トランザクション署名とは何ですか?また、所有権をどのように証明しますか?

暗号通貨のトランザクション署名を理解する

1. トランザクション署名は、ブロックチェーン ネットワーク内のデジタル トランザクションの信頼性を検証する暗号化証明です。これにより、送金を開始した人が使用される資金を正当に管理できるようになります。このメカニズムは、中央当局がトランザクションを検証しない分散システム全体にわたって信頼とセキュリティを維持する上で中心となります。

2. すべての暗号通貨ウォレットには、秘密鍵と公開鍵のペアの鍵が含まれています。秘密キーは所有者だけが知っている秘密コードですが、公開キーはオープンに共有でき、アドレス識別子として機能します。ユーザーが暗号通貨を送信するとき、秘密キーを使用して、その特定のトランザクションの一意の署名を生成します。

3. この署名はトランザクション データと秘密キーの両方に数学的にリンクされていますが、秘密キー自体は明らかにされません。署名が作成されると、トランザクションに添付され、ネットワークにブロードキャストされます。次に、ブロックチェーン上のノードは、送信者の公開キーを使用して、署名がトランザクションの内容と一致するかどうか、また、実際に正しい秘密キーを使用して作成されたかどうかを検証します。

4. 検証プロセスが成功すると、トランザクションは有効とみなされ、ブロックに含められます。トランザクションの詳細が 1 文字でも変更されると、署名が無効になり、改ざんがすぐに検出されます。この不変性により、台帳全体の整合性が強化されます。

署名が不正支出を防ぐ仕組み

1. 正しい秘密鍵から得られた有効な署名がなければ、特定のウォレットからトランザクションを実行することはできません。これは、たとえ誰かがあなたの公開アドレスを知っていたとしても、秘密鍵にアクセスせずに資金を移動することはできないことを意味します。

2. デジタル署名は非対称暗号化、具体的には Bitcoin やイーサリアムで使用される ECDSA (楕円曲線デジタル署名アルゴリズム) などのアルゴリズムに依存します。これらのアルゴリズムにより、署名または公開キーから秘密キーをリバース エンジニアリングすることが計算上不可能になります。

3. 各署名は、それが承認するトランザクションに固有です。新しいトランザクションの古い署名を再生すると、トランザクション データのハッシュが新しい入力と出力のセットごとに変化するため、失敗します。これにより、リプレイ攻撃が防止され、全体的なセキュリティが強化されます。

4. ウォレット ソフトウェアは署名プロセスを自動化しますが、ハードウェア ウォレットは、インターネットに接続されたデバイスから秘密キーを隔離することで、署名プロセスをさらに自動化します。この物理的な分離により、署名が安全な環境で生成されることが保証され、マルウェアや遠隔地からの盗難への危険が最小限に抑えられます。

署名作成におけるハッシュ関数の役割

1. トランザクションが署名される前に、その内容 (送信者アドレス、受信者アドレス、金額、タイムスタンプ、ノンスなど) が固定長の文字列にハッシュされます。このハッシュはトランザクションのフィンガープリントを表し、実際に署名されるものです。

2. ハッシュにより、署名プロセスの効率と一貫性が確保されます。トランザクションのサイズに関係なく、署名アルゴリズムへの入力は均一のままです。また、元のデータを変更すると、まったく異なるハッシュが生成され、署名の検証が失敗することが保証されます。

3. ハッシュとデジタル署名の組み合わせにより、2 層の防御が作成されます。1 つはデータの整合性の確保 (ハッシュ)、もう 1 つは所有権の証明 (署名) です。これらは共に、安全なピアツーピア価値転送のバックボーンを形成します。

4. マイナーとバリデーターはユーザーの身元を知る必要はありません。提供された署名が、宣言された公開キーおよび変更されていないトランザクション ハッシュに正しく対応するかどうかのみをチェックします。これにより、説明責任を維持しながら匿名性がサポートされます。

よくある質問

秘密鍵を紛失した場合はどうなりますか?秘密キーを失うことは、有効なトランザクション署名を生成する能力を失うことを意味します。資金を回復する中央機関がないため、資金へのアクセスは永久に失われます。他の誰もあなたに代わって署名を作成することはできないため、安全なキーの保管の重要性が強調されます。

取引署名は偽造できますか?現在の暗号化標準では、秘密キーを使用せずに有効な署名を偽造することは計算上不可能であると考えられています。 ECDSA のようなアルゴリズムの強みは、楕円曲線の数学を解く難しさにあり、これを解くには非現実的な時間と処理能力が必要になります。

ウォレットからのすべてのトランザクションに同じ秘密キーが使用されますか?はい、特定のウォレット アドレスから発信されるすべてのトランザクションの署名には、同じ秘密キーが使用されます。ただし、各署名は各トランザクションの一意のハッシュに基づいているため、異なります。これにより、再利用が防止され、個々のトランザクションのセキュリティが維持されます。

すべてのブロックチェーンは同じ署名方法を使用しますか?いいえ、異なるブロックチェーンではさまざまな暗号化スキームが使用されている可能性があります。 Bitcoin とイーサリアムは secp256k1 曲線の ECDSA を使用しますが、Cardano などの他の企業はエドワーズ曲線暗号に基づく Ed25519 署名を使用します。一部の新しいプロトコルでは、将来の脅威に備えるためのポスト量子耐性の方法が検討されています。