Bitcoin署名プロセスとは何ですか？

Bitcoin署名プロセスを理解する

Bitcoin署名プロセスは、 Bitcoinブロックチェーン上のデジタル資産の所有権を検証するために使用される暗号化メカニズムです。ユーザーがトランザクションを開始するとき、ファンドが送信されているBitcoinアドレスに関連付けられた秘密鍵を所有していることを証明する必要があります。この証明は、秘密鍵とトランザクションの詳細を使用して生成されるデジタル署名を通じて提供されます。

その中心で、署名プロセスは、正当な所有者のみがBitcoinの転送を承認できることを保証します。不正なトランザクションを防ぎ、分散型元帳の完全性を維持します。この署名は、 Elliptic Curve Digital Signature Algorithm（ECDSA）を使用して作成されます。これは、秘密キーとトランザクションデータに基づいて各トランザクションに一意の署名を生成します。

Bitcoin署名プロセスはどのように機能しますか？

Bitcoinトランザクションが作成されると、入力と出力が含まれます。入力は、送信者が所有する以前のトランザクション出力（UTXO）を参照しています。このUTXOのロックを解除するには、送信者は、以前のトランザクションに保存されている公開キーハッシュに一致する有効な署名を提供する必要があります。

プロセスの展開方法は次のとおりです。

• ウォレットソフトウェアは、適切なUTXOSを選択してトランザクションを構築します。
• トランザクションデータは、トランザクションのコンテンツを表すダイジェストを作成するためにハッシュされています。
• 秘密鍵を使用して、ウォレットはECDSAを適用してハッシュに署名します。
• 結果の署名は、対応する公開キーとともにトランザクション入力に含まれています。

ネットワークにブロードキャストすると、ノードは、署名が公開キーに対応するかどうか、および参照されたUTXOに保存されている公開キーと一致するかどうかを確認することにより、トランザクションを検証します。

プライベートキーとパブリックキーはどのような役割を果たしますか？

Bitcoin署名プロセスでは、プライベートキーとパブリックキーの関係は基本です。秘密鍵は所有者のみに知られている秘密の番号であり、公開鍵は秘密鍵から派生し、公然と共有されます。

トランザクションを作成するとき：

• 秘密キーは、トランザクションに署名し、一意のデジタル署名を作成します。
• 公開キーは、ネットワークで使用され、秘密鍵を明らかにすることなく署名を検証します。

この非対称の暗号化により、誰かが公開鍵を知っていても、秘密鍵を導き出すことができないことが保証されます。 Bitcoin署名プロセスのセキュリティは、秘密鍵の秘密に大きく依存しています。

署名生成を段階的に分割します

Bitcoin署名プロセスをよりよく理解するために、署名が段階的に生成される方法を説明しましょう。

• ウォレットは、必要なすべての入力と出力を収集することにより、トランザクションを準備します。
• トランザクションデータのハッシュが計算され、多くの場合、Sighashと呼ばれます。
• 秘密鍵は、ECDSAを使用してハッシュに署名するために使用されます。これにより、2つの値が生成されます。RとSは、一緒に署名を形成します。
• 署名は、使用されるアルゴリズムや署名コンポーネントの長さなどのメタデータを含むDER（Distinguished Encodingルール）と呼ばれる形式にエンコードされます。
• Der-Encoded Signatureは、署名スクリプト（Scriptsigまたは証人データ）と組み合わされ、トランザクション入力に追加されます。

新しいトランザクションが作成されるたびに、同じ秘密鍵が使用されていても、新しい署名が生成されます。これにより、リプレイ攻撃が防止され、セキュリティが強化されます。

Bitcoin署名の検証

検証は、Bitcoin署名プロセスの重要な部分です。鉱夫とフルノードは、ブロックに含める前にすべてのトランザクションが合法であることを保証します。検証の仕組みは次のとおりです。

• ノードは、トランザクション入力から署名と公開キーを抽出します。
• 署名された元のトランザクションデータを再構築します。
• トランザクションデータのハッシュが再計算されます。
• 公開キーと再計算されたハッシュを使用して、ノードはECDSAで署名が有効かどうかを確認します。

署名が有効であり、公開キーのハッシュが参照されたUTXOのロックスクリプトと一致する場合、トランザクションは受け入れられます。そうでなければ、それは拒否されます。

この検証により、認定ユーザーのみがBitcoinを費やすことができ、分散ネットワーク全体でコンセンサスを維持できるようになります。

Bitcoin署名プロセスに関する一般的な質問

秘密鍵を失うとどうなりますか？秘密鍵を失った場合、有効な署名を生成する能力が失われます。つまり、そのキーに関連するBitcoinにアクセスしたり、支出したりすることはできません。失われた秘密鍵を回復する方法はありません。

2つの異なるトランザクションに同じ署名がありますか？いいえ、各署名は特定のトランザクションデータと一意に結び付けられているためです。トランザクションのわずかな変更でさえ、ハッシュプロセスにより、まったく異なる署名が得られます。

Bitcoin署名プロセスはすべてのウォレットで同じですか？はい、署名の生成と検証は、すべてのウォレットにわたって同じ基準に従います。ただし、ユーザーインターフェイスと主要な管理方法は、ウォレットプロバイダー間で異なる場合があります。

署名には個人情報が含まれていますか？いいえ、署名自体には個人データが含まれていません。秘密鍵の所有者が、彼らが誰であるかを明らかにすることなく、取引を承認したことを証明するだけです。