حفظ حریم خصوصی کاربران در حوزه ارز دیجیتال از ابتدا یکی از چالش‌های اساسی پیش روی توسعه دهندگان بوده است. تاکنون پیشرفت‌های قابل توجهی در فناوری و نحوه پیاده‌سازی حریم خصوصی در شبکه‌های بلاکچینی فراهم شده که ناشناس بودن را در تبادل ارزهای دیجیتال فراهم می‌کند. فناوری نوینی به نام امضای حلقوی (Ring Signature) در برخی از توکن های حریم خصوصی از جمله مونرو به کار گرفته شده است و بدین شکل کاربران می‌توانند تراکنشهای خود را به صورت کاملا ناشناس انجام دهند.
امضای حلقوی نوعی امضای دیجیتال و رمزنگاری شده است که در سال 2001 توسط رون ریوست (Ron Rivest)، آدی شامیر (Adi Shamir) و یائل تاومان (Yael Tauman) اختراع و در رویداد سالانه نظریه و کاربرد رمزنگاری و امنیت اطلاعات آسیاکریپت (Asiacrypt) معرفی شد. این مفهوم تا حدودی شبیه به تراکنشهای چند امضایی است، با این تفاوت که، هیچ راهی برای شناسایی امضاکننده واقعی تراکنش وجود ندارد. با داموندمگ همراه باشید تا با مفهوم امضای حلقوی و کاربردهای آن آشنا شوید.
امضای حلقوی چیست؟
هدف اولیه امضاهای حلقوی این بود تا اطلاعات محرمانه، به ویژه برای مقامات دولتی بدون اینکه مشخص شود چه کسی آنها را فاش کرده است، افشا شود.
از زمانی که امضاهای حلقوی برای اولین بار مطرح شد تاکنون، بهینه‌سازی‌های مختلف و ویژگی‌های جدیدی به این فناوری اضافه‌شده است.
ایچیرو فوجیساکی (Eiichiro Fujisaki) و کاتارو سوزوکی (Koutarou Suzuki) در سال 2006 امضای حلقوی قابل ردیابی را پیشنهاد کردند. نسخه بهینه از این نوع امضای حلقوی، همان چیزی است که در حال حاضر در ارزهای دیجیتالی دارای فناوری کریپتونوت (CryptoNote) استفاده میشود. کریپتونوت یک فناوری است که از آن به منظور بهبود و ارتقای حریم خصوصی در ارزهای دیجیتال نظیر مونرو، بایت کوین، کاربو، دش کوین، فانتوم کوین، بولبری کوین و … بهره برده شده است.
این فناوری با پنهان کردن منبع ورودی‌ها (اینپوت‌ها) در تراکنش، برای غیرقابل ردیابی کردن فرستنده در یک تراکنش همتا به همتا استفاده میشود.
در ادامه با گذشت زمان، گرگوری ماکسول، توسعه‌دهنده بیت کوین کور مفهوم تراکنشهای محرمانه حلقوی (Ring CTs) را ارائه کرد و کمی بعد در سال 2015 این مفهوم توسط پروژه مونرو مورد استفاده قرار گرفت. این مفهوم علاوه بر مخفی کردن هویت فرستنده تراکنش، میزان ارز دیجیتال منتقل شده را هم مخفی می‌کند.
امضای حلقوی چگونه کار می کند؟
همانطور که گفته شد، امضای حلقوی یک امضای دیجیتال رمزنگاری‌شده است که شبیه به امضای گروهی (تراکنش چند امضایی) عمل می‌کند. با این حال، امضای حلقوی مفهوم امضای گروهی را گسترش می‌دهد تا حریم خصوصی بیشتری برای کاربر فراهم کند. یکی از کوین‌های مبتنی بر فناوری CryptoNote را در نظر بگیرید. در زمان انجام تراکنش با این کوین‌ها، امضای حلقوی سمت ورودی تراکنش را مخفی می‌کند و به این شکل، هویت فرستنده قابل تشخیص نخواهد بود.
امضای حلقوی مدلی پیچیدهتر از امضای دیجیتال معمولی مانند امضاهای ECDSA یا Schnorr است که در سایر پروژههای ارز دیجیتال استفاده میشود. علت آن که از واژه حلقوی برای این امضا استفاده میشود هم این است که Ring Signature، شامل گروهی از امضاهای دیجیتالی کاربران است که برای تشکیل یک امضای منحصر به فرد برای تراکنش استفاده میشود. این گروه کاربران به عنوان یک حلقه شناخته می‌شوند و به طور تصادفی از بین کاربران در بلاکچین انتخاب می‌شوند. از نظر مفهومی، امضای حلقوی شبیه به امضای چک از یک حساب بانکی مشترک است، اما با برخی روش‌های رمزنگاری اجرا شده، امضاکننده واقعی در بین گروه به هیچ وجه قابل تشخیص نیست.
بیایید تا نحوه عملکرد امضای حلقوی در شبکه بلاکچینی مونرو (Monero) را بررسی کنیم. به مثال زیر توجه کنید:
آلیس می‌خواهد برای باب 10 مونرو را بفرستد، بنابراین تراکنشی را از طریق کیف پول خود انجام می‌دهد.
امضای دیجیتال آلیس برای این تراکنش، یک کلید خصوصی یک بار مصرف است که با خروجی ای که از کیف پول او ارسال می شود شروع میشود. این فرآیند تا اینجا تقریبا مشابه با تراکنش سایر ارزهای دیجیتال بوده است.
حالا شبکه از میان خروجی‌های سایر تراکنشهای بلاکچین به طور تصادفی اعضای دیگر حلقه را انتخاب می‌کند و پس از آن تراکنش تایید میشود.
همه اعضای حلقه از نظر شبکه معتبر هستند و همین باعث میشود تا ماینر یا شخصی که تراکنش را تایید می‌کند نتواند فرستنده را تشخیص دهد. در نهایت همه خروجی‌های یک امضای حلقوی، ورودی تراکنش را تشکیل می‌دهند.
اگرچه کلید عمومی آلیس در تراکنش خودش استفاده میشود، اما ممکن است به‌طور تصادفی در تراکنشهای دیگر در شبکه مونرو استفاده شود. علاوه بر این، ساخت خودکار کلیدهای یکبار مصرف منحصر به فرد از شناسایی تراکنش جلوگیری می‌کند. یعنی در چند مرحله عملیات مخفی کردن هویت فرستنده، انجام میشود.
مشکلی که ممکن است با داشتن تراکنشهای ناشناس در شبکه‌های ارزهای دیجیتال متمرکز بر حریم خصوصی مانند مونرو پیش بیاید، این است که پیشگیری از دو بار خرج کردن یا دابل اسپندینگ (Double Spending) بسیار دشوار خواهد بود. این مشکل با استفاده از رمزنگار مبتکرانه حل شد.
هر تراکنش در مونرو با تصویر کلیدی منحصر به فرد خود همراه است و از آنجا که این تصویر منحصر به فرد است، ماینرها به سادگی می‌توانند دوبار استفاده شدن یک توکن را بررسی کنند.
دابل اسپندینگ یکی از مشکلات مرسوم در سیستم‌های پولی اکترونیکی است. اگرچه بیت کوین به واسطه استفاده از فناوری‌های بلاکچین و الگوریتم اثبات کار، تا حد زیادی موفق به غلبه بر این مشکل شده، اما تاکنون بارها در مورد ارزهای دیجیتال با قدرت شبکه پایین‌تر، شاهد بروز این نوع حملات بوده‌ایم.
تراکنش های محرمانه حلقوی (Ring CTs)
در حالی که امضای حلقوی بر تامین حریم خصوصی فرستنده تراکنش تمرکز می‌کند، ساختار تراکنش های حلقوی (Ring Confidential Transactions)، از طریق مخفی کردن مبلغ معامله بین فرستنده و گیرنده بر افزایش حریم خصوصی هر دو تاکید دارد.
در مدل اولیه امضای حلقوی، خروجی‌ها باید به حلقه‌های جداگانه تقسیم می‌شدند زیرا امضاهای حلقوی فقط می‌توانست حاوی خروجی‌هایی با همان مقدار باشد. به همین دلیل، اشخاص ثالث قادر به مشاهده مبالغ واقعی در حال معامله بودند. متخصصان علم رمزنگاری در نهایت با معرفی تراکنشهای محرمانه حلقوی، این مشکل را حل کردند و گام دیگری در راستای افزایش حریم خصوصی کاربران برداشتند.
یک کیف پول ارز دیجیتال با استفاده از Ring CTs می‌تواند، به آسانی تراکنشهای ناشناس ایجاد کند، یعنی در بررسی یک تراکنش فقط نشان می‌دهند که مبلغی که در یک تراکنش استفاده میشود که بزرگ‌تر از صفر است، بدون اینکه واقعاً مبالغ معامله شده را آشکار کند. بنابراین، اشخاص دیگر نمی توانند جزئیات تراکنش را مشاهده کنند.
امضای حلقوی یکی از اجزای حیاتی بسیاری از ارزهای دیجیتال متمرکز بر حریم خصوصی است. کوین‌های مبتنی بر فناوری CryptoNote شناخته‌شده‌ترین کوین‌های متمرکز بر حریم خصوصی هستند که امضاهای حلقوی و تراکنش های محرمانه حلقوی (Ring CTs) را ارائه می‌کنند.
بحث‌های پیرامون اجرای امضای حلقوی و سایر روش‌های حفظ حریم خصوصی، در نتیجه نوآوری‌های رمزنگاری اخیر به وجود آمده‌اند و به نظر می‌رسد این مسیر همچنان ادامه داشته باشد.
سخن نهایی
حریم خصوصی یکی از مهمترین خواسته‌های بشر است و این خواسته در نقل و انتقالات مالی نیز مطرح است. یکی از ویژگی‌های فناوری بلاکچین شفافیت تراکنش‌هاست و همین باعث شده تا تراکنش‌هایی که در شبکه‌های مختلف نظیر بیت کوین و اتریوم انجام می‌شوند، برای اشخاص دیگر مشخص و واضح باشند.
با پیشرفت ارز دیجیتال، شبکه‌های دیگر حریم خصوصی را اولویت قرار دادند و با استفاده از فناوری‌های مختلف نظیر امضاهای رمزنگاری، تراکنشهای محرمانه را برای کاربران فراهم کردند. یکی از این امضاها، امضای حلقوی است. در این مقاله سعی بر این بود تا به زبان ساده امضای حلقوی توضیح داده شود. لطفا نظرات خود را در قسمت کامنت با ما به اشتراک بگذارید.
سوالات متداول
آیا امضای حلقوی باعث ناشناس ماندن تراکنش میشود؟
برخلاف امضای گروهی، امضای حلقوی ناشناس ماندن کاربر را فراهم می‌کند. علاوه بر این، در امضای حلقوی، کاربران حلقه متعلق به یک گروه ثابت نیستند و به صورت تصادفی انتخاب می‌شوند و فرستنده از کلیدهای عمومی سایر کاربران بدون نیاز به رضایت آنها برای پنهان کردن هویت خود استفاده می‌کند.
در کدام ارزهای دیجیتال از امضای حلقوی استفاده میشود؟
ارزهای دیجیتالی که به دنبال ارائه حریم خصوصی به کاربران هستند، از این تکنولوژی برای ناشناس ماندن کاربران استفاده می‌کنند. مهمترین نمونه برای این ارزها ارز دیجیتال مونرو (Monero) است، که با نماد اختصاری XMR نمایش داده میشود.