فهم المحافظ الهرمية الحتمية (HD): أساس إدارة أصول العملات الرقمية الآمنة

هل محافظ HD آمنة؟

تقدم محافظ HD أمانًا قويًا يعتمد تمامًا على مدى جودة حماية الوسيط (الفعلي أو الرقمي) الذي يتم تخزينها فيه.

مبني على اقتراح تحسين بيتكوين 32 (BIP-32) القياسي، تولد محافظ HD هيكل شجري هرمي من المفاتيح الخاصة من بذور واحدة. توفر هذه البنية ميزة كبيرة: إذا ضاع جهازك أو تعرض للتلف، يمكنك استعادة محفظتك بالكامل وجميع المفاتيح الخاصة المرتبطة بها باستخدام نسخة احتياطية من البذور الخاصة بك.

بالمقارنة مع المحافظ التقليدية غير الحتمية، تقدم المحافظ الحتمية الهرمية (محفظة HD) حماية محسّنة للأمان والخصوصية. فهي تولد عنوانًا جديدًا لكل معاملة، مما يجعل من الصعب جدًا اختراقها. يمكن للمستخدمين إنشاء عدد غير محدود من العناوين العامة لاستقبال المدفوعات، مما يعزز بشكل كبير من الخصوصية المالية.

ومع ذلك، تعتمد هذه الفوائد الأمنية بالكامل على التخزين الصحيح للمفاتيح الخاصة والرئيسية. إذا تم تسريب هذه المفاتيح، ستصبح أموالك معرضة للسرقة. لذلك، عند إنشاء عبارات البذور لمحافظ HD، تجنب استخدام أي شيء مرتبط باسمك أو معلوماتك الشخصية التي يمكن أن يكتشفها المهاجمون بسهولة.

فوائد وعيوب استخدام محفظة HD

تعمل محافظ HD على تعزيز الخصوصية من خلال السماح للمستخدمين بمشاركة مفتاحهم العام الرئيسي دون المساس بأموالهم. تتحسن الأمان من خلال توزيع الأصول عبر عدة عناوين. ومع ذلك، إذا تم كشف المفاتيح الرئيسية أو المفاتيح الخاصة، فهناك خطر كبير لفقدان الأصول.

تعني الهيكلية الهرمية للمحافظ الحتمية أن كل مفتاح خاص يتم توليده من البذور يمكن أن يعمل بشكل محتمل كمفتاح خاص رئيسي، والذي يمكنه بعد ذلك توليد مفاتيح إضافية في محفظته الحتمية الخاصة.

نظام العناوين الديناميكي يعزز الخصوصية بشكل كبير حيث لا يمكن للمراقبين تحديد إجمالي رصيد محفظتك من بيانات السجل العام. ومع ذلك، أي شخص يحصل على مفاتيحك الخاصة الممتدة يمكنه سرقة أموالك، ولهذا السبب يجب ألا يتم مشاركتها مع الأطراف غير الموثوقة.

بالإضافة إلى فوائد الخصوصية، توفر المحافظ الحتمية أمانًا قويًا من خلال توزيع الأصول عبر عناوين متعددة، كل منها يتطلب مفاتيح خاصة مختلفة للوصول. يعني هذا الفصل أنه إذا تم اختراق مفتاح خاص واحد، فإن الأصول التي تتحكم فيها تلك المفتاح المحدد فقط هي المعرضة للخطر - بينما تظل جميع الأموال الأخرى آمنة. تظل الثغرة الحرجة هي عبارة الاسترداد نفسها - إذا تعرضت للاختراق، يمكن للمهاجمين الوصول إلى جميع الأموال المرتبطة بها.

كيف تعمل المحافظ الهيراركية الحتمية

محافظ HD تعزز الأمان من خلال إنشاء زوج مفاتيح جديد لكل معاملة من زوج المفاتيح الرئيسي ( الذي يتكون من مفتاح خاص موسع ومفتاح عام موسع )، مما يخلق نظامًا يوازن بين الراحة والحماية القوية.

حدد BIP-32 محافظ HD كالمعيار لبيتكوين، مقدماً هيكل محفظة يشبه الشجرة الهرمية. في تطبيقات محافظ HD مثل MetaMask، يتم اشتقاق مفتاح رئيسي واحد من بذور المحفظة لتوليد مفاتيح فرعية، كل منها قادر على إنتاج مفاتيح فرعية خاصة به. تنتج البذور—الممثلة عادةً كعبارة تذكارية—كل من المفاتيح العامة والخاصة للمحفظة.

تحتوي محافظ بيتكوين HD عادةً على زوج مفاتيح رئيسية مع مفتاح خاص موسع (XPRIV) ومفتاح عام موسع (XPUB). يقوم النظام بإنشاء مفاتيح خاصة فرعية بشكل عشوائي من المفتاح الخاص الرئيسي، بينما يمكن توليد المفاتيح العامة الفرعية المقابلة من قبل أي شخص لديه معرفة بالمفتاح العام الرئيسي.

المفتاح الخاص الممتد (XPRIV) ينشئ جميع المفاتيح الخاصة الفرعية، بينما المفتاح العام الممتد (XPUB) يمكنه عرض الأرصدة عبر جميع المفاتيح العامة الفرعية في المحفظة. هذه البنية تقضي على الحاجة لتخزين عدة أزواج من المفاتيح، حيث يمكن توليد جميع عناوين محفظة HD من المفتاح الرئيسي أو البذور.

ستقوم المفتاح الرئيسي بتوليد نفس شجرة المفاتيح باستمرار، مما يسمح للمستخدمين بعمل نسخة احتياطية لبذور واحدة بدلاً من مئات المفاتيح الفردية كما هو مطلوب مع المحافظ غير الحتمية. تتيح مفاتيح XPUB للمستخدمين استلام البيتكوين مباشرة في محافظ التخزين البارد مع الحفاظ على المفاتيح الخاصة غير متصلة بالإنترنت عن طريق السماح بتوليد عناوين جديدة باستخدام المفاتيح العامة الممتدة عبر الإنترنت.

تتمثل إحدى التطبيقات العملية لمحافظ العملات الرقمية HD في تجار الإنترنت الذين يحتاجون إلى إنشاء مفاتيح عامة جديدة لكل عملية بيع. باستخدام محفظة حتمية، يمكن للتاجر توليد وتخزين مفاتيح عامة فقط على خوادم الإنترنت التي قد تكون معرضة للخطر، مع الحفاظ على جميع المفاتيح الخاصة المرتبطة بها آمنة في التخزين غير المتصل. بالإضافة إلى ذلك، يسمح الميزة الهرمية للتجار بالحفاظ على المفاتيح العامة الضرورية فقط لمعالجة مدفوعات العملاء، مما يعزز خصوصية المستخدم.

المحفظات الحتمية مقابل المحفظات غير الحتمية

تقوم محافظ HD بإنشاء مفاتيح عامة وخاصة من مفتاح رئيسي واحد، مما يسمح للمستخدمين باستعادة جميع العناوين والمفاتيح باستخدام عبارة البذور الخاصة بهم. على النقيض من ذلك، تقوم المحافظ غير الحتمية بإنشاء عناوين ومفاتيح خاصة عشوائياً، مما يجعل الاسترداد مستحيلاً إذا فقدت تفاصيل المحفظة.

تعمل العملات المشفرة القائمة على البلوكشين عادةً باستخدام التوقيعات الرقمية وأزواج من مفاتيح التوقيع الخاصة والعامة. يقوم المستخدمون بإنفاق الأموال عن طريق توقيع المعاملات باستخدام مفاتيحهم الخاصة، بينما يتحقق المستلمون من صحة التوقيع باستخدام المفتاح العام المقابل. بينما يمكن أن تولد المفاتيح الخاصة مفاتيح عامة، فإن العكس مستحيل رياضيًا.

على سبيل المثال، تحتوي محفظة البيتكوين على مجموعة من المفاتيح الخاصة التي تمكن المالك من إنفاق أي بيتكوين مرتبط بتلك المفاتيح. كانت محافظ البيتكوين المبكرة تولد عناوين ومفاتيح خاصة عشوائياً عند الحاجة - تُسمى هذه المحافظ محافظ غير حتمية (ND).

نظرًا لأن المفاتيح في المحافظ غير الحتمية يتم إنشاؤها بدون أي نمط، يجب على المستخدمين عمل نسخة احتياطية من كل مفتاح بشكل فردي كلما تم إنشاء مفتاح جديد. إذا فقدت تفاصيل المحفظة، فإن جميع العناوين والمفاتيح تُفقد بشكل دائم.

يُشار إلى هذا النوع من المحفظة غالبًا باسم "مجموعة من المفاتيح فقط" (JBOK)، حيث ينتج مفاتيح غير مرتبطة ويحتاج المستخدمون إلى تتبع معاملاتاتهم يدويًا مع كل عملية شراء أو بيع للعملات المشفرة. وقد حلت المحفظة الهرمية القابلة للتحديد محل محافظ JBOK إلى حد كبير من خلال السماح للمستخدمين بعمل نسخ احتياطية لمحافظهم بالكامل باستخدام بذور واحدة مع الاستفادة من مفاتيح ممتدة.

تتيح محافظ HD العديد من التطبيقات العملية، بما في ذلك التدقيق بدون ثقة، والتسوق الآمن عبر الإنترنت، وتوزيع الأموال بين الأقسام. على سبيل المثال، يمكن للمستخدم مشاركة مفتاحه العام الرئيسي مع المدققين الخارجيين، الذين يمكنهم بعد ذلك مراقبة جميع معاملات البيتكوين المستقبلية بينما تظل أموال المستخدم آمنة لأن مفاتيحها الخاصة المقابلة لا يتم الكشف عنها.