تابع Ecrecover در امضاهای دیجیتال اتریوم

در دنیای ارزهای دیجیتال، امضاهای دیجیتال نقش حیاتی در تأیید اصالت تراکنش‌ها و اطمینان از امنیت آن‌ها ایفا می‌کنند. با افزایش استفاده از قراردادهای هوشمند و فناوری‌های بلاکچین، نیاز به روش‌های امن‌تر و کارآمدتر برای تأیید تراکنش‌ها و جلوگیری از تقلب افزایش یافته است. این موضوع به‌ویژه برای کسانی که به خرید ارز دیجیتال مانند خرید بیت کوین، خرید اتریوم یا حتی خرید تتر علاقه‌مندند، اهمیت ویژه‌ای پیدا می‌کند.
در این مقاله از وبلاگ کیف پول من، به بررسی تابع ecrecover در امضاهای دیجیتال اتریوم می‌پردازیم. این تابع به توسعه‌دهندگان امکان می‌دهد تا کلید عمومی مربوط به یک امضا را بازیابی کرده و صحت تراکنش‌ها را بدون نیاز به کلید خصوصی تأیید کنند.
این مقاله به بررسی موضوعاتی مانند کاربردهای عملی ecrecover، چالش‌ها و مشکلات رایج و استانداردهای بهبودیافته برای امضاهای دیجیتال می‌پردازد. بعد از مطالعه این مقاله متوجه خواهیم شد که چرا آگاهی از این مفاهیم برای توسعه‌دهندگان و کاربران ارزهای دیجیتال ضروری است.

امضای دیجیتال چیست؟

امضای دیجیتال یک تکنیک رمزنگاری است که برای تأیید هویت فرستنده و یکپارچگی پیام‌ها، اسناد یا تراکنش‌های دیجیتال استفاده می‌شود. در واقع، امضای دیجیتال مشابه امضای دستی در اسناد کاغذی است؛ با این تفاوت که در فضای دیجیتال برای تضمین امنیت و تأیید صحت اطلاعات به کار می‌رود.

اجزاء امضای دیجیتال

• کلید خصوصی (Private Key): یک کلید محرمانه که فقط در اختیار صاحب امضاست و برای تولید امضای دیجیتال استفاده می‌شود.
• کلید عمومی  (Public Key): کلیدی که به صورت عمومی منتشر می‌شود و برای تأیید صحت امضای دیجیتال مورد استفاده قرار می‌گیرد.

نحوه عملکرد امضای دیجیتال

• ایجاد امضا: صاحب پیام یا سند، با استفاده از کلید خصوصی خود و یک الگوریتم خاص (مانند الگوریتم ECDSA در اتریوم)، امضای دیجیتال را تولید می‌کند. این امضا معمولاً به شکل ترکیبی از چندین عدد (مانند v, r, s در اتریوم) است.
• ارسال پیام: پیام به همراه امضای دیجیتال برای گیرنده ارسال می‌شود.
• تأیید امضا: گیرنده با استفاده از کلید عمومی فرستنده و تابعی مثل ecrecover، بررسی می‌کند که آیا امضا به درستی و با استفاده از کلید خصوصی فرستنده تولید شده است یا خیر. اگر امضا معتبر باشد، گیرنده می‌تواند اطمینان حاصل کند که پیام بدون تغییر و از طرف فرستنده معتبر ارسال شده است.

کاربردهای امضای دیجیتال

• تأیید هویت: تضمین می‌کند که فرستنده واقعی پیام، کسی است که ادعا می‌کند.
• تأیید یکپارچگی: اطمینان می‌دهد که پیام در طول ارسال تغییر نکرده است.
• تأیید مالکیت: در مواردی مانند تراکنش‌های مالی دیجیتال، امضای دیجیتال برای اثبات مالکیت و حق دسترسی به منابع مالی یا داده‌های خاص استفاده می‌شود.

امضای دیجیتال به عنوان یکی از پایه‌های امنیت در دنیای دیجیتال و بلاکچین نقش مهمی ایفا می‌کند و از آن برای تضمین امنیت تراکنش‌ها و قراردادهای هوشمند استفاده می‌شود.

الگوریتم امضاهای دیجیتال منحنی بیضوی (ECDSA)

الگوریتم ECDSA (الگوریتم امضای دیجیتال منحنی بیضوی) یکی از پرکاربردترین روش‌های امضاهای دیجیتال در شبکه‌های بلاکچین مانند اتریوم است. این الگوریتم با استفاده از خصوصیات منحنی‌های بیضوی، امکان ایجاد امضاهای دیجیتال امن و کارآمد را فراهم می‌کند. این امضاها نقش مهمی در تأیید صحت و اعتبار پیام‌ها و تراکنش‌ها در شبکه اتریوم دارند.

در الگوریتم ECDSA، فرآیند امضاکردن به این صورت است که ابتدا پیام یا داده‌ای که قرار است امضا شود، هش می‌شود. سپس، امضاکننده با استفاده از کلید خصوصی خود و الگوریتم ECDSA، یک جفت امضا تولید می‌کند که شامل دو مولفه‌r  و s است. مولفه‌ r نمایانگر یک نقطه بر روی منحنی بیضوی است و s نیز بخشی از امضاست که با استفاده از کلید خصوصی امضاکننده تولید می‌شود.
در امضاهای دیجیتال اتریوم، یک مولفه‌ دیگر به نام v نیز وجود دارد که به‌عنوان شناسه‌ بازیابی (recovery id) شناخته می‌شود. این مولفه به تشخیص کلید عمومی صحیح از میان چندین کلید عمومی ممکن کمک می‌کند. از آنجایی که الگوریتم ECDSA ممکن است تا چهار کلید عمومی مختلف برای یک امضا تولید کند، مولفه‌ v مشخص می‌کند که کدام یک از کلیدهای عمومی تولیدشده، کلید درست است.
ترکیب سه مولفه r، s، و v به همراه هش پیام اولیه، امکان بازیابی کلید عمومی مرتبط با امضا را فراهم می‌کند. تابع ecrecover در Solidity از این مولفه‌ها برای محاسبه و بازیابی کلید عمومی استفاده می‌کند. اگر کلید عمومی بازیابی‌شده با کلید عمومی شناخته‌شده مطابقت داشته باشد، صحت امضا تأیید می‌شود و می‌توان اطمینان حاصل کرد که پیام توسط مالک کلید خصوصی مربوطه امضا شده است.
این فرآیند برای اطمینان از عدم تغییر یا تکرار تراکنش‌ها و پیام‌ها در بلاکچین اتریوم ضروری است و به حفظ امنیت و صحت داده‌ها کمک می‌کند.

تابع Ecrecover در امضاهای دیجیتال چیست؟

تابع ecrecover در Solidity یکی از توابع مهم برای تأیید امضاهای دیجیتال در اتریوم است که برای بازیابی کلید عمومی مربوط به یک امضا استفاده می‌شود. این تابع به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد که بدون دسترسی به کلید خصوصی، تأیید کنند که یک پیام یا تراکنش توسط مالک یک کلید عمومی خاص امضا شده است.

تعریف تابع ecrecover و پارامترهای ورودی آن

تابع ecrecover در Solidity به صورت زیر تعریف می‌شود:

function ecrecover (bytes32 hash, uint8 v, bytes32 r, bytes32 s) public pure returns (address)

این تابع چهار پارامتر ورودی می‌پذیرد:

• Hash: هش پیام یا داده‌ای که امضا شده است.
• v: شناسه بازیابی (recovery id) که به تشخیص کلید عمومی صحیح کمک می‌کند.
• r و s: اجزای امضای دیجیتال که نشان‌دهنده نقاطی بر روی منحنی بیضوی هستند.

نحوه عملکرد تابع Ecrecover در بازیابی کلید عمومی

تابع ecrecover با استفاده از این پارامترها، کلید عمومی مربوط به امضا را بازیابی می‌کند. اگر کلید عمومی بازیابی‌شده با کلید عمومی شناخته‌شده مطابقت داشته باشد، امضا تأیید می‌شود. این فرآیند برای تأیید اصالت پیام‌ها و تراکنش‌ها بسیار حیاتی است و به توسعه‌دهندگان امکان می‌دهد که بدون نیاز دسترسی به کلید خصوصی، صحت یک امضا را بررسی کنند.
در عمل، تابع ecrecover در امضاهای دیجیتال اتریوم محاسباتی را انجام می‌دهد که بر اساس الگوریتم ECDSA است. این محاسبات شامل بررسی صحت پارامترهای امضا و تطابق آن‌ها با کلید عمومی است که در نهایت به بازیابی کلید عمومی منجر می‌شود.

مطلب پیشنهادی: کلید شخصی و عمومی چیست و چه تفاوتی با هم دارند؟

مثال ساده از نحوه استفاده از تابع ecrecover در قراردادهای هوشمند اتریوم

در اینجا یک مثال از نحوه استفاده از تابع ecrecover در یک قرارداد هوشمند ساده آورده شده است:

pragma solidity ^0.8.0;

contract VerifySignature {

    function verify(bytes32 hash, uint8 v, bytes32 r, bytes32 s, address expectedAddress) public pure returns (bool) {

        address signer = ecrecover(hash, v, r, s);

        return signer == expectedAddress;

در این مثال، تابع verify یک هش پیام و پارامترهای امضا (v, r, s) را دریافت می‌کند و سپس با استفاده از تابع ecrecover، کلید عمومی را بازیابی می‌کند. در نهایت، این کلید عمومی با آدرس مورد انتظار (expectedAddress) مقایسه می‌شود تا تأیید شود که آیا امضا معتبر است یا خیر.

کاربردهای عملی تابع ecrecover در امضاهای دیجیتال اتریوم

تابع ecrecover در اتریوم کاربردهای متعددی دارد که از جمله مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به تأیید تراکنش‌ها و پیام‌ها و جلوگیری از حملات بازپخش اشاره کرد. این تابع به‌طور گسترده در قراردادهای هوشمند استفاده می‌شود تا امنیت و صحت تراکنش‌ها و پیام‌های ارسالی در شبکه اتریوم تضمین شود. از جمله موارد دیگر کاربرد تابع ecrecover در امضاهای دیجیتال اتریوم می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• تأیید تراکنش‌ها و پیام‌ها
• جلوگیری از حملات بازپخش و استفاده از نانس‌ها برای امنیت بیشتر

چالش‌ها و مشکلات رایج در استفاده از تابع Ecrecover در امضاهای دیجیتال اتریوم

استفاده از تابع ecrecover در اتریوم علی‌رغم مزایای بسیار، با چالش‌ها و مشکلات خاصی نیز همراه است. برخی از این مشکلات به دلیل پیچیدگی‌های ذاتی در استفاده از امضاهای دیجیتال و همچنین محدودیت‌های مربوط به الگوریتم ECDSA و نحوه پیاده‌سازی آن در Solidity ایجاد می‌شوند. در این بخش، به بررسی برخی از این مشکلات رایج و راهکارهای مقابله با آن‌ها می‌پردازیم.

 آسیب‌پذیری‌های تابع Ecrecover در امضاهای دیجیتال اتریوم

• ورودی‌های نادرست: یکی از رایج‌ترین مشکلاتی که ممکن است در استفاده از تابع ecrecover رخ دهد، ارائه ورودی‌های نادرست یا نامعتبر است؛ برای مثال، اگر هش پیام یا مولفه‌های v،r  و s به درستی محاسبه یا ارسال نشوند، تابع قادر به بازیابی کلید عمومی صحیح نخواهد بود و در نتیجه، تأیید امضا شکست خواهد خورد. این مشکل معمولاً به دلیل ناآگاهی از نحوه صحیح تولید امضاها و پارامترهای آن‌ها رخ می‌دهد.
• انعطاف‌پذیری امضا یکی دیگر از چالش‌های مهم در استفاده از ecrecover، انعطاف‌پذیری امضاها است. در این حالت، یک امضا می‌تواند به شکلی تغییر کند که همچنان معتبر بماند؛ اما مقادیر r و s تغییر کنند. این مسئله به دلیل ویژگی‌های خاص الگوریتم ECDSA است که اجازه می‌دهد چندین امضای مختلف برای یک پیام معتبر باشند. این مشکل باعث سردرگمی در تأیید امضاها می‌شود و ممکن است سوءاستفاده‌هایی را نیز به همراه داشته باشد.

راهکارهای مقابله با مشکلات تابع Ecrecover در امضاهای دیجیتال اتریوم

برای جلوگیری از مشکلات مربوط به ورودی‌های نادرست، ضروری است که توسعه‌دهندگان از دو مورد زیر اطمینان حاصل کنند:

• اطمینان از صحت ورودی‌ها
• مدیریت انعطاف‌پذیری امضا

پروپوزال EIP-712 و استفاده از آن در تابع Ecrecover

EIP-712 به‌عنوان یکی از پیشرفته‌ترین پیشنهادها برای امضاهای دیجیتال در اتریوم، یک روش جدید برای هش‌کردن و امضای داده‌های ساختاریافته معرفی می‌کند. این استاندارد با استفاده از داده‌های تایپ‌شده (Typed Data)، امضاهای دیجیتال را قابل فهم‌تر و ایمن‌تر می‌سازد. EIP-712 به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا اطلاعاتی مانند نام اپلیکیشن، نسخه، Chain ID و آدرس قرارداد را در دامنه امضا بگنجانند. این اطلاعات نه‌تنها امضاها را قابل شناسایی‌تر می‌کند، بلکه امکان تأیید دقیق‌تری را فراهم می‌سازد و از حملات بازپخش جلوگیری می‌کند.

مطلب پیشنهادی: بررسی کامل امضای الکترونیکی، کاغذی و دیجیتالی

پروپوزال EIP-191 و استفاده از آن در تابع Ecrecover

EIP-191 یکی از ساده‌ترین پیشنهادها برای بهبود امضاهای دیجیتال در اتریوم است. این استاندارد با تعریف یک قالب جدید برای داده‌های امضاشده، به دنبال جلوگیری از حملات بازپخش و تضمین صحت امضاهاست. EIP-191 از یک بایت پیشوند 0x19 برای اطمینان از اینکه پیام امضاشده نتواند با تراکنش‌های امضاشده در قالب RLP تداخل داشته باشد، استفاده می‌کند. این استاندارد همچنین نسخه‌های خاصی را برای انواع مختلف داده‌های امضاشده تعریف می‌کند که باعث افزایش دقت و امنیت در تأیید امضاها می‌شود.

حفظ امنیت تراکنش‌ها با تابع Ecrecover در امضاهای دیجیتال اتریوم

تابع ecrecover یکی از توابع کلیدی و پرکاربرد در زبان برنامه‌نویسی Solidity است که برای نوشتن قراردادهای هوشمند بر روی پلتفرم‌های بلاکچین مانند اتریوم استفاده می‌شود. این تابع به‌عنوان یک ابزار ضروری برای تأیید امضاهای دیجیتال در بستر بلاکچین عمل می‌کند و نقش مهمی در حفظ امنیت و صحت تراکنش‌ها و پیام‌ها دارد.
در واقع، ecrecover به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا کلید عمومی مربوط به یک امضای دیجیتال خاص را بازیابی کرده و بدین ترتیب تأیید کنند که آیا پیام یا تراکنش مورد نظر توسط مالک کلید خصوصی متناظر امضا شده است یا خیر. این فرآیند یکی از ارکان اصلی در تضمین اصالت و عدم تکرار تراکنش‌ها در شبکه‌های بلاکچین مانند اتریوم است.
استفاده از این تابع به ویژه در مواردی که نیاز به تأیید امضاهای دیجیتال بدون داشتن کلید خصوصی وجود دارد، بسیار حیاتی است؛ در نتیجه، ecrecover به عنوان یک جزء اساسی در اکوسیستم بلاکچین اتریوم شناخته می‌شود.
به نظر شما چه روش‌ها یا الگوریتم‌های جایگزین برای ECDSA در شبکه‌های بلاکچین مانند اتریوم وجود دارد؟ لطفا نظرات خود را با ما در میان بگذارید و برای مطالعه مقالات بیشتر در وبلاگ کیف پول من همراه ما باشید.