امضای دیجیتال در بلاکچین چیست و چگونه کار می‌کند؟

وقتی اعتبار دنیای بازار ارزهای دیجیتال به‌خاطر ماهیتی که دارد تا این اندازه زیر سؤال است، چطور می‌توان پاسخی برای همه ابهام‌ها و ایرادهای وارد به این بازار پیدا کرد؟ چطور می‌توان از امنیت این بازار مطمئن شد و با خیالی آسوده سراغ معامله در این بازار رفت؟ بلاکچین و بازار ارزهای دیجیتالی تا این لحظه همچنان یکی از پرمخاطب‌ترین و جذاب‌ترین بازارهای مالی است، اگر قرار بود با چنین ابهام بزرگی متزلزل شود، مطمئنا نمی‌توانست تا این اندازه محبوب بماند. روش‌های مختلفی برای حفظ امنیت بلاک‌چین وجود دارد و یکی از آنها امضا دیجیتال در بلاکچین است.

امضا دیجیتال، یکی از راه‌های تضمین اصالت و اعتبار پیام و محتوا در بلاکچین یا سایر بسترهای مجازی است. در فناوری بلاک‌چین، فرآیند تأیید تراکنش با استفاده از روشی به نام امضای دیجیتال انجام می‌شود. در این مقاله از والکس به زبان ساده توضیح خواهیم داد که امضای دیجیتال چیست و چه کاربردی به‌خصوص در ارز دیجیتال دارد. در نهایت راه دریافت یک امضای دیجیتال را هم به شما نشان خواهیم داد.

امضای دیجیتال چیست؟

امضا دیجیتال در بلاکچین تکنیکی است که برای تأیید صحت یک پیام، نرم‌افزار، اطلاعات محرمانه یا سند دیجیتالی استفاده می‌شود. همچنین می‌توان آن را به‌عنوان یک امضای دیجیتالی دست‌نویس یا مهروموم توصیف کرد که امنیت و حریم خصوصی بیشتری دارد. هدف امضای دیجیتال حل مشکل تقلب در ارتباطات دیجیتال است. در واقع امضای دیجیتال یک طرح ریاضی‌وار برای تایید یک پیام دیجیتالی یا یک سند است. یک امضای معتبر، در پیام رمزنگاری شده باعث می‌شود که گیرنده به پیام و سند دریافت شده اعتماد کند. گیرنده زمانی که یک پیام با امضای دیجیتال دریافت کند، می‌تواند از سه چیز مطمئن باشد:

• پیام توسط یک فرستنده امن ارسال شده است.
• پیام در کانال ارسال تغییر نکرده است.
• فرستنده پیام نمی‌تواند ارسال آن را رد و انکار کند.

امضاهای دیجیتال، یکی از کاربردهای استاندارد در بیشتر پروتکل‌های رمزنگاری است. از این امضاها بیشتر در تأیید توزیع نرم‌افزاری اطلاعات یا تراکنش‌های مالی استفاده می‌شود. تمام نرم‌افزارهای مدیریت قرارداد و هر چیز دیگری که تشخیص جعل و دست‌کاری در آن مهم است، از امضاهای دیجیتال استفاده می‌کنند. برای اینکه بدانیم امضا دیجیتال در بلاکچین چگونه کار می‌کند، ابتدا باید اصول توابع هش و رمزنگاری کلید عمومی را بدانیم.

تابع هش

هش «Hash» یکی از مهم‌ترین عناصر کلیدی سیستم امضای دیجیتال است. فرآیند هش را شامل تبدجی تولید شده توسط تابع هش به‌عنوان مقدار هش یا خلاصه پیام شناخته می‌شود. ترکیب تابع هش با ریل داده‌ها از هر اندازه به خروجی‌ای با اندازه ثابت می‌دانند که توسط تابع هش انجام می‌شود. خرومزنگاری می‌تواند برای تولید یک مقدار هش یا همان خلاصه پیام استفاده شود که درست چیزی شبیه به اثر انگشت دیجیتال هر فرد است.

این اثر انگشت دیجیتال اختصاصی به معنی ایجاد تغییر در داده‌های ورودی (پیام) و خروجی متفاوتی است که مشابه مقدار هش شناخته می‌شود. همین موضوع، اصلی‌ترین دلیلی است که از توابع هش رمزنگاری برای تأیید صحت داده‌های دیجیتال و امضا دیجیتال در بلاکچین به طور گسترده استفاده می‌کنند.

رمزنگاری کلید عمومی

رمزنگاری کلید عمومی یا PKC (Public Key Cryptogrpahy) سیستم رمزنگاری متفاوتی است که از یک جفت کلید، کلید عمومی و یک کلید خصوصی استفاده می‌کند. علاوه بر این، PKC  می‌تواند در تولید امضا دیجیتال در بلاکچین هم استفاده شود. این فرآیند شامل هش کردن پیام با کمک کلید خصوصی امضاکننده است. در مرحله بعد، گیرنده پیام می‌تواند با استفاده از کلید عمومی ارائه شده توسط امضاکننده اعتبار و درستی امضا را بررسی کند و از صحت آن مطمئن باشد.

تاریخچه استفاده از امضای دیجیتال

بیشترین استفاده از امضاهای دیجیتال در پروتکل‌های رمزنگاری نامتقارن استفاده است. ایده این امضا اولین‌بار در سال ۱۹۷۶ توسط ویتفید دیفای (Whitfield Diffie) و مارتین هلمن (Martin Hellman) ارائه شد. البته تیمی بزرگ‌تر به توسعه و اجرا کردن این ایده کمک کردند. اولین بسته نرم‌افزاری امضای دیجیتال در سال ۱۹۸۹ با نام لوتوس نت به بازار عرضه شد.

طرح‌های ابتدایی امضای دیجیتال از تبدیل دریچه‌ای استفاده می‌کردند. تبدیل دریچه‌ای یک تابع رمزنگاری است که در یک سو به‌آسانی محاسبه شده و در سوی مخالف محاسبه آن برای پردازنده‌‌ها بسیار دشوار است. اگرچه این ایده روشی نوین و متفاوت بود، اما زمان نشان داد که این روش در برابر حمله هکرها آسیب‌پذیر است. چرا که در این روش، ابتدا پیام با روش درهم سازی، خلاصه شده و سپس خلاصه پیام امضا می‌شود. پس هکر ممکن است یک امضای جعلی بسازد و شبکه را با مشکل مواجه کند.

امضاهای دیجیتال چگونه کار می‌کنند؟

روند کار امضا دیجیتال در بلاکچین شامل سه مرحله کلی است: 

１.  هش کردن

اولین مرحله، هش کردن پیام‌ها یا داده‌های دیجیتال است. داده‌ها از طریق یک الگوریتم هش عبور می‌کنند تا مقدار هش یا همان خلاصه پیام تولید شود. همان‌طور که در توضیح هش اشاره کردیم، اندازه یک پیام می‌تواند به طور قابل‌توجهی متفاوت باشد، اما پس از هش کردن، تمام مقادیر هش آن طول یکسانی خواهند داشت. این روند اساس یک تابع هش است.

این نکته را هم در نظر داشته باشید که هش کردن داده‌ها برای تولید یک امضای دیجیتال الزامی نیست، چون شخص می‌تواند از کلید خصوصی برای امضای پیام‌های ناامن استفاده کند. اما برای ارزهای دیجیتال، داده‌ها همیشه هش هستند تا کل فرآیند را ساده کنند.

２.  امضا

پس از هش کردن داده‌ها، فرستنده پیام باید آن را امضا کند. امضا کردن پیام زمانی اتفاق می‌افتد که فرستنده از رمزنگاری کلید عمومی استفاده می‌کند. انواع مختلفی از الگوریتم‌های امضا دیجیتال در بلاکچین وجود دارد که هر کدام مکانیسم خاص خود را دارند، اساساً خلاصه پیام با کلید خصوصی فرستنده امضا می‌شود و گیرنده پیام می‌تواند صحت پیام و امضا فرستاده شده را با استفاده از کلید عمومی مربوطه که توسط امضاکننده ارائه شده، کنترل کند.

هر دو کلید عمومی و خصوصی توسط فرستنده پیام تولید می‌شوند، اما فقط کلید عمومی با گیرنده به اشتراک گذاشته می‌شود. به یاد داشته باشید که امضا دیجیتال در بلاکچین به طور مستقیم با محتوای هر پیام مرتبط است. بنابراین، هر پیام امضا شده دیجیتال دارای امضای دیجیتال متفاوتی خواهد بود. امضایی که هیچ‌کس نمی‌تواند آن را جعل یا کپی‌برداری کند.

３.  تأیید

 زمانی فرآیند تأیید انجام می‌شود که گیرنده با استفاده از کلید عمومی ارائه شده توسط فرستنده دریافت پیام و اعتبارسنجی امضا را تأیید کند. برای اینکه بدانیم امضا دیجیتال چگونه کار می‌کند، با یک مثال عملکرد امضا دیجیتال در بلاکچین را توضیح می‌دهیم تا متوجه شوید چطور این امضا همان‌طور که امینت پیام را حفظ می‌کند، مراقب اطلاعات حساس و کلیدی پیام هم است.

برای مثال اگر مینا بخواهد پیامی رمزنگاری شده به علی بفرستد و کلید عمومی علی برای همگان قابل‌رؤیت باشد، مینا می‌تواند از کلید عمومی علی در الگوریتمی که پیامش را رمزنگاری می‌کند، استفاده کند. اشخاص دیگر ممکن است بتوانند پیام رمزنگاری شده را ببینند یا آن را رهگیری کنند، اما تا زمانی که کلید خصوصی علی را نداشته باشند، نمی‌توانند محتوای پیام را رمزگشایی کنند؛ البته فقط خودِ علی از کلید خصوصی آگاه است. بنابراین، مینا بدون آنکه به کلید خصوصی علی احتیاج داشته باشد، می‌تواند اطمینان حاصل کند که فقط و فقط علی می‌تواند پیام اصلی را ببیند.

در امضای دیجیتال، همین فرآیند کلیدها به‌صورت برعکس عمل می‌کند. به‌جای اجرای محاسبه اولیه با کلید عمومی، مینا می‌تواند از کلید خصوصی خود در الگوریتم امضا استفاده کند تا امضایی را به وجود بیاورد که به پیام و کلید عمومی‌اش متصل باشد. در این وضعیت هیچ‌کس نمی‌تواند به کلید خصوصی مینا دسترسی پیدا کرده و همچنین کسی قادر نخواهد بود صرفاً با امضا و کلید عمومی او امضای معتبری از او جعل کند. اما هرکس که به کلید عمومی مینا دسترسی داشته باشد، می‌تواند مطمئن شود که او با کلید خصوصی‌اش پیام را امضا کرده است.

در نتیجه، فرستنده برای محافظت و امضا کردن پیام از کلیدهای عمومی و گیرنده از کلید خصوصی برای خواندن آن استفاده می‌کنند. این روش یکی از امن‌ترین راه‌ها برای محافظت از اسناد یا پیام‌های محرمانه است. همچنین امضا یکپارچگی داده‌ها و صحت پیام را تضمین می‌کند.

دلیل اهمیت امضای دیجیتال برای بلاک‌چین

پیام‌های دیجیتال را می‌توان با استفاده از رمزنگاری احراز هویت کرد، اما سیستم‌های پشت امضای دیجیتال دائماً در حال تغییر هستند. اگر قرار باشد نگاهی به گذشته بیندازیم، حداقل از قرن هفدهم می‌توان ردپای امضاهای کتبی برای تأیید اسناد را پیدا کرد. این امضاها در انواع بی‌شماری از قراردادهای استفاده می‌شوند. از قراردادهای کاری و دریافت کارت اعتباری گرفته تا معاهدات بین‌المللی که اهمیت و اعتبار آنها به‌مراتب بیشتر بود. اما عصر دیجیتال راه‌های جدیدی را برای برقراری ارتباط ایجاد کرده است که دیگر محدود به کاغذ و صندوق پستی فیزیکی نیست.

امضای دیجیتال اصل اساسی در blockchain است که عمدتاً برای احراز هویت تراکنش‌ها استفاده می‌شود. هنگامی که کاربران تراکنش‌هایی را ارسال می‌کنند، باید به هر نود در سیستم ثابت کنند که مجاز به خرج کردن آن وجوه هستند، درحالی‌که از خرج کردن آن توسط سایر کاربران جلوگیری می‌کنند. هر نود در شبکه تراکنش ارسال شده را تأیید می‌کند و کار تمام نودهای دیگر را بررسی می‌کند تا در مورد وضعیت صحیح توافق شود.

تفاوت امضای دیجیتال و امضای الکترونیک

امضاهای الکترونیکی و امضا دیجیتال در بلاکچین ممکن است به‌جای هم به کار برده شوند. اما در حقیقت بسیار متفاوت‌اند. تفاوت اصلی این دو امضا، در کاربرد آن‌ها است. امضاهای دیجیتال را برای تأمین امنیت اسناد استفاده می‌کنند و فقط توسط یک اعتبارسنج معتبر صادر می‌شوند؛ به بیان دیگر، یک امضا شبیه اثر انگشت افراد در یک پیام رمزگذاری شده است. این در حالی است که کاربرد امضای الکترونیکی شبیه امضای واقعی افراد است که در سیستم‌های اداری از آن استفاده می‌کنند.

امضای معمولی را می‌توان جعل کرد اما جعل امضای دیجیتال به دلیل استفاده از نظریه اعداد تقریباً غیرممکن است. در واقع سیستم رمزنگاری کلید عمومی کاربر، هم صاحب اختصاصی کلید عمومی است و هم کلید خصوصی پیام را در اختیار دارد. امضای الکترونیکی مانند یک رمز عبور عمل می‌کند، اما اگر سند تغییری کند، این امضا نمی‌تواند آن تغییر را نشان دهد و ثابت کند. این در حالی است که مقابل امضاهای الکترونیکی مانع از تغییر محتوای اسناد شده و اگر تغییری در آن ایجاد شود، امضا تغییر کرده یا از آن حذف می‌شود.

نکاتی که هنگام استفاده از این امضا باید آن را در نظر داشته باشید:

•  این امضا با استفاده از کلید خصوصی شما ایجاد می‌شود.
• به‌صورت آفلاین عمل می‌کند. نیازی به اینترنت ندارد و برای ایجاد و تأیید آن به کلید خصوصی احتیاج دارید.
•  کلید عمومیِ شخص برای اینکه نودها کلید خصوصی مربوط به آدرس مقصد را تأیید کنند، کافی است.
• کیف پول‌های دیجیتال، به طور معمول امضاهای دیجیتال را در رمزارزها به وجود می‌آورند. با استفاده از کیف پول سخت‌افزاری، تمام مراحل امضای تراکنش توسط کیف پول به‌صورت خودکار انجام می‌شود و تراکنش به‌صورت امضا شده از کیف پول خارج می‌شود.

چگونه در تراست ولت یک امضا درست کنیم؟

تراست ولت یکی از محبوب‌ترین کیف پول‌های نرم‌افزاری ارز دیجیتال است که امکان ساخت امضای دیجیتال را برای کاربران فراهم می‌کند. مراحل ساخت امضای دیجیتال در تراکنش‌های تراست ولت به این شرح است:

1. ابتدا نرم‌افزار تراست ولت را باز کرده و به بخش تنظیمات (setting) بروید.
2. گزینه امنیت (security) را انتخاب کنید.
3. در صفحه جدید گذرواژه (password) را فعال کرده و یک گذرواژه شش رقمی تعیین کنید.
4. در صفحه جدیدی که باز می‌شود گزینه امضای تراکنش (Transaction signing) را فعال کنید.

از این‌ پس تراکنش‌های تبدیل و ارسال ارز با یک امضای دیجیتال اختصاصی تأیید می‌شود. این ویژگی بیشتر هنگام استفاده از پروژه‌های DApps کاربرد دارد.

امضا دیجیتال در بلاکچین، راز امنیت

فناوری بلاکچین با داشتن ویژگی‌های منحصربه‌فرد خود، اکنون تبدیل به یکی از ابزارهای امن برای حفظ حریم خصوصی و امنیت اطلاعات شده است. امضای دیجیتال تنها یکی از ابزارهای این فناوری در راستای حفظ امنیت کاربران است. امضا دیجیتال در بلاکچین یکبار دیگر به ما ثابت می‌کند که فناوری مورد استفاده در ارزهای دیجیتال از نظر سطح امنیت، اصالت، یکپارچگی و شفافیت بسیار تضمین شده هستند.

شما از چه کیف پولی برای نگهداری و ارسال ارزهای دیجیتال خود استفاده می‌‌کنید؟ آیا روش فعال‌سازی امضای دیجیتال در کیف پولتان را می‌دانید؟ نام کیف پولی را که از آن استفاده می‌کنید در بخش دیدگاه‌ها برای ما بنویسید تا روش فعال‌کردن امضای دیجیتال در آن را برایتان شرح دهیم.