنظمة التوقيع المتعدد، والتوقيع بعتبة، والجسور، وشبكات أوراكل، وأنظمة الكريبتو الأخرى التي تعتمد على موافقات جهات مستقلة عديدة.

تعتمد توقيعات BLS على منحنيات إهليلجية ملائمة للاقتران، وأساليب آمنة للتحويل إلى المنحنى، والتحقق الدقيق من المفاتيح العامة، وفصل النطاقات على نحو قوي.

يمكنها تقليل حجم البيانات وتحسين كفاءة البروتوكول، لكن يجب تنفيذها وفق قواعد أمنية صارمة.

الفكرة الأساسية لمستخدمي العملات المشفرة بسيطة: يساعد توقيع BLS البلوكشين على إثبات عدد كبير من التوقيعات باستخدام بيانات أقل.

أما الدرس الأعمق للمطورين والمدققين، فهو أن BLS لا يكون قويًا إلا عندما يتعامل النظام بأكمله مع المفاتيح والرسائل والتجميع والتحقق على نحو صحيح.