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Firme di Schnorr: migliorare privacy e scalabilità di Bitcoin

Il problema della scalabilità di Bitcoin è un problema noto. Con l’aumento delle transazioni, aumentano i tempi di attesa e con essi le commissioni.

Per ragioni di sicurezza Bitcoin è stato concepito per minare in media un blocco ogni 10 minuti e per le stesse ragioni si è deciso di non aumentare la dimensione del blocco stesso. Gli sforzi degli sviluppatori si concentrano per lo più su applicazioni che rimangono ancorate alla blockchain, ma che la sfruttano il meno possibile, come fa Lightning Network, che abbiamo approfondito nella nostra guida.

D’altra parte però se si vuole mantenere la dimensione originale dei blocchi, bisogna lavorare per ottimizzare lo spazio a disposizione, ma anche ottimizzare i dati immessi. Sono numerosi gli studi che lavorano per risolvere la scalabilità onchain.

Schema delle firme di Schnorr

Un progetto molto interessante, ormai a livello avanzato (grazie anche all’adozione di segwit) è denominato schema delle firme di Schnorr. Esso mira ad ottimizzare lo spazio occupato dalle firme nei blocchi. Per effettuare con successo le transazioni, sono ovviamente necessarie le firme. Purtroppo, le firme occupano diverso spazio nei blocchi della blockchain. Questo diventa in particolar modo un problema quando si eseguono più transazioni da diversi indirizzi ad uno solo, in quanto ciascuna di queste transazioni richiede la propria firma. E’ necessario quindi occupare diverso spazio all’interno del blocco.

Lo spazio utilizzato dai dati relativi alle firme infatti, aumenta le dimensioni delle transazioni, e quindi le fee da pagare ai minatori.

Attualmente Bitcoin utilizza uno schema di firma chiamato ECDSA per autorizzare le transazioni. Lo schema di firme di Schnorr è già conosciuto, ma non è mai stato utilizzato per ragioni di brevetti. Tale schema ha una struttura algebrica più semplice di ECDSA e quindi permette dei miglioramenti come i multi-signatures compact. Si stima che questo aggiornamento del protocollo possa ridurre l’uso dello spazio di archiviazione della blockchain e della larghezza di banda del network di almeno il 25%. In sostanza, si avrebbe un enorme guadagno in termini di efficienza.

Benefici per il protocollo Bitcoin

E’ possibile poi specificare che un determinato Bitcoin possa essere speso solo se i partecipanti sono d’accordo tra loro, servendosi di un multi-signatures. L’implementazione attuale consiste semplicemente nel concatenare le firme di diverse persone. Con il multi-signatures di Schnorr è possibile comprimere le firme di tutti i partecipanti in una sola firma. Ciò permette di avere un enorme vantaggio in termini di spazi. Ricordiamo infatti, che le firme occupano una grande porzione nelle transazioni Bitcoin. Sono infatti circa il 60% della dimensione delle transazioni. Inoltre è anche possibile, qualora una transazione spende diversi bitcoin allo stesso tempo, autorizzare tutte le uscite con una sola firma.

Vantaggi per la privacy

Per i multi-signatures che coinvolgono diversi partecipanti, è possibile aggregare le chiavi pubbliche in una sola chiave. Essa è indistinguibile da una classica chiave pubblica. Così diventa impossibile stabilire se la spesa di un determinato bitcoin è stata autorizzata da una sola persona o da più persone. Questa nuova modalità può consentire a più firmatari di unire le proprie firme in una sola. Ne consegue un notevole risparmio di spazio e una maggiore confidenzialità.

Ci sono ancora numerosi studi e test da condurre su questo nuovo modello di firme. Quando tutto sarà pronto verrà sicuramente redatto un BIP (Bitcoin Improvement Proposal). Ci si attende un largo consenso da parte della comunità con l’adozione tramite un soft fork. Schnorr è solo una delle tante implementazioni volte a migliorare privacy, scalabilità e confidenzialità di Bitcoin. Presto vedremo anche altre soluzioni.

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Vincenzo Borrelli

Esperto in qualità e sicurezza della filiera agroalimentare. Da lunghi anni trader sui mercati valutari e appassionato di economia e dinamica delle popolazioni. Entusiasta studioso di bitcoin.
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