التوقيع الرقمي

ما التوقيع الرقمي في العملات المشفرة؟

التوقيع الرقمي دليل تشفيري على أن مفتاحًا خاصًا محددًا اعتمد معاملة أو رسالة أو بيانات رقمية أخرى.

تتيح التوقيعات الرقمية في العملات المشفرة للمستخدمين نقل الأصول واعتماد إجراءات العقود الذكية وإثبات التحكم في عناوين المحافظ والمشاركة في إجماع البلوكشين دون كشف مفاتيحهم الخاصة.

يساعد التوقيع الرقمي الصالح شبكة البلوكشين على التأكد من أن البيانات المقدمة قد اعتُمدت بواسطة المفتاح المرتبط بالحساب أو الأموال المعنية.

كما يساعد على اكتشاف ما إذا كانت البيانات الموقعة قد عُدلت بعد إنشاء التوقيع.

يحدد تعريف NIST للتوقيع الرقمي مصادقة المصدر وسلامة البيانات ودعم عدم التنصل باعتبارها خصائصه الأمنية الرئيسية.

التوقيع الرقمي ليس توقيعًا بخط اليد حُوّل إلى صورة.

بل هو قيمة رياضية تنتج عن تطبيق خوارزمية توقيع رقمي على البيانات باستخدام مفتاح خاص.

يمكن لأي شخص يملك المفتاح العام المقابل التحقق عادةً من التوقيع دون معرفة المفتاح الخاص.

تُعد هذه العلاقة إحدى التقنيات التي تجعل ملكية العملات المشفرة اللامركزية ممكنة.

كيف يعمل التوقيع الرقمي؟

يبدأ نظام التوقيع الرقمي عادةً بزوج مفاتيح تشفيري يتكون من مفتاح خاص ومفتاح عام مقابل له.

يجب أن يظل المفتاح الخاص سريًا لأنه يُستخدم لإنشاء التوقيعات.

يمكن مشاركة المفتاح العام لأنه يُستخدم للتحقق من التوقيعات.

عندما يوقّع المستخدم معاملة عملات مشفرة، تجهز المحفظة أولًا بيانات المعاملة وفق قواعد بروتوكول البلوكشين.

تتضمن البيانات عادةً معلومات مثل الوجهة والمبلغ والرسوم وتسلسل الحساب ومدخلات المعاملة ومعرّف الشبكة أو تعليمات العقد الذكي.

قد تحوّل دالة تجزئة تشفيرية بيانات المعاملة ذات الصلة إلى ملخص ذي طول ثابت.

تجمع خوارزمية التوقيع هذا الملخص مع المفتاح الخاص لإنتاج التوقيع الرقمي.

تستخدم عُقد الشبكة المفتاح العام وبيانات المعاملة والتوقيع لإجراء عملية تحقق.

إذا نجحت العملية الحسابية، تعرف العُقد أن التوقيع متوافق رياضيًا مع المفتاح الخاص المقابل والبيانات المحددة التي وُقّعت.

إذا تغير جزء صغير من البيانات الموقعة، فمن المفترض ألا يعود بالإمكان التحقق من صحة التوقيع الأصلي.

يحدد معيار NIST للتوقيعات الرقمية الطرق المعتمدة لإنشاء التوقيعات الرقمية والتحقق منها.

أهمية التوقيعات الرقمية لشبكات البلوكشين

البلوكشين أنظمة موزعة قد لا يعرف المشاركون فيها بعضهم بعضًا أو يثقون ببعضهم.

تتيح التوقيعات الرقمية للعُقد تقييم التفويض رياضيًا بدلاً من الاعتماد على مسؤول مركزي.

لا تحتاج العقدة إلى التواصل مع بنك أو مزود هوية للتحقق من وجود توقيع صالح على معاملة عملات مشفرة.

بل يمكنها تطبيق قواعد التحقق الخاصة بالشبكة بصورة مستقلة.

وهذا يتيح لعدد كبير من الحواسيب المستقلة الاتفاق على المعاملات المعتمدة.

تساعد التوقيعات الرقمية أيضًا على منع المراقب من إنفاق عملات مستخدم آخر بمجرد معرفة عنوانه العام.

إذ سيظل هذا المراقب بحاجة إلى المفتاح الخاص المطلوب أو وسيلة توقيع أخرى يقبلها الحساب.

لا تحدد التوقيعات الرقمية ما إذا كانت المعاملة حكيمة من الناحية المالية أو مسموحًا بها قانونيًا أو خالية من الاحتيال.

إنما تساعد فقط على إثبات تقديم التفويض التشفيري المطلوب.

التوقيعات الرقمية وملكية العملات المشفرة

كثيرًا ما توصف ملكية العملات المشفرة بأنها تحكم في المفاتيح الخاصة، لا حيازة مادية لعملات رقمية.

يسجل البلوكشين الأصول أو الأرصدة أو المخرجات القابلة للإنفاق وفق نموذج المحاسبة الخاص به.

تستخدم المحفظة التوقيعات الرقمية لإثبات امتلاكها الصلاحية اللازمة لتغيير هذه السجلات.

على سبيل المثال، لا يمكن إنفاق مخرج سابق غير منفَق إلا عندما تستوفي المعاملة شروط القفل المرتبطة بذلك المخرج.

وقد تسمح شبكة أخرى بخفض رصيد الحساب فقط عندما تتضمن المعاملة توقيعًا صالحًا ورقم التسلسل الصحيح للحساب.

يثبت التوقيع الصالح التحكم في مفتاح التوقيع المطلوب وقت اعتماد المعاملة.

لكنه لا يثبت تلقائيًا الهوية القانونية للموقّع ولا يبين كيفية حصوله على المفتاح.

قد ينشئ لص يستخدم مفتاحًا خاصًا مسروقًا توقيعًا صالحًا رياضيًا، رغم أن المالك الأصلي لم يوافق على التحويل.

توقيع المعاملات

توقيع المعاملات هو عملية اعتماد معاملة مقترحة على البلوكشين باستخدام مفتاح خاص أو نظام توقيع معتمد آخر.

تعرض المحفظة عادةً تفاصيل المعاملة قبل أن تطلب من المستخدم الموافقة على التوقيع.

بعد الموافقة، توقّع المحفظة المعاملة وتبثها إلى الشبكة.

يرتبط التوقيع عادةً بحقول مهمة في المعاملة بحيث لا يمكن تغييرها دون إبطال التفويض.

تعتمد الحقول المحددة التي يشملها التوقيع على البلوكشين وقواعد تجزئة التوقيع المختارة.

تسمح بعض البروتوكولات بأنماط توقيع متخصصة تعتمد أجزاء معينة فقط من المعاملة.

قد تدعم هذه الأنماط مسارات دفع متقدمة، لكنها قد تكون خطرة إذا لم يفهم الموقّع ما الذي يظل قابلًا للتغيير.

قد تحتوي المعاملة على توقيع صالح ومع ذلك تفشل إذا لم يكن لدى الحساب رصيد كافٍ أو كانت الرسوم غير كافية أو كان رقم nonce غير صحيح أو انتُهكت قاعدة أخرى من قواعد البروتوكول.

توقيع الرسائل

يتيح توقيع الرسائل للمحفظة توقيع البيانات دون إنشاء معاملة على السلسلة بالضرورة.

قد يوقّع المستخدم رسالة لإثبات التحكم في عنوان أو المصادقة لدى تطبيق أو اعتماد طلب خارج السلسلة أو التصويت في نظام حوكمة خارج السلسلة.

لأن الرسالة لا تُبث بالضرورة كمعاملة، قد لا يتطلب توقيعها رسوم شبكة.

مع ذلك، قد يؤدي توقيع رسالة إلى عواقب مالية خطيرة.

قد تعتمد الرسالة الموقعة تحويل توكن أو طلبًا في سوق أو تصريحًا أو تغييرًا في الحساب أو إجراءً لعقد ذكي، ويمكن لطرف آخر إرسالها لاحقًا.

ينبغي ألا يفترض المستخدمون أن طلب التوقيع غير ضار لمجرد أن المحفظة تشير إلى أن العملات المشفرة لن تُرسل فورًا.

ينبغي مراجعة الرسالة المعروضة والنطاق والشبكة والعقد والمبلغ ووقت انتهاء الصلاحية والإجراء المعتمد قبل التوقيع.

التوقيع الرقمي مقابل التشفير

يؤدي التوقيع الرقمي والتشفير وظيفتين مختلفتين.

يُستخدم التوقيع الرقمي أساسًا لإثبات التفويض واكتشاف التغييرات في البيانات الموقعة.

أما التشفير فيُستخدم أساسًا لمنع الأطراف غير المصرح لها من قراءة البيانات.

تكون معاملة العملات المشفرة الموقعة رقمياً متاحة للعامة عادةً بعد بثها إلى بلوكشين عام.

لا يخفي التوقيع الوجهة أو المبلغ أو معلومات المعاملة الأخرى الظاهرة.

يمكن لأي شخص التحقق من التوقيع عند توفر البيانات العامة المطلوبة.

قد يُستخدم التشفير والتوقيعات الرقمية معًا، لكن أحدهما لا يؤدي تلقائيًا وظيفة الآخر.

التوقيع الرقمي مقابل التوقيع الإلكتروني

التوقيع الإلكتروني مصطلح واسع يشير إلى طريقة إلكترونية لإظهار الموافقة أو القصد.

قد يُعد كتابة الاسم أو تحديد مربع الموافقة أو رسم توقيع على شاشة أو النقر على زر قبول توقيعًا إلكترونيًا في بعض السياقات.

أما التوقيع الرقمي فهو تقنية تشفيرية محددة تعتمد على التوقيع والتحقق الرياضيين.

تستخدم بعض أنظمة التوقيع الإلكتروني المعترف بها قانونيًا التوقيعات الرقمية والشهادات الرقمية لتعزيز ضمانات الهوية وسلامة البيانات.

لا يحمل توقيع محفظة العملات المشفرة تلقائيًا المعنى القانوني نفسه لتوقيع رقمي منظم مرتبط بهوية شخصية تم التحقق منها.

يتوقف أثره القانوني على المحتوى الموقّع والأطراف وأدلة الهوية والقانون المعمول به والاتفاق المحيط بالتوقيع.

المفاتيح الخاصة والمفاتيح العامة

المفتاح الخاص هو القيمة السرية المستخدمة لإنشاء توقيع رقمي.

أما المفتاح العام فهو القيمة المرتبطة به والمستخدمة للتحقق من التوقيع.

يُشتق المفتاح العام رياضيًا من المفتاح الخاص في أنظمة العملات المشفرة الشائعة.

من الممكن عمليًا حساب المفتاح العام انطلاقًا من المفتاح الخاص، بينما يُفترض أن يكون اشتقاق المفتاح الخاص من المفتاح العام غير ممكن حسابيًا وفق افتراضات أمان الخوارزمية.

قد يُشتق عنوان العملة المشفرة من مفتاح عام أو برنامج نصي أو عقد ذكي، بدلاً من أن يكون هو المفتاح العام نفسه.

لا تكشف بعض الشبكات المفتاح العام إلا عند إنفاق الأموال، بينما تتيح شبكات أخرى الوصول إلى المفاتيح العامة للحسابات بصورة مباشرة أكثر.

يجب إنشاء المفاتيح الخاصة باستخدام عشوائية آمنة وتخزينها بعناية.

قد يقوض المفتاح الضعيف أو المتوقع أو المعاد استخدامه أو المكشوف الحماية التي توفرها خوارزمية توقيع قوية.

دوال التجزئة التشفيرية في التوقيعات الرقمية

تحوّل دالة التجزئة التشفيرية بيانات بأي طول عملي إلى مخرجات ذات طول ثابت.

ينبغي أن ينتج عن أي تغيير طفيف في المدخل ملخص مختلف إلى حد كبير.

غالبًا ما توقع أنظمة التوقيع الرقمي تجزئة الرسالة بدلاً من معالجة الرسالة الأصلية كاملةً مباشرةً ضمن عملية التوقيع.

يعزز ذلك الكفاءة وينتج قيمة ثابتة الحجم لخوارزمية التوقيع.

يجب أن تقاوم دالة التجزئة محاولات العثور على رسالتين مختلفتين لهما الملخص نفسه ذي الصلة.

إذا تمكن مهاجم من إنشاء رسالة ضارة لها الملخص نفسه لرسالة معتمدة، فقد يحاول إعادة استخدام التوقيع.

لذلك تحدد بروتوكولات البلوكشين قواعد تجزئة وتسلسل محددة لضمان احتساب جميع جهات التحقق للقيمة نفسها.

ECDSA

خوارزمية التوقيع الرقمي بالمنحنيات الإهليلجية، والمعروفة اختصارًا باسم ECDSA، مستخدمة على نطاق واسع لتوقيع معاملات العملات المشفرة.

تستخدم ECDSA رياضيات المنحنيات الإهليلجية لتوفير أمان قوي باستخدام مفاتيح وتوقيعات صغيرة نسبيًا.

تستخدم عدة أنظمة بلوكشين خوارزمية ECDSA مع المنحنى الإهليلجي secp256k1.

توضح وثائق معاملات Bitcoin استخدام ECDSA مع secp256k1 لاعتماد المعاملات التقليدية.

يتطلب إنشاء توقيع ECDSA قيمة سرية فريدة تُسمى غالبًا nonce.

قد يؤدي إعادة استخدام nonce لرسائل مختلفة أو إنشاؤه بطريقة متوقعة إلى كشف المفتاح الخاص.

قد تستخدم المحافظ الآمنة إنشاء nonce حتميًا لتقليل الاعتماد على قيم عشوائية جديدة لكل توقيع.

يجب أن تفرض تطبيقات ECDSA أيضًا ترميزًا صالحًا للتوقيع ونطاقات للقيم لمنع قابلية التعديل أو اختلاف نتائج التحقق.

توقيعات Schnorr

توقيعات Schnorr تصميم آخر للتوقيع بالمنحنيات الإهليلجية يُستخدم في العملات المشفرة.

تتميز ببنية رياضية بسيطة نسبيًا وخصائص مفيدة لتجميع التوقيعات.

يحدد BIP 340 توقيعات Schnorr بطول 64 بايتًا على منحنى secp256k1 لمعاملات Bitcoin المتوافقة مع Taproot.

يمكن لتوقيعات Schnorr دعم إنشاء توقيعات متعددة الأطراف متقدمة يتعاون فيها عدة مشاركين لإنتاج توقيع واحد.

قد يبدو التوقيع الإجمالي النهائي كتوقيع عادي صادر عن طرف واحد عندما يُصمم البروتوكول على نحو صحيح.

قد يحسن ذلك كفاءة المعاملات ويجعل بعض ترتيبات الإنفاق المعقدة أقل وضوحًا في بيانات البلوكشين العامة.

يتطلب تجميع التوقيعات بروتوكولًا خضع لمراجعة دقيقة، لأن محاولة بسيطة لدمج المفاتيح أو التوقيعات قد تؤدي إلى ثغرات أمنية.

EdDSA وEd25519

EdDSA عائلة من خوارزميات التوقيع الرقمي صُممت لتوفير أداء قوي والحد من عدة مخاطر شائعة في التنفيذ.

Ed25519 إعداد واسع الاستخدام من EdDSA يستند إلى منحنى Edwards25519.

تستخدم بعض شبكات العملات المشفرة وأنظمة المحافظ Ed25519 لاعتماد المعاملات أو عمليات المدققين أو مفاتيح الهوية.

تستخدم EdDSA عمومًا سلوك توقيع حتميًا بدلاً من اشتراط إنشاء nonce عشوائي جديد لكل توقيع.

قد يقلل ذلك خطر ضعف توليد الأرقام العشوائية.

مع ذلك، يظل التنفيذ الآمن ضروريًا، إذ يمكن لهجمات القنوات الجانبية أو كشف البذور أو قواعد التحقق غير الصحيحة أو أخطاء البرامج أن تعرض النظام للخطر.

تحدد مواصفة IETF لخوارزمية EdDSA إجراءات Ed25519 والتوقيع المرتبطة بها.

توقيعات BLS

تُصمم توقيعات Boneh-Lynn-Shacham، المعروفة عادةً باسم توقيعات BLS، مع التركيز على كفاءة التجميع كميزة رئيسية.

يمكن دمج العديد من توقيعات BLS الفردية في توقيع إجمالي أصغر، وفق شروط مناسبة.

قد يقلل ذلك البيانات المطلوبة عندما يحتاج البلوكشين إلى التحقق من توقيعات عدد كبير من المدققين.

يستخدم إجماع إثبات الحصة في Ethereum مفاتيح مدققين من نوع BLS لتوقيع مقترحات الكتل والتصديقات.

توضح الوثائق الرسمية لمفاتيح المدققين دور مفاتيح توقيع المدققين وبيانات اعتماد السحب.

تختلف توقيعات BLS عن توقيعات ECDSA المرتبطة عادةً بحسابات Ethereum العادية التي يتحكم فيها المستخدمون مباشرةً.

لذلك قد تستخدم شبكة بلوكشين أنظمة توقيع مختلفة لمعاملات المستخدمين وعمليات الإجماع.

توقيعات العقود الذكية

يوقّع الحساب التقليدي الذي يتحكم فيه المستخدم خارجيًا البيانات باستخدام مفتاح خاص.

لكن حساب العقد الذكي لا يمتلك بالضرورة مفتاحًا خاصًا واحدًا يرتبط مباشرةً بعنوان العقد.

بدلاً من ذلك، قد يتضمن العقد قواعد قابلة للبرمجة تحدد صلاحية التوقيع أو التفويض المقترح.

قد تشترط هذه القواعد موافقة عدة مالكين أو مفتاح جهاز أو مفتاح مرور أو حدودًا للإنفاق أو جهات وصاية للاسترداد أو عقدًا آخر.

يحدد ERC-1271 طريقة معيارية يستطيع العقد الذكي من خلالها بيان صلاحية توقيع نيابةً عن حساب العقد.

يتيح ذلك للتطبيقات دعم المحافظ الذكية وحسابات التوقيع المتعدد، بدلاً من قبول التوقيعات العادية ذات المفتاح الواحد فقط.

قد تتغير صلاحية توقيع العقد الذكي عند تغيير مالكي الحساب أو قواعده أو تنفيذه.

لذلك يجب على التطبيق استخدام طريقة التحقق الصحيحة القائمة على العقد، بدلاً من افتراض إمكان استعادة كل توقيع إلى مفتاح عام دائم واحد.

توقيع البيانات المهيكلة ذات الأنواع

كانت بعض واجهات توقيع المحافظ القديمة تعرض للمستخدمين بيانات سداسية عشرية غير مقروءة.

تُعرف هذه الممارسة عادةً باسم التوقيع الأعمى، لأن المستخدم قد لا يفهم التفويض الفعلي.

تتيح البيانات المهيكلة ذات الأنواع للمحفظة تنظيم حقول مثل المستلم والتوكن والمبلغ والموعد النهائي والرقم الفريد والشبكة والعقد الذي يتحقق من التوقيع بصيغة أوضح.

يحدد EIP-712 إطارًا لتجزئة البيانات المهيكلة ذات الأنواع وتوقيعها.

يتضمن المعيار معلومات النطاق التي قد تساعد على فصل التوقيعات المخصصة لتطبيقات أو عقود أو شبكات مختلفة.

لا يوفر EIP-712 وحده حماية كاملة من إعادة التشغيل تلقائيًا، لذا يجب أن تتضمن التطبيقات أرقامًا فريدة ومواعيد نهائية ومعرّفات سلاسل وقواعد خاصة بالعقود وأن تفرضها.

لا يحسن التوقيع المقروء سلامة المستخدم إلا إذا فككت المحفظة البيانات الموقعة وعرضتها بدقة.

هجمات إعادة التشغيل

تحدث هجمة إعادة التشغيل عند إعادة استخدام توقيع صالح في سياق لم يقصده الموقّع.

على سبيل المثال، قد يُرسل التفويض الموقّع لمعاملة واحدة عدة مرات إذا لم يسجل التطبيق أنه استُخدم مسبقًا.

قد يُعاد أيضًا استخدام توقيع أُنشئ على بلوكشين واحد على شبكة أخرى متوافقة، إذا لم تحدد الرسالة الموقعة السلسلة المقصودة.

قد تعتمد الحماية من إعادة التشغيل على nonce أو تسلسل الحساب أو معرّف طلب فريد أو وقت انتهاء صلاحية أو معرّف السلسلة أو عنوان العقد أو فاصل النطاق.

يجب على جهة التحقق فحص حقل الحماية من إعادة التشغيل وفرضه.

لا يكون لإضافة nonce إلى الرسالة أي أثر إذا سمح التطبيق باستخدامه مرارًا.

قابلية تعديل التوقيع

تحدث قابلية تعديل التوقيع عندما يمكن تحويل توقيع صالح أو معاملة موقعة إلى تمثيل صالح آخر دون الوصول إلى المفتاح الخاص.

قد تنفذ المعاملة المعدلة الإجراء الاقتصادي نفسه، لكن يكون لها معرّف معاملة مختلف.

قد يسبب ذلك مشكلات للبرامج التي تفترض أن معرّف المعاملة لا يمكن أن يتغير قبل التأكيد.

قد تستخدم بروتوكولات العملات المشفرة قواعد توقيع معيارية أو قيمًا مقيدة أو هياكل معاملات معاد تصميمها للحد من قابلية التعديل.

لا تتيح قابلية التعديل بالضرورة للمهاجم إعادة توجيه الأموال، لأن تغيير تفاصيل المعاملة المحمية يفترض أن يبطل التوقيع.

تعتمد العواقب المحددة على الأجزاء التي يمكن تعديلها من المعاملة وكيفية تتبع الأنظمة المرتبطة بها.

التفويض متعدد التوقيعات

يشترط ترتيب التوقيع المتعدد توقيعات من أكثر من مفتاح معتمد واحد قبل نقل الأموال.

على سبيل المثال، تسمح سياسة اثنين من ثلاثة لأي مفتاحين من مجموعة مكونة من ثلاثة مفاتيح باعتماد معاملة.

قد يقلل ذلك خطر أن يؤدي فقدان مفتاح واحد أو سرقته إلى خسارة كاملة.

تُستخدم أنظمة التوقيع المتعدد عادةً لخزائن المؤسسات والحفظ المشترك والتخطيط للميراث والمحافظ ذات القيمة العالية.

قد تُفرض السياسة مباشرةً عبر نص برمجي على البلوكشين أو من خلال عقد ذكي.

تنشر بعض الأنظمة عدة توقيعات فردية، بينما تستطيع أنظمة العتبة والتوقيع الإجمالي إنتاج نتيجة أكثر اختصارًا.

لا تكون محفظة التوقيع المتعدد آمنة إلا إذا حُفظت المفاتيح بصورة مستقلة وخُطط لعملية الاسترداد على نحو صحيح.

يقلل تخزين مفاتيح جميع الموقّعين على الجهاز المخترق نفسه كثيرًا من مستوى الحماية المقصود.

توقيعات العتبة والحوسبة متعددة الأطراف

تقسم أنظمة توقيعات العتبة صلاحية التوقيع بين عدة أطراف أو أجهزة.

يتعاون المشاركون لإنشاء توقيع صالح دون إعادة تكوين المفتاح الخاص كاملًا في مكان واحد أثناء التشغيل المعتاد.

قد تشترط العتبة حدًا أدنى من المشاركين لاعتماد المعاملة.

قد يبدو التوقيع الناتج كتوقيع عادي صادر عن مفتاح عام واحد، بحسب البروتوكول.

قد تدعم الحوسبة متعددة الأطراف الحفظ المؤسسي واسترداد المحافظ الموزع والسياسات التي تتجنب وجود نقطة إخفاق مركزية دائمة واحدة.

تضيف هذه الأنظمة تعقيدًا في البروتوكول ومتطلبات للاتصال ومخاطر في التنفيذ واعتمادًا على أمان الأجهزة المشاركة.

لا تكون توقيعات العتبة لامركزية تلقائيًا، إذ قد تظل شركة واحدة تتحكم في عدد كافٍ من الحصص لاعتماد المعاملات.

التوقيعات الرقمية في إجماع إثبات الحصة

يستخدم مدققو إثبات الحصة التوقيعات الرقمية لاعتماد رسائل الإجماع.

قد يوقّع المدقق مقترحات الكتل أو التصديقات أو الأصوات أو نقاط التحقق أو رسائل أخرى خاصة بالشبكة.

يتحقق المدققون الآخرون من صحة هذه التوقيعات قبل قبول الرسائل.

يربط التوقيع إجراء الإجماع بمفتاح مدقق مسجل.

تعاقب بعض الشبكات المدققين الذين يوقعون رسائل متعارضة أو يخالفون قواعد الإجماع.

قد تشمل هذه العقوبة خسارة جزء من العملات المشفرة المخزنة لدى المدقق.

غالبًا ما تحتاج مفاتيح توقيع المدققين إلى البقاء متصلة بالإنترنت لأداء المهام الحساسة للوقت.

يمكن حفظ مفاتيح السحب أو التحكم بالأموال منفصلةً لتقليل العواقب المالية لاختراق مفتاح توقيع متصل بالإنترنت.

التوقيعات الرقمية وإثبات التحكم في المحفظة

يمكن للمستخدم توقيع رسالة تحدٍّ لإثبات التحكم في عنوان عملات مشفرة دون تحويل الأموال.

ينشئ الطرف الذي يتحقق من ذلك رسالة فريدة ويطلب من المحفظة توقيعها.

ثم يتحقق مما إذا كان التوقيع صالحًا للمفتاح العام أو الحساب المتوقع.

ينبغي أن يتضمن التحدي رقمًا فريدًا واسم الخدمة وطابعًا زمنيًا وغرضًا واضحًا.

قد يسمح التحدي الغامض أو المعاد استخدامه لمهاجم بعرض التوقيع في سياق آخر.

يثبت التحكم في المحفظة القدرة على الوصول إلى صلاحية التوقيع في تلك اللحظة.

ولا يثبت اسم المستخدم القانوني أو الملكية الدائمة أو سجل الحساب أو التحكم الحصري، ما لم تُقدم أدلة إضافية.

تصاريح التوكنات والتفويضات خارج السلسلة

تسمح بعض أنظمة التوكنات لحامل التوكن بتوقيع تفويض يرسله طرف آخر إلى البلوكشين.

قد يتيح ذلك إنفاق التوكنات دون أن يرسل الحامل معاملة موافقة منفصلة أولًا.

قد يتضمن التفويض الموقع المنفق والمبلغ والرقم الفريد والموعد النهائي وعقد التوكن والشبكة.

قد يقلل هذا التصميم عدد خطوات المعاملة ويتيح لطرف آخر رعاية رسوم الشبكة.

لكنه ينشئ أيضًا خطر التصيد الاحتيالي، إذ قد يوقع المستخدم عن غير قصد إذنًا يسمح لعنوان ضار بإنفاق التوكنات.

لا يجعل غياب معاملة فورية على السلسلة التوقيع غير ضار ماليًا.

ينبغي للمستخدمين التحقق من المبلغ المسموح به والمنفق المعتمد ووقت الانتهاء والعقد المقصود قبل التوقيع.

محافظ الأجهزة والتوقيع الواضح

صُممت محفظة الأجهزة لإبقاء المفاتيح الخاصة داخل جهاز توقيع مخصص.

يجهز الهاتف أو الحاسوب المتصل المعاملة، بينما يوقعها جهاز الأجهزة بعد موافقة المستخدم.

ينبغي للمستخدم التحقق من الوجهة والمبلغ والشبكة والإجراء على الشاشة الموثوقة لجهاز الأجهزة.

قد تعرض البرمجيات الخبيثة على الحاسوب المتصل معاملة، بينما ترسل بيانات مختلفة إلى جهاز التوقيع.

يعني التوقيع الواضح عرض تفاصيل المعاملة المهمة بصيغة مقروءة قبل الموافقة.

أما التوقيع الأعمى فيتطلب الموافقة على بيانات لا يستطيع الجهاز تفسيرها بالكامل.

يزيد التوقيع الأعمى خطر اعتماد موافقات مخفية للتوكنات أو تحويلات الأصول أو استدعاءات العقود الذكية.

لا تستطيع محفظة الأجهزة حماية المستخدم إذا وافق عن علم على معاملة ضارة عُرضت عليه بصورة صحيحة.

المخاطر الأمنية للتوقيعات الرقمية

لا يعتمد أمان التوقيع الرقمي على الخوارزمية الرياضية وحدها.

قد تفشل خوارزمية آمنة رغم ذلك إذا سُرق المفتاح الخاص أو أُنشئ بطريقة متوقعة أو خُزن في برنامج خبيث أو كُشف عبر محفظة مزيفة.

قد تؤدي أخطاء التنفيذ إلى تسريب المعلومات السرية عبر التوقيت أو استهلاك الطاقة أو سلوك الذاكرة أو قنوات جانبية أخرى.

وقد يُخدع المستخدمون أيضًا لتوقيع بيانات ضارة عبر التصيد الاحتيالي أو الواجهات المضللة.

قد يغير تحديث برمجي مخترق الوجهة المعروضة أو يصدّر المفاتيح سرًا.

تنطوي محافظ العقود الذكية على مخاطر إضافية تتعلق بأخطاء العقود وصلاحية الترقية ووحدات الاسترداد والتبعيات الخارجية.

تثبت التوقيعات الرقمية استيفاء قاعدة تفويض، لا أن الموقّع فهم العواقب.

التوقيعات الرقمية لما بعد الكم

تعتمد كثير من أنظمة التوقيع المستخدمة على نطاق واسع في العملات المشفرة على مسائل رياضية قد تصبح عرضة للخطر أمام حواسيب كمومية قوية بما يكفي.

لا تتوفر حاليًا حواسيب كمومية متسامحة مع الأخطاء على نطاق واسع وقادرة على كسر هذه الأنظمة، لكن التخطيط للانتقال قد يستغرق سنوات كثيرة.

في أغسطس 2024، اعتمدت NIST نهائيًا المعيار FIPS 204 لخوارزمية ML-DSA، وهو معيار توقيع قائم على شبكات الوحدات ويهدف إلى مقاومة الهجمات الكمومية.

كما اعتمدت NIST نهائيًا المعيار FIPS 205 لخوارزمية SLH-DSA، وهو معيار توقيع قائم على التجزئة عديم الحالة.

اعتبارًا من يوليو 2026، لا يعني اعتماد هذه المعايير أن شبكات العملات المشفرة الحالية استبدلت تلقائيًا خوارزميات التوقيع المستخدمة فيها.

قد يتطلب الانتقال إلى التشفير ما بعد الكم صيغًا جديدة للعناوين وتوقيعات أكبر وترقيات للبروتوكولات ودعمًا من المحافظ وتغييرات في الأجهزة وإجراءات لنقل الأموال من المفاتيح القديمة.

ينبغي لمجتمعات البلوكشين أيضًا النظر في كيفية حماية المفاتيح العامة التقليدية المكشوفة إذا أصبحت القدرات الكمومية عملية.

كيفية التحقق من توقيع رقمي

يتطلب التحقق من التوقيع البيانات الأصلية الموقعة والتوقيع والمفتاح العام أو الحساب ذي الصلة والخوارزمية الصحيحة.

تعيد جهة التحقق إنشاء التجزئة أو الرسالة المشفرة المطلوبة وفق البروتوكول.

ثم تتحقق خوارزمية التحقق مما إذا كان التوقيع صالحًا رياضيًا لتلك البيانات والمفتاح العام.

تعني النتيجة الناجحة أن التوقيع يتطابق مع المفتاح والرسالة المقدمين.

لكنها لا تثبت أن البرنامج الذي يعرض الرسالة موثوق أو أن المفتاح العام يعود إلى شخص يحمل اسمًا معينًا.

يمكن لعُقد البلوكشين أو برامج المحافظ أو العقود الذكية أو أدوات سطر الأوامر أو مكتبات التشفير المخصصة إجراء التحقق.

ينبغي للمطورين استخدام مكتبات خضعت للمراجعة بدلاً من تنفيذ خوارزميات التوقيع من البداية دون خبرة متخصصة.

كيفية توقيع معاملات العملات المشفرة بأمان

استخدم برنامج محفظة من مصدر موثوق، واحرص على تحديث نظام تشغيل الجهاز.

تحقق من البلوكشين المحدد، إذ قد توجد عناوين وأصول متشابهة على شبكات مختلفة.

أكد عنوان الوجهة كاملًا على شاشة موثوقة.

راجع المبلغ والتوكن والرسوم والعقد والمنفق والرقم الفريد ووقت انتهاء الصلاحية قبل التوقيع.

ارفض الطلبات التي تعرض بيانات سداسية عشرية غير مفسرة أو إجراءً مختلفًا عما تتوقعه.

استخدم محفظة منفصلة منخفضة القيمة عند اختبار تطبيقات لامركزية غير مألوفة.

احفظ الأموال طويلة الأجل بعيدًا عن المحافظ المستخدمة للتفاعل المتكرر مع العقود الذكية.

لا تدخل أبدًا مفتاحًا خاصًا أو عبارة استرداد في موقع يدعي أنه يحتاج إلى هذه المعلومات للتحقق من توقيع.

تحتاج جهة التحقق الشرعية إلى المفتاح العام أو العنوان، لا إلى السر اللازم لإنشاء توقيعات جديدة.

مزايا التوقيعات الرقمية

تتيح التوقيعات الرقمية للشبكات اللامركزية التحقق من اعتماد المعاملات دون مسؤول مركزي للمدفوعات.

وتحمي سلامة البيانات الموقعة، لأن التغييرات غير المصرح بها تُبطل التوقيع.

كما تتيح التحقق العلني دون كشف المفتاح الخاص.

وهي تدعم الحفظ الذاتي ومحافظ التوقيع المتعدد وإجماع المدققين والطلبات خارج السلسلة والمصادقة اللامركزية وأذونات العقود الذكية.

يمكن للبرامج التحقق منها تلقائيًا في أي مكان في العالم.

كما تنشئ دليلًا قويًا على أن مفتاحًا تشفيريًا محددًا اعتمد بيانات بعينها.

قيود التوقيعات الرقمية

يثبت التوقيع الرقمي التحكم في مفتاح، لا الهوية الواقعية للموقّع أو نواياه.

ولا يمنع المستخدم من الموافقة على معاملة احتيالية.

ولا يستطيع استرداد العملات المشفرة بعد فقدان مفتاح خاص.

كما أنه لا يشفر المعلومات الموقعة ولا يجعل معاملات البلوكشين العامة خاصة.

يمكن للمفتاح المسروق إنشاء توقيعات صالحة تبدو مطابقة للتوقيعات التي أنشأها المستخدم الشرعي.

وقد تتطلب خوارزميات التوقيع أيضًا ترقيات مستقبلية مع تطور أبحاث التشفير والقدرات الحاسوبية.

قد يتطلب عدم التنصل قانونيًا ربطًا موثوقًا بالهوية وإدارة آمنة للمفاتيح وطوابع زمنية وسياسات وأدلة تثبت أن المفتاح لم يكن مخترقًا.

الأسئلة الشائعة

ما التوقيع الرقمي ببساطة؟

التوقيع الرقمي دليل رياضي على أن مفتاحًا خاصًا محددًا اعتمد معاملة أو رسالة وأن البيانات الموقعة لم تتغير بعد ذلك.

كيف تُستخدم التوقيعات الرقمية في العملات المشفرة؟

تُستخدم لاعتماد المعاملات وإثبات التحكم في حسابات المحافظ واعتماد إجراءات العقود الذكية وتوقيع الرسائل خارج السلسلة ودعم إجماع البلوكشين.

هل يكشف التوقيع الرقمي مفتاحًا خاصًا؟

لا يكشف التوقيع الرقمي المنفذ على نحو سليم المفتاح الخاص، لكن الخوارزميات الضعيفة أو إعادة استخدام nonce أو عيوب البرامج أو هجمات القنوات الجانبية قد تكشف معلومات سرية.

هل يمكن لأي شخص التحقق من توقيع رقمي؟

يمكن عادةً لأي شخص يملك المفتاح العام والبيانات الموقعة والتوقيع وبرنامج التحقق المطلوب فحصه.

هل يثبت التوقيع الصالح هوية شخص ما؟

يثبت التحكم في مفتاح التوقيع ذي الصلة، لكن ربط المفتاح بهوية قانونية موثقة يتطلب أدلة إضافية.

هل التوقيع الرقمي هو نفسه عنوان المحفظة؟

لا، فالعنوان يحدد حسابًا أو شرط إنفاق، بينما يعتمد التوقيع بيانات محددة باستخدام صلاحية التوقيع المطلوبة.

هل التوقيع الرقمي هو نفسه المفتاح الخاص؟

لا، ينشئ المفتاح الخاص التوقيعات، بينما كل توقيع مخرج مرتبط برسالة أو معاملة معينة.

هل يمكن إعادة استخدام التوقيع الرقمي نفسه؟

قد يكون التوقيع قابلًا لإعادة الاستخدام عند غياب الحماية من إعادة التشغيل في التطبيق، ولهذا تتضمن الأنظمة الآمنة أرقامًا فريدة ومواعيد نهائية ومعرّفات الشبكات أو نطاقات رسائل فريدة.

هل يمكن تزوير توقيع رقمي؟

يفترض أن يكون تزوير توقيع آمن غير ممكن حسابيًا دون المفتاح الخاص، لكن المفاتيح الضعيفة أو أخطاء التنفيذ قد تجعل التزوير أو استعادة المفتاح ممكنين.

ما ECDSA؟

ECDSA خوارزمية توقيع رقمي بالمنحنيات الإهليلجية تُستخدم على نطاق واسع لاعتماد معاملات العملات المشفرة.

ما توقيع Schnorr؟

توقيع Schnorr توقيع بالمنحنيات الإهليلجية يتميز ببنية رياضية بسيطة وخصائص مفيدة لتجميع التوقيعات.

ما Ed25519؟

Ed25519 إعداد واسع الاستخدام من خوارزمية EdDSA، صُمم لتوفير أمان قوي وأداء فعال وتوقيع حتمي.

ما توقيع BLS؟

توقيع BLS نوع من التوقيعات يدعم التجميع بكفاءة وتستخدمه بعض أنظمة إجماع إثبات الحصة.

ما توقيع الرسائل؟

يتيح توقيع الرسائل للمحفظة إثبات التحكم أو اعتماد البيانات خارج السلسلة دون بث معاملة فورية على البلوكشين بالضرورة.

هل يمكن أن يؤدي توقيع الرسائل إلى سرقة العملات المشفرة؟

قد تعتمد رسالة مصممة بطريقة ضارة إنفاق التوكنات أو طلبًا أو إجراءً ذا قيمة أخرى، لذلك يجب مراجعة كل طلب توقيع بعناية.

ما التوقيع الأعمى؟

يحدث التوقيع الأعمى عندما يوافق المستخدم على بيانات لا تستطيع المحفظة عرضها بصورة واضحة ومفهومة.

ما التحقق من التوقيع؟

التحقق من التوقيع عملية استخدام مفتاح عام وخوارزمية لفحص صلاحية توقيع لبيانات محددة.

ما هجمة إعادة التشغيل؟

تعيد هجمة إعادة التشغيل استخدام تفويض صالح موقّع ضمن معاملة أو تطبيق أو سياق بلوكشين غير مقصود.

ما قابلية تعديل التوقيع؟

قابلية تعديل التوقيع هي إمكانية تحويل توقيع أو معاملة موقعة إلى تمثيل صالح آخر دون الحصول على المفتاح الخاص.

هل تستخدم محافظ التوقيع المتعدد توقيعات رقمية؟

نعم، فهي تتطلب عددًا محددًا من التوقيعات الصالحة أو حصص التوقيع قبل اعتماد المعاملة.

هل يمكن للعقد الذكي إنشاء توقيع رقمي؟

لا يمتلك العقد الذكي عادةً مفتاحًا خاصًا، لكنه يستطيع تطبيق قواعد قابلة للبرمجة لتحديد صلاحية توقيع نيابةً عن حساب العقد.

هل التوقيعات الرقمية ملزمة قانونيًا؟

يعتمد أثرها القانوني على الولاية القضائية وأدلة الهوية والمحتوى الموقّع والاتفاق وأمان المفاتيح وقوانين التوقيع الإلكتروني المعمول بها.

هل التوقيعات الرقمية مقاومة للحوسبة الكمومية؟

لا تُعد كثير من أنظمة التوقيع الحالية للعملات المشفرة مقاومة لحاسوب كمومي قوي بما يكفي، بينما صُممت معايير أحدث مثل ML-DSA وSLH-DSA لتوفير أمان ما بعد الكم.

هل يمكن تغيير معاملة البلوكشين بعد توقيعها؟

يؤدي تغيير حقل يحميه التوقيع عادةً إلى إبطال التوقيع، رغم أن أنماط التوقيع المتخصصة قد تترك حقولًا محددة قابلة للتعديل.

هل يمكن للتوقيع عكس معاملة عملات مشفرة مكتملة؟

لا، يمكن لتوقيع جديد اعتماد معاملة جديدة لإعادة الأموال، لكنه لا يمحو عادةً تحويلًا سبق تأكيده على البلوكشين ولا يعكسه.

لماذا ينبغي للمستخدمين التحقق من التفاصيل على شاشة محفظة الأجهزة؟

قد يكون الحاسوب المتصل مخترقًا، بينما تعرض شاشة الجهاز الموثوقة البيانات التي يُطلب من الجهاز توقيعها فعليًا.

الخاتمة

التوقيع الرقمي تقنية أساسية في العملات المشفرة، إذ يثبت التفويض التشفيري ويحمي سلامة بيانات المعاملات أو الرسائل الموقعة.

ويتيح لعُقد البلوكشين التحقق من أن مفتاحًا خاصًا مطلوبًا أو سياسة توقيع قابلة للبرمجة اعتمدت إجراءً، دون معرفة المفتاح الخاص.

تستخدم شبكات العملات المشفرة عدة أنظمة للتوقيع، منها ECDSA وSchnorr وEdDSA وBLS، بحسب متطلبات المعاملات والإجماع لديها.

تدعم التوقيعات الرقمية مدفوعات المحافظ وموافقات العقود الذكية والطلبات خارج السلسلة وإثبات التحكم في العناوين والحفظ متعدد التوقيعات وتصويت المدققين والمصادقة اللامركزية.

مع ذلك، لا يثبت التوقيع الصحيح رياضيًا أن الموقّع فهم الإجراء أو أن المعاملة آمنة.

يمكن للمفاتيح الخاصة المسروقة والتصيد الاحتيالي والتوقيع الأعمى وهجمات إعادة التشغيل وضعف إنشاء nonce وأخطاء العقود الذكية وواجهات المحافظ المضللة أن تجعل التوقيعات الصالحة مصدرًا للخسارة.

ينبغي للمستخدمين مراجعة كل وجهة ومبلغ وشبكة وعقد وإذن ورقم فريد ووقت انتهاء صلاحية قبل اعتماد أي توقيع.

يجب عدم مشاركة المفاتيح الخاصة وعبارات الاسترداد مطلقًا مع أي جهة تدعي ضرورة الاطلاع على المعلومات السرية للتحقق من التوقيع.

ومع استمرار تطوير معايير ما بعد الكم، ستحتاج شبكات البلوكشين أيضًا إلى تقييم كيفية ترقية أنظمة التوقيع الحالية دون الإضرار بالملكية وإمكانية الوصول.

تجعل التوقيعات الرقمية معاملات العملات المشفرة اللامركزية ممكنة، لكن أمانها يعتمد في نهاية المطاف على تشفير قوي وتنفيذ صحيح وإدارة آمنة للمفاتيح وموافقة المستخدم الواعية.