O Bitcoin é uma das criptomoedas mais populares e, para garantir a segurança das transações, utiliza o algoritmo Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA) para aplicar direitos de propriedade. No entanto, existe uma alternativa promissora chamada Schnorr signature algorithm que pode trazer mudanças empolgantes para o Bitcoin.
Recapitulação sobre assinaturas digitais
Antes de mergulharmos nas assinaturas Schnorr, vamos recapitular como funcionam as assinaturas digitais. As assinaturas digitais são semelhantes às assinaturas em papel, mas são muito mais seguras. Enquanto é possível forjar uma assinatura em papel com um pouco de tempo e esforço, isso não é possível com uma assinatura digital robusta.
Existem várias aplicações para assinaturas digitais, sendo uma delas a comprovação de autoria de uma mensagem. Ao criar uma chave privada (um número enorme que deve ser mantido em segredo), é possível gerar uma chave pública por meio de cálculos matemáticos complexos. A partir da chave pública, também é possível gerar um endereço público.
É seguro compartilhar sua chave pública com outras pessoas, pois ela permite que elas verifiquem sua identidade. Da mesma forma, é possível compartilhar seus endereços públicos para receber criptomoedas.
A chave privada permite que você crie uma assinatura digital. Ao escrever uma mensagem e realizar uma operação com sua chave privada, você cria uma mensagem assinada. Qualquer pessoa pode comparar essa assinatura com sua chave pública para verificar se ela foi realmente assinada por você.
No caso do Bitcoin, toda vez que você realiza uma transação, está assinando digitalmente uma mensagem que diz “Estou enviando essas moedas que foram previamente enviadas para mim”. Ao ser enviada para outros nós da rede, eles podem verificar se a assinatura ECDSA corresponde à mensagem. Caso contrário, a transação será rejeitada.
O que são assinaturas Schnorr?
As assinaturas Schnorr são um tipo diferente de esquema de assinaturas. Elas funcionam de forma semelhante ao algoritmo de assinatura digital de curva elíptica (ECDSA), que é utilizado atualmente, mas apresentam várias vantagens em relação a ele. Surpreendentemente, as assinaturas Schnorr foram criadas antes do ECDSA, o que levanta a pergunta de por que não foram integradas ao Bitcoin desde o início.
Uma possível explicação é que Claus P. Schnorr, o criador do esquema, as patenteou. As patentes expiraram no início de 2008, meses antes da publicação do white paper do Bitcoin, mas o esquema ainda não estava padronizado. Por isso, Satoshi Nakamoto optou pelo ECDSA, que era mais amplamente aceito e de código aberto.
Vantagens das assinaturas Schnorr
As assinaturas Schnorr são mais simples em comparação com outros esquemas de assinatura. Como resultado, elas são mais seguras e podem oferecer benefícios adicionais. Uma de suas propriedades mais poderosas é a linearidade.
Essa propriedade torna o esquema Schnorr particularmente atraente para transações de múltiplas assinaturas (multisig). O Bitcoin já suporta transações multisig, mas não de uma forma muito elegante.
Quando você cria um endereço multisig, quem envia fundos para você não precisa saber quais são as condições para gastar esses fundos. Eles podem nem mesmo saber que estão enviando fundos para um endereço multisig – a única peculiaridade é que o endereço começa com um “3”.
No entanto, revela-se a natureza do endereço quando você deseja movimentar os fundos. Digamos que você tenha usado um esquema 3-de-3 com Alice e Bob. Para gastar, por exemplo, 5 BTC, os três devem fornecer as chaves públicas e assinaturas válidas. Quando você movimenta os fundos do endereço, toda a rede pode ver o que aconteceu ao analisar o blockchain.
Isso não é ideal em termos de privacidade. Além disso, se criarmos um esquema multisig maior (por exemplo, 8-de-10), ocuparemos muito espaço no blockchain, o que pode ser caro, pois uma transação mais longa requer mais taxas.
As assinaturas Schnorr são consideradas uma solução para essas questões de privacidade e escalabilidade. Elas permitem a agregação de assinaturas, ou seja, a combinação das assinaturas de vários signatários em uma única assinatura. A “assinatura mestra” resultante teria o mesmo tamanho de uma assinatura regular de uma única pessoa, resultando em economia significativa de espaço.
Além disso, as assinaturas combinadas dificultam a identificação de quem assinou (ou não) uma transação. Em esquemas m-de-m (onde todos os participantes devem assinar para gastar os fundos), nem mesmo é possível distinguir entre transações de uma única parte e transações multisig.
As assinaturas Schnorr são um bloco de construção para avanços adicionais. Uma vez implementadas, elas podem ser utilizadas para melhorar tecnologias cripto, como atomic swaps e a Lightning Network.
Implementação das assinaturas Schnorr no Bitcoin
Ainda não há uma definição clara sobre quando as assinaturas Schnorr serão implementadas no Bitcoin. Como acontece com a maioria das atualizações do protocolo Bitcoin, pode levar tempo para que a comunidade chegue a um consenso sobre a inclusão das assinaturas Schnorr. Os contribuidores do Bitcoin Core, Pieter Wuille, Jonas Nick e Tim Ruffing, já enviaram uma proposta de melhoria do Bitcoin (BIP), mas ainda há trabalho a ser feito.
A Blockstream já lançou uma implementação chamada MuSig, que permite a agregação de assinaturas e chaves, e pode servir como base para o esquema de assinaturas Schnorr do Bitcoin.
As assinaturas Schnorr poderiam ser mescladas ao código como um soft fork, o que significa que a mudança não dividiria a rede. Seria uma atualização “opt-in”. No entanto, seria otimista assumir que elas serão integradas em um futuro próximo – pode levar ainda alguns anos até que um consenso seja alcançado.
Considerações finais
As assinaturas Schnorr são um dos marcos mais esperados no roadmap atual do Bitcoin. Com uma única atualização, elas podem proporcionar benefícios significativos em termos de privacidade e escalabilidade. Além disso, elas abrem caminho para futuros desenvolvimentos em contratos inteligentes no Bitcoin e construções mais avançadas, como o Taproot. A implementação das assinaturas Schnorr pode trazer grandes avanços para o ecossistema do Bitcoin.
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