المفاتيح في إثبات الحصة (⁦PoS⁩) على إيثيريوم

تؤمن إيثيريوم أصول المستخدمين باستخدام علم التشفير بالمفتاح العام والخاص. يُستخدم المفتاح العام كأساس لعنوان إيثيريوم — أي أنه مرئي لعامة الناس ويُستخدم كمعرف فريد. يجب أن يكون المفتاح الخاص (أو "السري") متاحًا فقط لمالك الحساب. يُستخدم المفتاح الخاص لـ "توقيع" المعاملات والبيانات بحيث يمكن لعلم التشفير إثبات أن الحامل يوافق على إجراء معين لمفتاح خاص محدد.

يتم إنشاء مفاتيح إيثيريوم باستخدام علم التشفير بالمنحنى الإهليلجي (opens in a new tab).

ومع ذلك، عندما تحولت إيثيريوم من إثبات العمل (PoW) إلى إثبات الحصة (PoS)، تمت إضافة نوع جديد من المفاتيح إلى إيثيريوم. لا تزال المفاتيح الأصلية تعمل تمامًا كما كانت من قبل — لم تكن هناك تغييرات على المفاتيح القائمة على المنحنى الإهليلجي التي تؤمن الحسابات. ومع ذلك، احتاج المستخدمون إلى نوع جديد من المفاتيح للمشاركة في إثبات الحصة (PoS) عن طريق تخزين ETH وتشغيل المُدَقِّقين. نشأت هذه الحاجة من تحديات التوسع المرتبطة بتمرير العديد من الرسائل بين أعداد كبيرة من المُدَقِّقين والتي تطلبت طريقة تشفير يمكن تجميعها بسهولة لتقليل مقدار الاتصال المطلوب للشبكة للوصول إلى الإجماع.

يستخدم هذا النوع الجديد من المفاتيح مخطط توقيع Boneh-Lynn-Shacham (BLS) (opens in a new tab). يتيح BLS تجميعًا فعالًا للغاية للتوقيعات ولكنه يسمح أيضًا بالهندسة العكسية لمفاتيح المُدَقِّق الفردية المجمعة وهو مثالي لإدارة الإجراءات بين المُدَقِّقين.

نوعا مفاتيح المُدَقِّق

قبل التحول إلى إثبات الحصة (PoS)، كان لدى مستخدمي إيثيريوم مفتاح خاص واحد فقط قائم على المنحنى الإهليلجي للوصول إلى أموالهم. مع إدخال إثبات الحصة (PoS)، تطلب المستخدمون الذين يرغبون في أن يكونوا مخزنين فرديين أيضًا مفتاح مُدَقِّق ومفتاح سحب.

مفتاح المُدَقِّق

يتكون مفتاح توقيع المُدَقِّق من عنصرين:

مفتاح المُدَقِّق الخاص
مفتاح المُدَقِّق العام

الغرض من مفتاح المُدَقِّق الخاص هو توقيع العمليات على السلسلة مثل مقترحات الكتل والتصديقات. وبسبب هذا، يجب الاحتفاظ بهذه المفاتيح في محفظة ساخنة.

تتميز هذه المرونة بميزة نقل مفاتيح توقيع المُدَقِّق بسرعة كبيرة من جهاز إلى آخر، ومع ذلك، إذا فُقدت أو سُرقت، فقد يتمكن السارق من التصرف بشكل ضار بعدة طرق:

التسبب في اقتطاع المُدَقِّق عن طريق:
- كونه مُقترِحًا وتوقيع كتلتين مختلفتين من كتل المنارة لنفس الخانة
- كونه مُصَدِّقًا وتوقيع تصديق "يحيط" بتصديق آخر
- كونه مُصَدِّقًا وتوقيع تصديقين مختلفين لهما نفس الهدف
فرض خروج طوعي، مما يوقف المُدَقِّق عن التخزين، ويمنح حق الوصول إلى رصيده من ETH لمالك مفتاح السحب

يتم تضمين مفتاح المُدَقِّق العام في بيانات المعاملة عندما يودع المستخدم ETH في عقد وديعة التخزين. يُعرف هذا باسم بيانات الوديعة ويسمح لإيثيريوم بتحديد المُدَقِّق.

بيانات اعتماد السحب

يتمتع كل مُدَقِّق بخاصية تُعرف باسم بيانات اعتماد السحب. يحدد البايت الأول من هذا الحقل المكون من 32-byte نوع الحساب: يمثل 0x00 بيانات اعتماد BLS الأصلية (ما قبل شابيلا، غير قابلة للسحب)، ويمثل 0x01 بيانات الاعتماد القديمة التي تشير إلى عنوان تنفيذ، ويمثل 0x02 نوع بيانات الاعتماد المركبة الحديثة.

يجب على المُدَقِّقين الذين لديهم مفاتيح BLS من نوع 0x00 تحديث بيانات الاعتماد هذه للإشارة إلى عنوان تنفيذ من أجل تنشيط مدفوعات الرصيد الزائد أو السحب الكامل من التخزين. يمكن القيام بذلك عن طريق توفير عنوان تنفيذ في بيانات الوديعة أثناء إنشاء المفتاح الأولي، أو باستخدام مفتاح السحب في وقت لاحق لتوقيع وبث رسالة BLSToExecutionChange.

المزيد حول بيانات اعتماد سحب المُدَقِّق

مفتاح السحب

سيكون مفتاح السحب مطلوبًا لتحديث بيانات اعتماد السحب للإشارة إلى عنوان تنفيذ، إذا لم يتم تعيينه أثناء الإيداع الأولي. سيمكن هذا من بدء معالجة مدفوعات الرصيد الزائد، وسيسمح أيضًا للمستخدمين بسحب حصة التخزين الخاصة بهم من ETH بالكامل.

تمامًا مثل مفاتيح المُدَقِّق، تتكون مفاتيح السحب أيضًا من مكونين:

مفتاح السحب الخاص
مفتاح السحب العام

فقدان هذا المفتاح قبل تحديث بيانات اعتماد السحب إلى النوع 0x01 يعني فقدان الوصول إلى رصيد المُدَقِّق. لا يزال بإمكان المُدَقِّق توقيع التصديقات والكتل لأن هذه الإجراءات تتطلب مفتاح المُدَقِّق الخاص، ومع ذلك لا يوجد حافز يُذكر إذا فُقدت مفاتيح السحب.

يتيح فصل مفاتيح المُدَقِّق عن مفاتيح حساب إيثيريوم تشغيل مُدَقِّقين متعددين بواسطة مستخدم واحد.

ملاحظة: يتطلب الخروج من مهام التخزين وسحب رصيد المُدَقِّق حاليًا توقيع رسالة خروج طوعي (VEM) (opens in a new tab) باستخدام مفتاح المُدَقِّق. ومع ذلك، فإن EIP-7002 (opens in a new tab) هو مقترح سيسمح للمستخدم بتشغيل خروج المُدَقِّق وسحب رصيده عن طريق توقيع رسائل الخروج باستخدام مفتاح السحب في المستقبل. سيؤدي هذا إلى تقليل افتراضات الثقة من خلال تمكين المخزنين الذين يفوضون ETH إلى مزودي التخزين كخدمة من البقاء متحكمين في أموالهم.

اشتقاق المفاتيح من عبارة الاسترداد

إذا كان كل 32 ETH مخزنة تتطلب مجموعة جديدة من مفتاحين مستقلين تمامًا، فستصبح إدارة المفاتيح صعبة الاستخدام بسرعة، خاصة للمستخدمين الذين يشغلون مُدَقِّقين متعددين. بدلاً من ذلك، يمكن اشتقاق مفاتيح مُدَقِّق متعددة من سر مشترك واحد، ويسمح تخزين هذا السر الواحد بالوصول إلى مفاتيح مُدَقِّق متعددة.

تعد العبارات التذكيرية (Mnemonics) (opens in a new tab) والمسارات ميزات بارزة يواجهها المستخدمون غالبًا عندما يصلون (opens in a new tab) إلى محافظهم. العبارة التذكيرية هي تسلسل من الكلمات التي تعمل كبذرة أولية لمفتاح خاص. عند دمجها مع بيانات إضافية، تُنشئ العبارة التذكيرية تجزئة تُعرف باسم "المفتاح الرئيسي". يمكن التفكير في هذا كجذر لشجرة. يمكن بعد ذلك اشتقاق الفروع من هذا الجذر باستخدام مسار هرمي بحيث يمكن أن توجد العقد الفرعية كمجموعات من تجزئة العقدة الأصلية ومؤشرها في الشجرة. اقرأ عن معايير BIP-32 (opens in a new tab) وBIP-19 (opens in a new tab) لإنشاء المفاتيح المستندة إلى العبارات التذكيرية.

تحتوي هذه المسارات على الهيكل التالي، والذي سيكون مألوفًا للمستخدمين الذين تفاعلوا مع محافظ الأجهزة:

m/44'/60'/0'/0`

تفصل الشرطات المائلة في هذا المسار مكونات المفتاح الخاص على النحو التالي:

master_key / purpose / coin_type / account / change / address_index

يمكّن هذا المنطق المستخدمين من إرفاق أكبر عدد ممكن من المُدَقِّقين بـ عبارة تذكيرية واحدة لأن جذر الشجرة يمكن أن يكون مشتركًا، ويمكن أن يحدث التمايز عند الفروع. يمكن للمستخدم اشتقاق أي عدد من المفاتيح من العبارة التذكيرية.

[m / 0]
     /
    /
[m] - [m / 1]
    \
     \
      [m / 2]

يتم فصل كل فرع بـ / لذا فإن m/2 يعني البدء بالمفتاح الرئيسي واتباع الفرع 2. في المخطط أدناه، يتم استخدام عبارة تذكيرية واحدة لتخزين ثلاثة مفاتيح سحب، كل منها مرتبط بمُدَقِّقين اثنين.