BLS 서명이란 무엇입니까?

Ethereum 2.0 및 Zcash에 사용되는 BLS 서명은 블록 체인 효율 및 확장 성을 향상시키는 짧고 집계 가능한 서명을 제공합니다.

2025/04/08 15:50

BLS 서명이란 무엇입니까?

발명가 인 Dan Bone, Ben Lynn 및 Hovav Shacham의 이름을 딴 BLS 서명은 타원 곡선 암호화에서 이중선 쌍을 활용하는 디지털 서명 체계의 한 유형입니다. BLS 시그니처는 짧은 서명 크기와 다중 서명을 단일 소형 서명으로 집계하는 기능으로 알려져 있습니다 . 이로 인해 효율성과 확장 성이 중요한 블록 체인 및 암호 화폐 응용 프로그램에서 특히 유용합니다.

BLS 서명의 작동 방식

BLS 서명은 이중선 쌍의 원리로 작동하며, 이는 한 그룹에서 다른 그룹으로 두 가지 요소를 매핑하는 수학 연산입니다. BLS 서명의 맥락에서, 이들 그룹은 일반적으로 타원 곡선 그룹이다. BLS 서명을 생성하고 확인하는 프로세스에는 몇 가지 단계가 포함됩니다.

• 키 생성 : 사용자는 공공-민간 키 쌍을 생성합니다. 개인 키는 임의의 숫자이며, 공개 키는 타원 곡선의 포인트 곱셈을 사용하여 개인 키에서 파생됩니다.
• 서명 : 메시지에 서명하기 위해 사용자는 메시지를 해시 한 다음 해시에 개인 키를 곱합니다. 이로 인해 타원 곡선이 시그니처입니다.
• 확인 : 서명을 확인하기 위해 검증자는 공개 키와 메시지를 사용합니다. 메시지를 해시하고 공개 키로 곱한 다음 이중선 페어링을 사용하여 결과가 서명과 일치하는지 확인합니다.

BLS 서명의 장점

BLS 시그니처는 암호 화폐 및 블록 체인 시스템에 사용하는 데 매력적으로 만드는 몇 가지 장점을 제공합니다.

• 짧은 서명 : BLS 서명은 ECDSA 서명과 같은 다른 유형의 서명보다 상당히 짧습니다. 이것은 저장 및 전송 해야하는 데이터의 양을 줄입니다.
• 집계 : BLS 시그니처의 가장 강력한 기능 중 하나는 여러 서명을 단일 서명으로 집계하는 기능입니다. 이로 인해 블록 체인 트랜잭션에서 데이터 규모를 크게 줄여 확장 성이 향상 될 수 있습니다.
• 효율성 : 특히 집계 된 서명을 다룰 때 BLS 서명의 검증 프로세스가 더 효율적일 수 있습니다.

cryptocurrency에서 BLS 서명의 응용

BLS 서명은 cryptocurrency 공간 내에서 여러 응용 프로그램을 발견했습니다.

• Ethereum 2.0 : Ethereum의 Ethereum 2.0으로의 전환에는 유효성 검사를위한 BLS 서명 사용이 포함됩니다. 이를 통해 데이터 크기를 줄이고 합의 메커니즘의 효율성을 향상시키는 데 도움이됩니다.
• Zcash : Zcash는 차폐 거래에 BLS 서명을 사용하여 개인 정보 및 보안을 향상시킵니다.
• Algorand : Algorand는 합의 프로토콜에 BLS 서명을 사용하여 빠르고 안전한 거래 검증을 허용합니다.

BLS 서명 구현

BLS 서명을 구현하려면 여러 단계와 고려 사항이 필요합니다. 다음은 cryptocurrency 응용 프로그램에서 BLS 서명을 구현하는 방법에 대한 자세한 안내서입니다.

• 라이브러리 선택 : BLS 서명을 지원하는 암호화 라이브러리를 선택하여 시작하십시오. 인기있는 선택에는 Python에 대한 bls-signatures 및 C에 대한 blst 포함됩니다.

• 키 생성 : 라이브러리를 사용하여 개인 키를 생성하고 해당 공개 키를 도출하십시오. 예를 들어, bls-signatures 사용하는 파이썬에서 :

   from bls import PrivateKey, PublicKey private_key = privatekey.from_seed (b'seed ')
   public_key = private_key.get_public_key ()

• 메시지에 서명하십시오 : 메시지를 해시하고 개인 키를 사용하여 서명하십시오. Python 예제를 계속합니다 :

   message = b'message'
   signature = private_key.sign(message)

• 서명 확인 : 공개 키를 사용하여 서명을 확인하십시오. 파이썬에서 :

   is_valid = PublicKey.from_bytes(public_key.serialize()).verify(signature, message)

• 집계 서명 : 필요한 경우 여러 서명을 단일 서명으로 집계하십시오. 다음과 같이 수행 할 수 있습니다.

   signatures = [sig1, sig2, sig3]
   aggregated_signature = PrivateKey.aggregate_signatures(signatures)

• 집계 된 서명 확인 : 해당 공개 키를 사용하여 집계 된 서명을 확인하십시오.

   public_keys = [pk1, pk2, pk3]
   is_valid = PublicKey.aggregate_verify(public_keys, messages, aggregated_signature)

보안 고려 사항

BLS 서명은 많은 혜택을 제공하지만 특정 보안 고려 사항도 제공합니다.

• 페어링 친화적 인 곡선 : BLS 시그니처에는 페어링 친화적 인 타원 곡선을 사용해야합니다. 보안을 보장하기 위해 이러한 곡선을 신중하게 선택해야합니다.
• 무작위성 : 개인 키 생성은 공격을 방지하기 위해 안전한 임의 숫자 생성기를 사용해야합니다.
• 구현 취약점 : 암호화 체계와 마찬가지로 취약점을 방지하기 위해 BLS 서명의 구현을 신중하게 감사해야합니다.

성능 지표

BLS 서명의 성능은 구현 및 특정 사용 사례에 따라 다를 수 있습니다. 일반적인 성능 메트릭은 다음과 같습니다.

• 시그니처 크기 : 일반적인 BLS 시그니처는 약 48 바이트이며 일반적으로 64 바이트 인 ECDSA 서명보다 상당히 작습니다.
• 확인 시간 : 단일 BLS 서명의 검증 시간은 ECDSA와 비슷하지만 집계 된 서명의 검증이 훨씬 빠를 수 있습니다.
• 집계 시간 : 다중 서명을 집계하는 시간은 일반적으로 서명 수와 선형이지만 결과 집계 서명을 훨씬 더 효율적으로 검증 할 수 있습니다.

자주 묻는 질문

1. 블록 체인과 함께 BLS 서명을 사용할 수 있습니까?

   BLS 서명은 필요한 암호화 작업을 지원하는 모든 블록 체인과 함께 사용할 수 있습니다. 그러나 특정 구현 및 통합은 블록 체인 아키텍처 및 지원하는 암호화 라이브러리에 따라 다릅니다.

2. BLS 서명은 다른 유형의 서명보다 더 안전합니까?

   BLS 서명은 올바르게 구현할 때 안전한 것으로 간주됩니다. ECDSA와 같은 다른 서명, 특히 집계 및 짧은 서명 크기 측면에서 다른 보안 속성을 제공합니다. 그러나 모든 서명 체계의 보안은 구현 및 기본 암호화 가정에 따라 다릅니다.

3. BLS 시그니처는 블록 체인 네트워크의 확장 성을 어떻게 향상 시키는가?

   BLS 시그니처는 여러 시그니처를 단일 서명으로 집계 할 수 있도록하여 확장 성을 향상시킵니다. 이로 인해 블록 체인에 저장 및 전송 해야하는 데이터의 양이 줄어들어 네트워크의 처리량과 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

4. BLS 서명을 구현할 때 가장 중요한 과제는 무엇입니까?

   BLS 시그니처 구현의 주요 과제에는 올바른 페어링 친화적 인 곡선을 선택하고, 안전한 임의 숫자 생성을 보장하고, 취약점을 방지하기 위해 구현을 철저히 감사하는 것이 포함됩니다. 또한 BLS 시그니처를 기존 블록 체인 시스템에 통합하려면 합의 및 검증 메커니즘에 중대한 변경이 필요할 수 있습니다.