نقش امضای دیجیتال در تضمین امنیت شبکه بلاکچین چیست؟

امضای دیجیتال چیست؟

امضای دیجیتال (Digital signature) یک فناوری رمزنگاری شده است که به منظور تایید هویت فرستنده و اطمینان از صحت پیام‌ها در فضای دیجیتال استفاده می‌شود. برخلاف امضای دستی که تقلید و جعل آن کار نسبتا آسانی است، امضای دیجیتال با استفاده از الگوریتم‌های پیچیده ریاضی و رمزنگاری ایجاد می‌شود که جعل آن بسیار دشوار و حتی در اکثر مواقع غیر ممکن است. به طور کلی، امضای دیجیتال از دو کلید متمایز استفاده می‌کند: یکی کلید خصوصی (Private Key) است که تنها در اختیار صاحب پیام قرار دارد، و دیگری کلید عمومی (Public Key) است که برای تایید اعتبار به کار می‌رود.

در شبکه های بلاکچین، امضای دیجیتال نقشی اساسی ایفا می‌کند؛ چرا که تراکنش‌ها و داده‌های ثبت‌شده در زنجیره بلاک باید با اطمینان از صحت و اعتبار آن‌ها تایید شوند. اگر بخواهیم ساده‌تر بیان کنیم، امضای دیجیتال حکم مهر تایید غیرقابل انکار هر کاربر را دارد که امنیت و صحت داده‌ها در شبکه بلاکچین را تضمین می‌کند. البته برای درک بهتر مفهوم امضای دیجیتال در بلاکچین ابتدا باید با ساختار و مفهوم کلی بلاکچین آشنا شوید و بدانید بلاکچین چیست، زیرا امضای دیجیتال نقش مهمی در بلاکچین دارد و تایید تراکنش‌ها بدون استفاده از این تکنیک امکان پذیر نیست.

امضای دیجیتال در بلاکچین چگونه کار می کند؟

امضای دیجیتال در بلاکچین با استفاده از الگوریتم‌های رمزنگاری کلید عمومی (Public Key Cryptography) ایجاد می‌شود. زمانی که یک کاربر می‌خواهد تراکنشی را در شبکه بلاکچین ارسال کند، ابتدا داده‌های تراکنش را به کمک کلید خصوصی خود امضا می‌کند. این امضا به گونه‌ای ساخته می‌شود که فقط با کلید عمومی همان کاربر قابل تایید است. برای درک بهتر این موضوع، قصد داریم امضای دیجیتال در بلاکچین را با مثالی به شما توضیح دهیم. از همین رو، فرض کنید می‌خواهید رمز ارزی را در شبکه بلاکچین انتقال دهید، در این صورت، ابتدا باید اطلاعات تراکنش خود را به شکل دیجیتال امضا کنید. پس از آن نودها یا گره‌ها با استفاده از کلید عمومی، صحت امضای شما را بررسی می‌کنند.

در این صورت، اگر امضا معتبر باشد، به این معناست که تراکنش از سوی شما ارسال شده و هیچ تغییری در مسیر آن ایجاد نشده است. در غیر این صورت، تراکنش شما رد می‌شود. البته اکنون ممکن است این سوال برایتان ایجاد شود که نود چیست؟

نود یا گره به کامپیوتری گفته می‌شود که به شبکه بلاکچین متصل است. وظیفه آن دریافت تراکنش‌ها، اعتبارسنجی و ذخیره‌سازی اطلاعات است تا امنیت و یکپارچگی شبکه حفظ شود. اکنون بهتر است به موضوع اصلی بازگردیم. به طور کلی، سازوکار امضای دیجیتال در بلاکچین تضمین می‌کند که هیچ‌کس جز صاحب کلید خصوصی نمی‌تواند تراکنش را امضا کند و ارسال نماید. همچنین، هیچ دستکاری یا تغییری در داده‌ها پس از امضا پذیرفته نمی‌شود. به این ترتیب، امضای دیجیتال در بلاکچین تضمین‌کننده اصالت و یکپارچگی تراکنش‌ها است.

ساختار امضای دیجیتال در بلاکچین

امضای دیجیتال در بلاکچین از ترکیب دو فناوری اصلی به نام‌های رمزنگاری کلید عمومی و تابع هش (Hash) تشکیل شده است. البته اکنون ممکن است این سوال برایتان به‌وجود آید که هش چیست؟

در پاسخ به این سوال باید بگوییم تابع هش، داده‌های ورودی را به رشته‌ای با طول ثابت تبدیل می‌کند که حتی با کوچک‌ترین تغییر در داده‌ها، خروجی آن کاملا متفاوت خواهد بود. این ویژگی باعث می‌شود هش ابزار بسیار مهمی برای تضمین صحت داده‌ها باشد. در فناوری بلاکچین زمانی که یک تراکنش ارسال می‌شود، ابتدا داده‌های آن با استفاده از تابع هش پردازش شده و در این مرحله هش تراکنش تولید می‌شود. سپس هش تولید‌شده با کلید خصوصی فرستند رمزنگاری می‌شود و در نتیجه امضای دیجیتال ساخته می‌شود. زمانی که تراکنش به شبکه ارسال می‌شود، گره‌های شبکه با استفاده از کلید عمومی فرستنده، امضای دیجیتال را رمزگشایی کرده و مقدار هش به‌دست آمده را با هش داده‌های تراکنش مقایسه می‌کنند.

اگر این دو مقدار دقیقا برابر باشند، تراکنش معتبر است و تایید می‌شود. امضا دیجیتال در بلاکچین نه تنها اطمینان می‌دهد که تراکنش از جانب صاحب کلید خصوصی ارسال شده است، بلکه از تغییر داده‌ها پس از امضا نیز جلوگیری می‌کند. البته امضای دیجیتال در بلاکچین، با استفاده از الگوریتم‌هایی همچون الگوریتم امضای دیجیتال منحنی بیضوی یا همان ECDSA، امنیت و سرعت پردازش تراکنش را افزایش می‌دهد. به این ترتیب، ساختار امضای دیجیتال در بلاکچین، به طور کامل امنیت، صحت و اصالت تراکنش‌ها را تضمین می‌کند.

اهمیت امضای دیجیتال در بلاکچین

امضای دیجیتال در بلاکچین اهمیت بسیار زیادی دارد، زیرا بدون آن، اعتماد به صحت داده‌های ثبت‌شده در زنجیره غیرممکن است. بلاکچین به خودی خود یک دفتر کل توزیع شده است که اطلاعات تراکنش‌ها در آن ذخیره می‌شود، اما اگر تراکنش‌ها توسط کاربران به‌درستی تایید نشوند، بلاکچین اعتبار خود را از دست می‌دهد. از همین رو، امضای دیجیتال تضمین می‌کند که هر تراکنش تنها توسط صاحب کلید خصوصی آن فرد امضا می‌شود و پس از ثبت، نمی‌توان آن را تغییر داد یا انکار کرد. این قابلیت باعث می‌شود بلاکچین به عنوان یک سیستم شفاف، غیرمتمرکز و امن عمل کند.

همانطور که پیش‌تر به آن اشاره شد امضای دیجیتال مانع از تقلب، جعل و سو استفاده در شبکه می‌شود. در واقع، هر تراکنش مانند یک سند رسمی با مهر غیرقابل تغییر امضا می‌شود که قابل ردگیری و بررسی است. با در نظر داشتن این موضوع بهتر است بدانید که این ویژگی برای قراردادهای هوشمند و سیستم‌های رای‌گیری دیجیتال حیاتی است.

امضای دیجیتال چه نقشی در حفظ امنیت شبکه دارد؟

امضای دیجیتال یکی از پایه‌های اصلی حفظ امنیت در شبکه بلاکچین است و از طریق سه روش کلیدی آن را تضمین می‌کند. این سه روش کلیدی شامل احراز هویت، حفظ یکپارچگی داده‌ها و جلوگیری از انکار است. امضای دیجیتال در بلاکچین شرایطی فراهم می‌کند تا شبکه مطمئن شود که تراکنش‌ها توسط صاحب کلید خصوصی ارسال شده‌اند. همانطور که در بخش‌های قبلی به آن اشاره کردیم، هر کاربر با کلید خصوصی که در اختیار دارد تراکنش را امضا می‌کند. پس از آن نودها به میدان می‌آیند و با کلید عمومی صحت امضا را بررسی می‌کنند. در این صورت، ورود افراد غیرمجاز به شبکه تقریبا غیرممکن می‌شود.

از آنجایی که امضا ارتباط مستقیمی با هش تراکنش دارد، کوچک‌ترین تغییر در اطلاعات باعث نامعتبر شدن امضا می‌شود. بر همین اساس، امضای دیجیتال با داشتن سازوکاری متفاوت منجر به یکپارچگی اطلاعات می‌شود و از هرگونه دستکاری یا تقلب جلوگیری می‌کند. در نهایت، امضای دیجیتال مانع انکار تراکنش توسط فرستنده می‌شود؛ یعنی کاربر پس از گذشت مدتی نمی‌تواند ادعا کند که تراکنش را ارسال نکرده چون تنها او کلید خصوصی لازم برای امضا را دارد. این سه عامل، به همراه ماهیت غیرمتمرکز و توزیع شده بلاکچین، سطح بسیار بالایی از امنیت ایجاد می‌کنند که در سیستم‌های سنتی کمتر دیده می‌شود و به همین دلیل، امضای دیجیتال نقش حیاتی در حفظ امنیت کل شبکه ایفا دارد.

امضای دیجیتال چه تفاوتی با امضای الکترونیک دارد؟

در برخی مواقع، افراد امضای دیجیتال را با امضای الکترونیک اشتباه می‌گیرند، اما بهتر است بدانید که این دو تفاوت‌های مهم و اساسی دارند و ماهیت آن‌ها کاملا متفاوت است. امضای الکترونیک به هر نوع علامتی گفته می‌شود که یک فرد برای تایید اسناد الکترونیکی از آن استفاده می‌کند. به طور مثال اسکن امضای دستی یا علامت‌های گرافیکی نیز نوعی امضای الکترونیک محسوب می‌شوند.

در مقابل، امضای دیجیتال فراتر از یک علامت تصویری است و برای تایید هویت فرستنده و صحت پیام از الگوریتم‌های رمزنگاری پیچیده استفاده می‌کند. به‌طور کلی، بهتر است بدانید که امضای دیجیتال غیرقابل تغییر است و امکان جعل آن وجود ندارد. این تکنیک امنیت تراکنش را تضمین می‌کند، اما امضای الکترونیک از امنیت رمزنگاری برخوردار نیست. بر همین اساس، بلاکچین برای داشتن امنیت بالا، صحت پیام‌ها و غیرقابل تغییر بودن تراکنش‌ها از امضای دیجیتال بهره‌ می‌برد.

جمع بندی

امضای دیجیتال در بلاکچین یک فناوری کلیدی و حیاتی است که امکان تایید اصالت تراکنش‌ها و حفظ امنیت شبکه را فراهم می‌کند. این فناوری با استفاده از رمزنگاری کلید عمومی و هش، تضمین می‌کند که تنها مالک کلید خصوصی می‌تواند تراکنش را امضا کند. همچنین پس از تایید هیچ تغییری در داده‌ها قابل قبول نیست. البته، حفظ امنیت تراکنش‌ها تنها ویژگی امضای دیجیتال در بلاکچین محسوب نمی‌شود، بلکه این فناوری اعتماد کاربران را نیز تضمین می‌کند. با توجه به پیشرفت‌های روزافزون بلاکچین، نقش امضای دیجیتال بیش از پیش اهمیت پیدا کرده. از همین رو انتظار می‌رود در آینده نزدیک، کاربردهای آن در حوزه‌های مختلف، از جمله امور مالی و قرارداد هوشمند گسترش یابد.