امضای دیجیتال چیست و چه کاربردی دارد؟ جهان به سوی دیجیتالی‌شدن گام برمی‌دارد و اطلاعات عموماً به صورت دیجیتال جا به جا می‌شوند. یکی از نگرانی‌های اصلی در خصوص اطلاعات دیجیتال مرتبط با امکان جعل و هک آن‌هاست که باعث شد تا فناوری‌های خاصی در همین زمینه توسعه یابد. یکی از فناوری‌ها، کریپتوگرافی (cryptography) است که برای ایجاد امضای دیجیتال در بستر شبکه به کار گرفته می‌شود.
در این مقاله سعی داریم که شما را با زبان ساده (ولی فنی) با پروسه ایجاد و کاربرد امضای دیجیتال آشنا کنیم. همچنین در همان ابتدا این نوع امضا را از امضای الکترونیکی تفکیک می‌کنیم تا شبهه‌ای به وجود نیاید. در نهایت نیز به بررسی کارکرد امضای دیجیتال در حوزه‌های مختلف خواهیم پرداخت و مزایا و معایب آن را بررسی می‌کنیم.
امضای دیجیتال (digital signature) چیست؟
امضای دیجیتال در بازار کریپتو به مجموعه‌ای از الگوریتم‌ها و روش‌های رمزنگاری اشاره دارد که امکان احراز هویت و امنیت ارتباطات و تراکنش‌ها را در شبکه‌های بلاک چین و معاملات ارزهای دیجیتال فراهم می‌آورد. این فناوری از امضای الکترونیکی که توسط کلید خصوصی منحصر به فردی ایجاد شده و می‌تواند توسط کلید عمومی متناظر با آن تایید شود، استفاده می‌کند.
هدف اصلی امضای دیجیتال، تضمین اصالت و انکارناپذیری داده‌ها است. در بازار کریپتو، امضای دیجیتال نقش حیاتی ایفا می‌کند چرا که به کاربران امکان می‌دهد تراکنش‌های خود را به گونه‌ای امن انجام دهند، بدون آنکه نیازی به افشای هویت خود یا اطلاعات حساس داشته باشند.
به عنوان مثال، هنگام ارسال یک تراکنش در شبکه بیت کوین، فرستنده با استفاده از کلید خصوصی خود یک امضای دیجیتال ایجاد می‌کند که بیانگر مالکیت او در مقدار بیت کوین ارسالی است و اجازه انتقال آن را دارد. سپس، این امضا به همراه تراکنش در شبکه منتشر می‌شود و هر کسی با دسترسی به کلید عمومی فرستنده می‌تواند اعتبار آن امضا را تایید کند.
علاوه بر بهبود امنیت، امضای دیجیتال همچنین به پذیرش گسترده‌تر فناوری بلاک چین و ارزهای دیجیتال کمک می‌کند، زیرا به سازمان‌ها و افراد اطمینان می‌دهد که معاملاتشان امن و قابل اعتماد است. این موضوع به ویژه برای قراردادهای هوشمند که بر اساس شرایط و قوانین از پیش تعیین شده اجرا می‌شوند، اهمیت فراوانی دارد. این امضا تضمین می‌کند که قراردادها بدون دخالت طرف سومی و به طور خودکار قابل اجرا هستند، که این خود به کاربردی‌تر شدن و پذیرش بیشتر این تکنولوژی‌ها منجر می‌شود.
مقایسه امضای دیجیتال با امضای الکترونیکی
امضای دیجیتال و امضای الکترونیکی دو مفهوم متفاوت اما مرتبط هستند که در دنیای دیجیتالی امروز نقش مهمی در تأیید هویت و اصالت اسناد دارند. امضای الکترونیکی، همانطور که اشاره شد، یک مفهوم گسترده است و شامل هر نوع اطلاعاتی می‌شود که به منظور تایید اصالت یک پیام یا سند به آن اضافه می‌گردد. این امضا می‌تواند به شکل‌های ساده‌ای مانند نوشتن نام در پایان یک ایمیل، استفاده از رمز عبور، یا حتی اسکن یک امضای دستی باشد.
در مقابل، امضای دیجیتال که یک زیرمجموعه از امضاهای الکترونیکی است، بر اساس فناوری رمزنگاری پیچیده‌تری استوار است. این نوع امضا از الگوریتم‌های رمزنگاری برای ایجاد یک رشته داده‌های منحصر به فرد استفاده می‌کند که به طور مستقیم به سند متصل است و نمی‌توان آن را بدون دسترسی به کلید رمزنگاری خاص، تغییر داد یا جعل کرد. این ویژگی‌ها امضای دیجیتال را به ابزاری قدرتمند برای تأیید اصالت و تمامیت داده‌ها تبدیل می‌کند.
امضای دیجیتال نه تنها تأیید می‌کند که سند یا پیام توسط فرستنده مشخص، امضا شده بلکه همچنین تضمین می‌کند که از زمان امضا، داده‌ها تغییر نکرده‌اند. این خصوصیت، موسوم به تمامیت داده، بسیار مهم است زیرا اطمینان حاصل می‌کند که اطلاعات در طول انتقال یا ذخیره سازی دستکاری نشده‌اند.
در حالیکه امضاهای الکترونیکی برای انواع مختلفی از تراکنش‌ها و ارتباطات غیررسمی مناسب هستند، امضای دیجیتال بیشتر در موقعیت‌هایی که نیاز به امنیت بالا و تأیید قطعی هویت و تمامیت داده است، استفاده می‌شود. به عنوان مثال، در قراردادهای الکترونیکی، مبادلات مالی، و اسناد حقوقی که در آن‌ها اعتبار و تأیید اسناد اهمیت بسزایی دارد، استفاده از امضای دیجیتال امری معمول است.
پس امضای دیجیتال و امضای الکترونیکی هر دو ابزارهای مهمی در عصر دیجیتالی هستند که امکان انجام تراکنش‌ها و ارتباطات امن در فضای مجازی را فراهم می‌آورند، اما با تفاوت‌های کلیدی در میزان امنیت و کاربردهای خاص خود.
چگونگی رمزنگاری در امضای دیجیتال (digital signature)
امضای دیجیتال از دو کلید عمومی و خصوصی استفاده می‌کند. این دو کلید به کمک الگوریتم RSA تولید می‌شوند. کلید خصوصی دارای اولویت است و کلید عمومی نیز به کمک همین کلید تولید می‌شود. هر دو کلید از لحاظ ظاهری شبیه به هم و شامل یک عبارت حاوی اعداد و حروف هستند. زیرساخت ایجاد امضاهای دیجیتال باید از ساختار کلید عمومی (PKI) تبعیت کند که یک ساختار کلی و تصویب‌شده است. بدین ترتیب در فرایند رمزنگاری از دو عبارت طولانی ریاضیاتی استفاده می‌شود. البته بسته به الگوریتم رمزنگاری، ممکن است از حروف نیز برای ایجاد رمز استفاده شود.
کلید عمومی همچون کارت بانکی شما است و آدرس‌های مختلف برای دریافت رمز ارز را ایجاد می‌کند. شما می‌توانید با خیال راحت این آدرس را در اختیار دیگران قرار دهید. کلید عمومی ثابت کننده هویت فردی کاربر نزد سایر کاربران است. اما کلید خصوصی همانند رمز کارت بانکی است که نباید در اختیار هیچ شخص دیگری قرار بگیرد و از اطلاعات درون حساب کاربری شما حفاظت می‌کند.
کیف پول‌های ارز دیجیتال به صورت اتوماتیک یک کلید خصوصی و یک کلید عمومی تولید می‌کنند. اما اگر می‌خواهید خودتان به صورت دستی از خدمات ارائه کلیدهای امنیتی بهره ببرید باید از نهادهای ارائه گواهی (Certificate authority: CA) استفاده نمایید. کافیست مدارک احراز هویت خود را در اختیار آن‌ها قرار دهید و سپس یک امضای الکترونیکی یا دیجیتال (کلید عمومی و خصوصی) مختص اطلاعاتتان به شما اهدا خواهد شد.
امضای دیجیتال چه کاربردی دارد؟
احتمالاً دلیل علاقه‌مندی شما به خواندن این مقاله به واسطه آشنایی‌تان با ارزهای دیجیتال است. اما واقعیت این است که علاوه بر دنیای کریپتو، امضای دیجیتال در حوزه‌های دیگری نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد که در ادامه به بررسی آن‌ها خواهیم پرداخت.
- امضای دیجیتال در امور مالی: با افزایش محبوبیت ارزهای دیجیتال کم‌کم اپلیکیشن‌هایی به صورت غیر متمرکز (با حاکمیت و نظارت کاربران) توسعه یافتند که مخصوصاً بر امور مالی تمرکز می‌کردند. یک کلید عمومی به عنوان نماینده‌ای از اطلاعات افراد شکل می‌گیرد. سایر کاربران نیز از طریق همین کلید می‌توانند با کاربر تعامل داشته باشند.
- امضای دیجیتال در امور ترابری: در حالت معمول، برای انتقال یک بسته به نقطه‌ای دیگر باید از دفاتر مختلف پست و گمرک استفاده کرد. باید قبول کرد که اشتباهات انسانی یا حتی دستکاری اطلاعات توسط سودجویان می‌تواند باعث دردسر شود. با استفاده از فناوری رمزنگاری می‌توان اطلاعات را به صورت رمزنگاری‌شده و دقیق در قالب دیجیتال بایگانی کرد. برای بایگانی اطلاعات از فناوری بلاکچین استفاده می‌شود که به کمک آن می‌توان اطلاعات را به هم متصل کرد و یک رشته اطلاعات منظم و پیوسته را با زمان‌بندی و دقت کامل ایجاد کرد.
خب! حالا فرض کنید که اطلاعات مربوط به ارسال و دریافت کالاها به کمک فناوری بلاکچین در شبکه ثبت و تأیید شود و کاربران بتوانند بر آن نظارت داشته باشند. بسیاری از مشکلات لجستیکی به این صورت حل خواهد شد. - امضای دیجیتال در حوزه‌های خدماتی: اموری همچون خدمات بیمه، خرید املاک، بازی‌های آنلاین و هر نوع فعالیت اجتماعی دیگری که نیاز به تعامل دو طرف قرارداد داشته باشد می‌تواند از طریق قرارداد هوشمند در بلاک چین به سادگی به انجام برسد. مزیت این نوع تراکنش دو طرفه بودن آن است که مورد تأیید سایر کاربران قرار می‌گیرد. پس حق کسی ضایع نمی‌شود و اشتباهی به وجود نخواهد آمد (زیرا انگیزه‌ای برای دستکاری اطلاعات وجود ندارد و افراد برای تأیید تراکنش‌ها پاداش می‌گیرند).
نحوه دریافت امضای دیجیتال
همان طور که گفته شد، امضای دیجیتال (digital signature) از رمزنگاری و دو کلید عمومی و خصوصی استفاده می‌کند. طبعاً این پروسه نیاز به محاسبات ماشینی دارد. به همین دلیل، کاربران به صورت مستقیم در این پروسه نقش ندارند. در کیف پول‌های ارز دیجیتال از همان ابتدای ثبت نام دو کلید به فرد اهدا خواهد شد. اصولاً کلید خصوصی برای راحتی در قالب چند واژه (12 یا 16 واژه) برای کاربر به نمایش درمی‌آید. کلید عمومی هم آدرس‌های مختلف کیف پول را می‌سازد که می‌توانند با سایر کاربران به اشتراک گذاشته شوند.
کلیدهای خصوصی از طریق الگوریتم‌های شبکه شکل می‌گیرند. بدین ترتیب نیازی نیست که کاربر نگران اشتراک گذاری اطلاعات خود نزد عموم باشد. فقط کاربر می‌تواند این اطلاعات را رؤیت کند.
پس از دریافت کلیدهای خصوصی و عمومی، مرحله بعدی برای استفاده از امضای دیجیتال، تولید و ارسال امضا است. وقتی کاربر تراکنشی را انجام می‌دهد، باید با استفاده از کلید خصوصی خود، امضای دیجیتالی برای آن تراکنش ایجاد کند. این امضا سپس به همراه تراکنش ارسال می‌شود تا در شبکه تایید گردد. امضای دیجیتال با استفاده از کلید عمومی قابل تایید بوده که به سایر کاربران نشان می‌دهد تراکنش توسط دارنده کلید خصوصی و به طور معتبر انجام شده است.
این فرآیند نه تنها امنیت تراکنش‌ها را تضمین می‌نماید بلکه حریم خصوصی کاربران را نیز حفظ می‌کند. چرا که هیچکس به جز دارنده کلید خصوصی نمی‌تواند امضا ایجاد کند و همزمان، امضای دیجیتال اجازه می‌دهد که هویت فرستنده به صورت دیجیتالی و بدون نیاز به افشای اطلاعات شخصی، تایید شود.
در نهایت، امضای دیجیتال امکان می‌دهد که تراکنش‌ها به صورت شفاف و قابل ردیابی در شبکه ثبت شوند، بدون آنکه امنیت و حریم خصوصی کاربران به خطر افتد. این امر به ویژه در مورد تراکنش‌های مالی و ارتباطات الکترونیکی که نیاز به سطح بالایی از امنیت و اعتماد دارند، اهمیت دارد.
مزایای امضای دیجیتال
امضای دیجیتال (digital signature) به دلیل استفاده از تکنولوژی رمزنگاری از امنیت بالایی برخوردار است. اما این شاید ساده‌ترین و بدیهی‌ترین ویژگی مثبت امضاهای دیجیتال باشد. از جمله سایر مزایای امضای دیجیتال می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- احراز هویت افراد و تأیید اعتبار محتوا: امضاء دیجیتال با استفاده از هر دو کلیدهای رمزنگاری (کلید عمومی و خصوصی) این امکان را فراهم می‌آورد تا هویت فرستنده یک سند به طور قطعی تایید شود. کلید خصوصی که تنها در اختیار فرستنده است برای امضای سند استفاده می‌شود و کلید عمومی که برای همه در دسترس است، برای تایید این امضا به کار می‌رود. این ویژگی اطمینان می‌دهد سند توسط فرستنده‌ای خاص امضا شده و محتوای آن پس از امضا تغییر نیافته است.
- خودکارسازی قراردادهای مالی و غیرمالی: امضای دیجیتال احتمال انکارپذیری را به حداقل می‌رساند، به این معنا که فرد نمی‌تواند ادعا کند امضایی که با کلید خصوصی او انجام شده، جعلی است. این ویژگی، امنیت و اعتماد را در تراکنش‌های مالی و قراردادهای آنلاین افزایش داده و به اتوماسیون فرایندهای قراردادی کمک می‌کند.
- جلوگیری از دستکاری اطلاعات: با استفاده از این فناوری، هرگونه تغییر در محتوای سند پس از امضا قابل تشخیص خواهد بود. این امر به طور ویژه در قراردادهای دیجیتالی که از طریق زبان‌های برنامه نویسی و ثبت‌های اتوماتیک اجرا می‌شوند، اهمیت دارد. در نتیجه، طرفین قرارداد نیازی به نگرانی در مورد تغییر یا دستکاری اطلاعات نخواهند داشت.
- کاهش هزینه‌ها: امضای دیجیتال امکان انجام تراکنش‌ها و قراردادها را بدون نیاز به حضور فیزیکی طرفین یا پرداخت هزینههای جانبی مربوط به واسطه‌ها و کارمزد‌های اداری فراهم می‌آورد. این کاهش هزینه‌ها به ویژه برای کسب و کارها و افرادی که به طور مرتب در قراردادهای متعدد شرکت می‌کنند، مفید است.
معایب امضای دیجیتال
حملات و هک‌های زیادی در خصوص امضای دیجیتال انجام می‌شوند که از جمله معایب این نوع امضاء به شمار می‌روند. در ادامه به برخی از انواع هک‌های احتمالی خواهیم پرداخت:
- حمله شخص واسطه (Man-in-the-middle): در این نوع حمله، هکر خودش را به عنوان یکی از کاربران فرستنده یا گیرنده جا می‌زند. در نتیجه او قادر خواهد بود که پیام‌های فرستنده و گیرنده را بخواند. کافیست او فرستنده را قانع کند که رمز ارز خود را به کلید عمومی خودش واریز نماید. حمله موفقیت آمیز خواهد بود.
- حملات مالکیت بر کلید (Key-only) و شناخت امضا (Known Signature): در هر دو حمله، هکر دارای کلید عمومی کاربر است و قادر خواهد بود که بر تأیید پیام‌ها توسط او و حتی نفوذ به حساب کاربری او تأثیر بگذارد. هکر در این حالت به سادگی می‌تواند به امضای دیجیتال کاربر نفوذ کرده و از آن سوءِ استفاده کند.
رمزنگاری نامتقارن (Asymmetric cryptography)
پیش از این در فرایند رمزنگاری متقارن (Symmetric cryptography) فقط از کلیدهای عمومی برای انجام امور دیجیتال استفاده می‌شد. با توجه به دسترسی آسان هکرها به این نوع اطلاعات (همان طور که در بخش معایب امضای دیجیتال گفته شد) تلاش شد تا روشی امن‌تر تدارک دیده شود. بدین ترتیب، رمزنگاری نامتقارن معرفی شد.
در این روش کلیدهای خصوصی نیز مورد استفاده قرار می‌گرفتند. در واقع (همان طور که پیش‌تر گفتیم)، کلید خصوصی عنصر اصلی این نوع رمز نگاری است و کلید عمومی هر کاربر هم به کمک کلید خصوصی او به وجود می‌آید. برای ارسال اطلاعات نیاز است که امضا کننده از کلید خصوصی خود استفاده کند تا ثابت کند که اطلاعات از سوی صاحب اصلی دارایی در حال انتقال است.
فرستنده برای رمزنگاری هم از کلید عمومی گیرنده استفاده می‌کند تا پیام را به گونه‌ای رمزنگاری کند که قابل قرائت برای گیرنده باشد. در نهایت، گیرنده از کلید خصوصی خود استفاده می‌کند تا پیام را رمزگشایی نماید. با توجه به ارتباط منطقی و ریاضیاتی میان کلید عمومی و کلید خصوصی و استفاده از کلید عمومی گیرنده در ایجاد پیام، گیرنده مطمئناً قادر خواهد بود که پیام را با کلید خصوصی خود رمزگشایی کند و آن را بخواند.
به منظور دستیابی به دولت الکترونیک، ایران نیز در سال 91 به زمره کشورهایی پیوست که امضاهای دیجیتال را به عنوان یک راهکار قانونی برای اثبات تبادلات و معاملات دیجیتال پذیرفته‌اند. پیش از این و در سال 82 طبق قانون تجارت الکترونیک تصویب شده بود که هر کجا نیاز به امضا بود، یک امضای دیجیتال بتواند کافی باشد.
سخن پایانی
«امضای دیجیتال چیست؟» digital signature به عنوان یکی از اصول اساسی در تکنولوژی بلاک چین و بازار کریپتو، با استفاده از رمزنگاری پیشرفته، امکان احراز هویت اطلاعات و معاملات را فراهم آورده و به کاربران این امکان را می‌دهد که با اطمینان خاطر در محیطی امن و محافظت شده فعالیت کنند. این فناوری، نه تنها به حفظ امنیت و حریم خصوصی کمک می‌کند بلکه زیرساختی مطمئن برای اجرای تراکنش‌های مالی دیجیتالی فراهم می‌آورد و به این ترتیب، آینده مالی دیجیتال را شکل می‌دهد.
در حال حاضر، با گسترش روزافزون فناوری‌های بلاک چین و دیجیتالی شدن اقتصاد، امضای دیجیتال (digital signature) به عنصری جدانشدنی از امنیت سایبری تبدیل شده است. به طور خلاصه، این فناوری با تضمین امنیت و اعتماد، مسیر توسعه پایدار در دنیای مجازی را هموار می‌سازد و آینده‌ای روشن برای تکنولوژی‌های نوظهور مانند ارزهای دیجیتال رقم می‌زند.
