Будущее Биткоина? Lightning network и схема Шорра

Lightning Network

Lightning Network это нововведение, которое поможет решить проблемы маштабируемости и увеличить скорость транзакций. Идею LN-протокола планируют реализовать сразу ряд известных компаний среди которых Blockstream, ACINQ, Lightning Labs, MIT DCI и Bitfury.

Что собой являет Lightning Network?

Технология LN — это улучшение блокчейна Bitcoin. Данное внедрение даст пользователям возможность проводить неограниченное количество микроплатежей, которые не будут записываться в блокчейн. Информация о промежуточных платежах, не будет попадать под запись, только итоговый баланс.

Вместе с этим, в LN практически отсутствует возможность кражи или потери денег, а также любых манипуляций. За пользователем остается право на отправку средств вместе с прикрепленным условным обязательством о возврате. Средства замораживаются до тех пор, пока вторая сторона договора не подпишет обязательство о возврате. Если условия уговора не будут выполнены, то средства будут возвращены обратно отправителю.

Кроме того, LN может стать альтернативой для увеличения блока в блокчейне Bitcoin. Если надстройка будет внедрена, то низкая пропускная способность блока перестанет быть проблемой. Сутью разработки является проведение большинства операций непосредственно в самом LN, не нагружая блокчейн.

Где будет использоваться Lightning Network?

LN в перспективе будет использоваться для оплаты мелких покупок (например чашечки кофе или чая). Сейчас это невыгодно по причине довольно низкой пропускной способности блока в сети Bitcoin, пользователям приходится платить достаточно высокую комиссию. Так что нет смысла передавать друг другу небольшие суммы.

Помимо возможности повсеместно внедрить оплату биткоином, LN упростит обмен криптовалют. Сейчас, чтобы обменять биткоин на лайткоин нужно либо проводить операцию через криптовалютную биржу, либо искать человека, которому можно доверять. Но при помощи LN можно исключить третью сторону.

Схема Шнорра

Внедрение подписей Шнорра в структуру Биткоина это идея над которой работают лучшие ученые на протяжении многих лет. Однако недавно, разработчики Bitcoin Core Грегори Максвелл, Эндрю Поэлстра, Янник Сеурин и Питер Велле сделали заявление. Они уже создали white pаper по внедрению схемы аутентификации и электронной подписи Шнорра в протокол биткоина для решения проблемы масштабирования. Это внедрение подразумевает под собой объединение подписей в один вход данных вместо обработки каждой подписи отдельно. Это позволит уменьшить место для хранения данных в блокчейне и значительно увеличить пропускную способность сети. Если имплементация подписи Шнорра будет успешной, то разработчики предполагают снижение общего размер данных блокчейна примерно на 25%.

Давайте выясним, что это такое и как оно работает?

Для начала разберемся, что означают подписи. Биткойн базируется на использовании некого математического трюка под названием “криптография с открытым ключом”. Это криптографическая система, которая использует два типа “ключей” или два набора чисел. Это закрытый и открытый ключ.

Закрытый и открытый ключи имеют между собой математическое соотношение и крепко зависят друг от друга. С помощью закрытого ключа мы можем без труда получить открытый ключ, а вот сделать обратный процесс и получить закрытый ключ из открытого практически невозможно.

Для осуществления траты биткойна с какого-либо биткойн-адреса, нужно доказати, что вы являетесь “владельцем” (то есть знание) закрытым ключом, который соответствует открытому ключу, связанному с этим адресом. Процессом доказательства владения закрытым ключом без необходимости обнародовать этот закрытый ключ называется криптографическая подпись.

Подпись являет собой сложную схему математических вычислений, в которых принимают участие две составляющих: данные транзакции и закрытый ключ. Далее начинается работа криптографии с открытым ключом: зная открытый ключ, любой может убедиться, что для создания подписи использовался правильный закрытый ключ. Для этого даже не нужно знать сам закрытый ключ.

“Владелец” закрытого ключа может, таким образом, подписать транзакцию и потратить биткойны, не волнуясь о том, что кто-то другой может увидеть закрытый ключ и украсть эти биткойны — закрытый ключ никогда не раскрывается, а подпись годится только для этой конкретной транзакции.

Что такое Схема Шнорра и как она связанна с Биткоином?

Схема Шнорра создана ученым Клаусом-Петером Шнорром и представляет собой набор математических правил, связывающих между собой закрытый ключ, открытый ключ и подпись. Многие криптографы считают подписи Шнорра находкой для того, чтобы обеспечить гарантию высокого уровня защиты от ошибок. Эти подписи не изменяемы и сравнительно быстро проверяемы. Одним из самых важных аспектов является поддержка функции мультиподписи: это возможность объединения большого количества подписей в новую единую подпись.

Несмотря на это, до сих пор не было возможности задействовать схему Шнорра для Биткойна. Другая схема подписи, алгоритм цифровой подписи на основе эллиптических кривых (Elliptic Curve Digital Signature Algorithm — ECDSA) встроен в протокол Биткойна, и чтобы изменить это, понадобился бы хардфорк.

Что же нужно для внедрения схемы Шнорра?

Segregated Witness это способ, с помощью которого разработчики убрали подписи в отдельную часть транзакции — свидетельство — отсутствующую в «старом» биткойн-протоколе. И благодаря наличию разных версий скриптов, практически любое правило, касающееся свидетельства, можно изменить путем софтфорка. Включая используемую схему подписи.

Пропускная способность

Одно из наиболее положительных влияний схемы Шнорра является объединение множества подписей в одну.

Как работают биткойн-транзакции? Они включают в себя множество входов, ссылающихся на адреса, с которых поступают биткойны. На данный момент каждый из этих входов требует своей собственной подписи, что означает, что все эти подписи должны быть включены в транзакцию, их все нужно передать по сети и все они должны быть включены в блок.

С помощью схемы Шнорра, однако одна комбинированная подпись заменит множество и с ее помощью можно будет осуществлять вход. Это дает очивидный плюс, виден невооруженным глазом: объем даннях будет значительно уменьшин, ведь только одна подпись должна быть включена в транзакцию, только ее одну нужно передать по сети и только она одна будет включена в блок. Это значит, что теперь транзакции будут иметь больше места, чем раньше.

Мультиподпись

Описанное выше увеличение пропускной способности верно для обычных транзакций, многие из которых имеют более одного входа. Но еще более значительное преимущество можно получить для транзакций с мультиподписью — транзакций, где один вход сам по себе требует нескольких подписей (как правило, от нескольких людей).

Как и с нормальными транзакциями, не более одной подписи нужно будет включить в любую транзакцию с мультиподписью. Не имеет значения, сколько подписей требуется, не важно, сколько людей в этом участвует.

Это открывает путь для смарт-контрактов, намного более сложных по своей структуре, при гораздо меньшем объеме данных, чем обычно требуется. Не важно, это мультиподпись два-из-трех, три-из-пятнадцати или сто-из-ста, во всех этих транзакциях подпись будет занимать столько же места, сколько и в обычной транзакции с единственной подписью.

Обеспечение конфиденциальности и высокого уровня защиты

Подписи Шнорра предлагают нам еще один большое плюс – конфиденциальность. Как уже упоминалось, у одной транзакции может быть несколько входов. Чаще всего эти входы ссылаются на адреса, которыми управляет лишь одно лицо.

CoinJoin — трюк, придуманный разработчиком Bitcoin Core Грегори Максвеллом — позволяет разным пользователям объединить все их транзакции в одну. Эта одна транзакция будет включать множество входов от разных плательщиков, которые отправляют деньги на множество выходов, принадлежащих разным адресатам.

Если получиться реализовать CoinJoin то это позволит поднять уровень конфиденциальности в сети Биткойн на более высокий уровень, чем раньше, ведь теперь становится абсолютно непонятно, с какого именно входа пришла оплата на данный выход, не говоря уже о том, кто кому заплатил. Это обеспечит пользователь от возможных уловок мошенников.

Но подписи Шнорра могут подарить CoinJoin дополнительное преимущество. Они позволяют всем участникам CoinJoin-транзакции не только объединить сами транзакции, но и объединить их подписи. Это означает, что размер полученной транзакции будет меньше, чем сумма размеров всех транзакций по отдельности. Что, в свою очередь, означает, что майнеры будут брать меньшую комиссию за обработку такой транзакции.

Итог

Внедрение схемы Шнорра CoinJoin позволит значительно усилить конфиденциальность, снизить затраты на комиссию для каждого пользователя. Этот шаг является невероятным прогрессом и если эта миссия увеньчается успехом, то схема Шнорра CoinJoin станет выбором по умолчанию — значительно усилив конфиденциальность Биткойна для всех.

Подписывайтесь на наш Телеграмм канал, чтобы не пропустить свежие новости!

Источник