As BLS signatures (Boneh‑Lynn‑Shacham) são um dos avanços mais empolgantes em criptografia moderna, oferecendo assinaturas curtas, agregáveis e verificáveis de forma eficiente. Desde sua proposta original em 2001, elas ganharam destaque no ecossistema blockchain, sobretudo em protocolos de Proof of Stake que exigem alta escalabilidade e segurança.
O que são BLS Signatures?
Uma BLS signature permite que múltiplas assinaturas individuais sejam combinadas em uma única assinatura compacta. Isso é possível graças ao uso de pares de curvas elípticas bilineares (por exemplo, BLS12‑381). O resultado: uma assinatura de apenas 48 bytes que representa a participação de dezenas ou até milhares de validadores.
Como funciona a agregação?
- Cada validador gera sua própria chave privada sk e a chave pública correspondente pk = sk·G, onde G é o ponto gerador da curva.
- Para assinar uma mensagem m, o validador calcula sig = sk·H(m), usando uma função hash que mapeia a mensagem para um ponto da curva.
- As assinaturas individuais são somadas: SIG = Σ sig_i. O mesmo vale para as chaves públicas: PK = Σ pk_i.
- A verificação da assinatura agregada usa apenas PK, SIG e m em uma única operação de pareamento.
Benefícios das BLS Signatures
- Compactação: Uma assinatura única substitui centenas de assinaturas individuais.
- Eficiência de Verificação: Uma única operação de pareamento verifica todas as assinaturas agregadas.
- Segurança Provada: Baseada em problemas matemáticos bem estudados (DL em grupos de curva elíptica).
- Facilidade de Integração: Compatível com protocolos de consenso como EIP‑2333 (Ethereum) e o IETF BLS Signature Draft.
Casos de Uso no Mundo Real
As BLS signatures já são adotadas por projetos de grande porte:
- Ethereum 2.0: Utiliza BLS para agrupar assinaturas de validadores em blocos, reduzindo drasticamente o tamanho dos dados de consenso.
- Filecoin: Emprega BLS para comprovar o armazenamento distribuído de forma eficiente.
- Polkadot: Usa BLS nas suas parachains para validar transações de forma agregada.
Como começar a usar BLS Signatures?
Se você já está familiarizado com chaves privadas e públicas, o próximo passo é entender como gerar pares BLS. Consulte o artigo O que é uma chave privada? Entenda seu papel essencial na segurança das criptomoedas para reforçar os conceitos básicos de criptografia de chave assimétrica. Em seguida, explore como os protocolos de Proof of Stake se beneficiam da agregação de assinaturas para melhorar a escalabilidade.
Desafios e Considerações de Segurança
Embora as BLS signatures ofereçam vantagens claras, há pontos críticos a observar:
- Gerenciamento de Chaves: A segurança da chave privada sk continua sendo o ponto mais vulnerável.
- Implementações: É essencial usar bibliotecas auditadas (ex.: herumi/bls, supranational/blst).
- Resistência a Ataques de Repetição: Protocolos devem garantir que a mesma mensagem não seja assinada múltiplas vezes por diferentes validadores sem controle adequado.
Conclusão
As BLS signatures estão transformando a forma como as blockchains lidam com consenso e validação de transações. Seu design compacto e agregável permite que redes como Ethereum 2.0 alcancem novos patamares de escalabilidade, ao mesmo tempo em que mantêm altos padrões de segurança. Para desenvolvedores e investidores, entender esse mecanismo é essencial para avaliar projetos de próxima geração que prometem eficiência e robustez.