توقيعات شناور: التحديث التشفيري الذي يحول بيتكوين من الداخل

جزء كبير من أمان البيتكوين يعتمد على الضمانات التشفيرية. لعدة عقود، كان خوارزمية التوقيع الرقمي لمنحنى إيلليبتك، والمعروفة اختصارًا بـ ECDSA، المعيار لإثبات ملكية العملة. لكن توقيعات Schnorr تقدم مسارًا بديلًا، لا يعزز فقط الأمان، بل يعيد تعريف الخصوصية وقابلية التوسع. بينما تظل المبادئ الأساسية للبيتكوين دون تغيير، تفتح هذه التوقيعات الرياضية الأنيقة تحسينات عميقة تمتد عبر النظام البيئي بأكمله.

تطور التوقيعات الرقمية: من ECDSA إلى Schnorr

تعمل التوقيعات الرقمية بشكل مشابه للتوقيعات اليدوية، لكنها توفر ضمانات تشفيرية. عند إرسال بيتكوين، تثبت رياضيًا أن لديك مفتاحًا خاصًا معينًا، دون الكشف عنه أبدًا. تبدأ العملية بمفتاح خاص — رقم عشوائي كبير يجب أن يظل سريًا. منه، باستخدام منحنى secp256k1، يتم اشتقاق مفتاح عام يمكن للجميع الاطلاع عليه. الاشتقاق يسير في اتجاه واحد فقط: بينما يكون المفتاح العام مرئيًا، من المستحيل حسابيًا إعادة بناء المفتاح الخاص منه.

في كل معاملة بيتكوين، تقوم فعليًا بتوقيع رسالة، تسمح بنقل بعض العملات. يتحقق الشبكة من هذه التوقيع بشكل مستقل باستخدام مفتاحك العام. إذا كانت كل الأمور صحيحة، تُقبل المعاملة — وإلا تُرفض على الفور. يعمل هذا النظام بشكل موثوق، لكن هيكل ECDSA لديه حدوده الرياضية.

توقيعات Schnorr: أناقة رياضية مع فوائد عملية

تتبع توقيعات Schnorr نفس المبدأ الأساسي لـ ECDSA، لكنها تبسط الرياضيات الكامنة وراءها بشكل كبير. تم تطوير هذا المخطط من قبل Claus P. Schnorr منذ عقود. لماذا لم يستخدم البيتكوين ذلك من البداية؟ السبب: توقيعات Schnorr كانت محمية ببراءات اختراع، التي انتهت فقط في أوائل 2008 — قبل إصدار ورقة البيتكوين البيضاء بقليل. في ذلك الوقت، كان ECDSA قد تم اعتماده كمعيار، وواسع الانتشار، ومختبرًا. لنظام مالي جديد تمامًا، كانت الطريقة المجربة هي الخيار الأكثر أمانًا.

لكن اليوم، مع انتهاء صلاحية براءات الاختراع، لدى البيتكوين فرصة للترقية. القوة الأساسية لتوقيعات Schnorr تكمن في بساطتها وخصيصة تسمى الخطية. تتيح هذه الخطية دمج عدة توقيعات رياضيًا في توقيع واحد — قدرة لها تبعات ثورية على البيتكوين.

توقيعات Schnorr والمعاملات متعددة التوقيعات: الخصوصية تلتقي بالتوسع

يدعم البيتكوين بالفعل محافظ التوقيع المتعدد، حيث يتعين على عدة أطراف الموافقة على معاملة. لكن النظام الحالي لديه عيب كبير: عندما يتم صرف أموال من عنوان متعدد التوقيعات، تكون جميع المفاتيح العامة والتوقيعات مرئية على البلوكشين. هذا يكشف للمراقبين المحتملين عن بنية المحفظة ويزيد من حجم المعاملة، مما يؤدي إلى رسوم أعلى.

تغير توقيعات Schnorr هذا الديناميك بشكل جذري. تتيح تجميع التوقيعات لعدة مشاركين دمج توقيعاتهم في توقيع واحد ومضغوط — يكاد لا يختلف في الحجم عن توقيع شخص واحد عادي. على السلسلة، يمكن أن تظهر المعاملات متعددة التوقيعات الآن كمعاملات قياسية. النتيجة ذات قيمتين: تتحسن الخصوصية، حيث لم يعد من الممكن معرفة عدد الأطراف المشاركة، ويزداد التوسع، حيث يتم تخزين بيانات أقل على البلوكشين.

ما بعد التوقيعات المتعددة: أساس ابتكار البيتكوين

تتجاوز آثار توقيعات Schnorr المعاملات متعددة التوقيعات النظيفة. فهي تعمل كأساس تشفيري لميزات أكثر تقدمًا في البيتكوين. تقنيات مثل المبادلات الذرية تستفيد من مخططات توقيع أكثر مرونة، في حين أن الأنظمة خارج السلسلة مثل شبكة Lightning تحتاج إلى هياكل تشفير فعالة وخاصة — وهو ما توفره توقيعات Schnorr.

كما سهلت توقيعات Schnorr تصميم Taproot، وهو ترقية مهمة للبيتكوين، يعبر عن شروط الإنفاق المعقدة بشكل أنيق، مع بقاء البيانات على السلسلة قليلة وخاصة. تشكل هذه التوقيعات العمود الفقري التشفيري لنظام كامل من الميزات المستقبلية للبيتكوين.

مسار الدمج: من المفهوم إلى الواقع

طوال فترة طويلة، كانت توقيعات Schnorr تُناقش كترقية نظرية بإطار زمني غير مؤكد. كما هو الحال مع جميع تغييرات البيتكوين، استلزم إدخالها مراجعة دقيقة، توافق، واستراتيجيات نشر محافظة. لعب مطورو Bitcoin Core — خاصة Pieter Wuille، Jonas Nick، و Tim Ruffing — أدوارًا رئيسية في صياغتها من خلال مقترحات تحسين البيتكوين.

ساهمت شركة Blockstream بشكل كبير، حيث قدمت تنفيذ MuSig لتجميع التوقيعات، وأظهرت كيف تعمل توقيعات Schnorr بشكل آمن في الممارسة. في النهاية، تم تفعيل توقيعات Schnorr كجزء من ترقية Taproot عبر هارد فورك — مناورة تقنية أنيقة مكنت الابتكار دون تقسيم الشبكة.

الثورة غير المرئية: لماذا توقيعات Schnorr مهمة للمستقبل

بالنسبة للمستخدمين العاديين للبيتكوين، تظل توقيعات Schnorr إلى حد كبير في الخلفية. ومع ذلك، فإن تأثيرها عميق: فهي تعزز الخصوصية، تقلل من حجم المعاملات، وتجعل تصميم العقود الذكية المتقدمة ممكنًا. والأهم من ذلك، أن توقيعات Schnorr تشكل الأساس لابتكارات مستقبلية.

من خلال تبسيط الأسس التشفيرية للبيتكوين، يمكن للمطورين إنشاء أنظمة أكثر تعبيرًا، كفاءة، وخصوصية. في النهاية، توقيعات Schnorr ليست مجرد ترقية تقنية — إنها استثمار طويل الأمد في تطور البيتكوين كشبكة مالية عالمية.