Che cos'è l'aggregazione delle firme o l'aggregazione delle firme?

Signature Aggregation o Signature Aggregation, è una tecnica crittografica utilizzata per unire due o più firme digitali. Un processo che cerca l'unione degli stessi in modo che rappresentino una firma digitale unica e valida per un documento o informazione digitale, che possa essere facilmente verificabile.

UUna delle funzioni crittografiche più attese nel mondo di Bitcoin è il noto Aggregazione della firma o Aggregazione della firma. Questa è una funzione che cerca di espandere e migliorare le capacità di firma digitale di questa criptovaluta. Ma cos'è esattamente Signature Aggregation? Bene, diamo uno sguardo approfondito a questa tecnologia.

Signature Aggregation, un nuovo modo per creare firme digitali

Quando parliamo di Signature Aggregation (SA o Signature Aggregation), ci riferiamo a una nuova tecnica o protocollo crittografico che cerca di espandere le capacità di firma digitale. Più specificamente, Signature Aggregation cerca di fare in modo che queste firme possano essere raggruppate e compresse in un modo univoco, ma che può essere verificato in ogni momento se necessario. In questo modo, le firme che compongono una SA possono essere rappresentate in un'unica firma digitale, ma detta SA può aiutarci a convalidare correttamente i dati assegnati a ciascuna delle firme digitali all'interno di quella stessa SA.

Sembra complesso, vero? Certamente lo è, ma dietro la complessità c'è un ragionamento molto semplice che spiegheremo rapidamente con questo esempio:

Immagina per un momento di avere un documento digitale che deve ricevere tre firme digitali. Se il documento riceve le firme digitali di queste persone, chiunque possa leggere i suoi metadati può vedere di chi sono le firme, e non solo, il documento stesso è aumentato di dimensioni in termini di archiviazione di cui parliamo.

Ma cosa accadrebbe se applicassimo un'aggregazione di firme o un'aggregazione di firme? Ebbene, in quel caso, le tre persone che firmano il documento lo fanno normalmente, ma man mano che le firme vengono unite, l'algoritmo le unisce per generare un'unica firma digitale, che viene poi unita al documento digitale. Con questo, in primo luogo, firmiamo il documento e può essere convalidato, in secondo luogo, nessuno potrà sapere esattamente chi sono coloro che hanno firmato il documento, ma è ancora valido, e in terzo luogo, ora il documento ha solo una firma digitale , occupa molto meno spazio di archiviazione.

Una tecnologia per migliorare la sicurezza delle nostre transazioni

Questo è esattamente ciò che fa un'aggregazione di firme ed è perfetto per l'uso nella tecnologia blockchain, specialmente in transazioni multi-firma o altre operazioni multi-firma poiché ci consente di risparmiare spazio di archiviazione nei blocchi, migliorando così la scalabilità e, allo stesso tempo, migliorando la privacy della rete proteggendo le nostre firme digitali in un ambiente pubblicamente verificabile come una blockchain.

Con questo possiamo vedere chiaramente perché c'è così tanto interesse nell'implementazione di tale tecnologia in Bitcoin e altri criptovalute, qualcosa che è più vicino di quanto sembri.

Aggregazione di firme e firme Schnorr

In un altro articolo di Bit2Me Academy abbiamo parlato del firme di Schnorr e il grande interesse nell'implementarli in Bitcoin. Ebbene, parte di questo interesse è direttamente correlato alla Signature Aggregation (SA). La ragione? Le aziende Schnorr sono state progettate da zero per supportare questo tipo di funzionalità. Questo li rende ideali per questo tipo di tecniche crittografiche.

In effetti, le aziende di Schnorr consentirebbero di portare l'aggregazione delle firme di Bitcoin molto oltre, consentire che singole transazioni con più voci e, quindi, con firme diverse per ciascuna voce, siano rappresentate da un'unica firma digitale di questo tipo. Questa funzione è nota come Cross-input Aggregation e può aiutare a risparmiare fino al 30% di spazio sui blocchi Bitcoin. Una situazione che consentirebbe un aumento dello spazio per introdurre più transazioni in ogni blocco, migliorando la scalabilità della rete. Per non parlare della privacy raggiunta da questo sistema, poiché è impossibile tenere traccia delle singole firme da questa singola firma, rendendo impossibile tenere traccia delle firme con le voci corrispondenti all'interno di ciascuna transazione. Tuttavia, questo schema di aggregazione incrociata di input non potremmo mai vedere in bitcoin, a causa di ciò che spiega Gregory Maxwell in uno thread esteso su Bitcointalk.

Tuttavia, in Bitcoin la maggior parte degli sviluppatori concorda sul fatto che Signature Aggregation è vitale e questo andrebbe di pari passo con tecnologie come Schnorr e Taproot, dove poteva sfruttare appieno le sue capacità. Ed è che lo ricordiamo, l'obiettivo di Taproot è abilitare script migliori e più complessi all'interno di Bitcoin. Script che ovviamente sono accompagnati da firme digitali e che potrebbero essere sostituiti da un'aggregazione di firme senza grossi problemi.

Vantaggi e svantaggi dell'aggregazione della firma

Vantaggi

Ora, esaminiamo un po 'quali sono i vantaggi e gli svantaggi che derivano da questo nuovo sistema di firme digitali. Nel caso dei suoi vantaggi possiamo menzionare:

1. Riduce notevolmente le dimensioni della sezione della firma digitale per le transazioni con più firme. Ciò consente di risparmiare spazio all'interno dei blocchi in modo che altre transazioni vengano inserite al suo interno, migliorando così la scalabilità della rete.
2. La verifica della firma è più veloce ed efficiente. Questo perché deve essere verificata solo una firma invece di più firme contemporaneamente. Ciò riduce la necessità di alimentazione per questo compito.
3. Terzo, l'anonimato è ottimizzato in una certa misura. Questo perché la firma aggregata è un composto di firme individuali appartenenti a singoli utenti. Tuttavia, è impossibile sapere quale di tali firme fosse l'origine della firma aggregata.
4. Signature Aggregation è un pilastro fondamentale per tecnologie come MAST, Taproot, grappolo, oltre ad aprire le porte a nuovi miglioramenti per i protocolli di secondo livello, Swap atomici e altre implementazioni on-chain.

Svantaggi

Tuttavia, a causa degli svantaggi, possiamo menzionare:

1. È un'implementazione piuttosto complessa da fare. In effetti, il team di sviluppo di Bitcoin sta lavorando a questa implementazione da circa due anni ed è ancora in fase di sviluppo.
2. È necessaria un'attenta implementazione per prevenire determinati vettori di attacco che consentirebbero la spesa non autorizzata di fondi. Ciò è possibile se viene utilizzato uno schema di aggregazione di firme false in un tipo di attacco noto come Attacco canaglia. Ciò che fa questo attacco è, in un certo senso, "falsificare" una firma digitale. Ciò costringe l'altra parte a rivelare informazioni che potrebbero essere utilizzate contro di loro. Con queste informazioni, l'attaccante può calcolare banalmente una firma digitale valida per uno schema di firma aggregato. In questo modo, puoi effettivamente rubare denaro da un indirizzo che non è sotto il tuo controllo. Questo è uno dei motivi dell'attenta implementazione delle firme aggregate in Bitcoin.
3. C'è la possibilità di utilizzare l'aggregazione della firma per coprire tutte le transazioni all'interno di un blocco. Tuttavia, questo mette a serio rischio la sicurezza di Bitcoin e di qualsiasi criptovaluta che implementa tale funzionalità. Questo perché, se un utente malintenzionato riesce a eseguire un Rogue Attack, o scopre qualche altro difetto nell'implementazione, potrebbe facilmente sottrarre i fondi da quel blocco o serie di blocchi.