Algoritmos de Assinatura Digital definidos

O que é um algoritmo de assinatura digital?

Um algoritmo de assinatura digital é um método criptográfico que recorre a uma chave privada para "assinar" e a uma chave pública para "verificar" mensagens, garantindo a sua origem e integridade. É como colocar um selo verificável num documento eletrónico—visível para todos, sem ocultar o conteúdo.

A chave privada é um número confidencial, gerado de forma aleatória e apenas conhecido pelo titular. A chave pública deriva da chave privada e funciona como identificador público para verificação da assinatura. As assinaturas digitais respondem a duas questões essenciais: Quem enviou a mensagem? Foi alterada durante o percurso?

No contexto blockchain, a "mensagem" corresponde frequentemente a dados de transação ou informações de autorização. Os nós só incluem a sua transação num bloco após validar a assinatura com a sua chave pública.

Como funcionam os algoritmos de assinatura digital?

O funcionamento de um algoritmo de assinatura digital baseia-se na geração de um par de chaves, na assinatura de uma mensagem e na possibilidade de terceiros verificarem a assinatura com a chave pública. O princípio fundamental: apenas a chave privada pode assinar, mas qualquer pessoa pode verificar.

1. Geração do par de chaves: A carteira cria uma chave privada e calcula a correspondente chave pública. Deve guardar a chave privada ou a frase mnemónica em segurança; a chave pública pode ser partilhada livremente.
2. Assinatura da mensagem: Em vez de assinar diretamente a mensagem original, a maioria dos sistemas faz primeiro o hash da mensagem, criando um resumo curto, e utiliza a chave privada para assinar esse resumo. Isto melhora a eficiência e a segurança.
3. Verificação com chave pública: O verificador aplica o mesmo hash à mensagem e usa a sua chave pública para verificar se a assinatura corresponde. Se corresponder, a mensagem é confirmada como "autêntica" e "inalterada".

Por exemplo, o ECDSA (Elliptic Curve Digital Signature Algorithm) utiliza um valor aleatório único em cada assinatura. Este valor deve ser imprevisível e nunca reutilizado, pois uma aleatoriedade insuficiente pode expor a chave privada.

Casos de utilização dos algoritmos de assinatura digital em Web3

Os algoritmos de assinatura digital são indispensáveis para a confirmação de transações, autorização de permissões e autenticação de mensagens em Web3. Sem assinaturas, os nós do blockchain não podem confiar na origem das transações.

• Transações: Blockchains públicos como Ethereum e Bitcoin exigem que os utilizadores assinem os dados das transações. Só após validar a assinatura é que os nós difundem e incluem as transações nos blocos.
• Permissões: Muitos protocolos DeFi exigem que assine mensagens "permit", autorizando contratos inteligentes a gastar os seus tokens—o equivalente digital ao consentimento escrito.
• Exemplo prático: Ao levantar ETH na Gate, a sua carteira externa assina a transação com a sua chave privada. A rede valida-a com a sua chave pública antes de processar—um exemplo prático de assinatura digital.

Além disso, muitas APIs de exchanges requerem "assinaturas". Por exemplo, a API da Gate utiliza HMAC (Hash-based Message Authentication Code) para assinatura de pedidos. Embora o HMAC também verifique fonte e integridade, utiliza um segredo partilhado em vez de um par de chaves pública/privada.

Tipos de algoritmos de assinatura digital

Entre os algoritmos de assinatura digital mais comuns encontram-se RSA, ECDSA, Ed25519 e BLS, que se distinguem em termos de segurança, velocidade, tamanho da assinatura e complexidade de implementação.

• RSA: Algoritmo clássico em que o tamanho da assinatura aumenta com o tamanho da chave (por exemplo, uma assinatura RSA de 2048 bits tem cerca de 256 bytes). É amplamente utilizado, mas gera assinaturas maiores e tem desempenho moderado.
• ECDSA: Baseado em curvas elípticas; as assinaturas têm normalmente 64–72 bytes (dependendo da codificação). É o algoritmo principal para transações em Bitcoin e Ethereum devido ao bom desempenho e à maturidade do ecossistema.
• Ed25519: Da família EdDSA; produz assinaturas fixas de 64 bytes, é rápido, simples de implementar e determinístico (não depende de aleatoriedade externa). Utilizado amplamente por Solana e Cardano.
• BLS: Permite agregação eficiente de assinaturas—combinando várias assinaturas numa só para reduzir custos de verificação na blockchain. A camada de consenso da Ethereum (validadores) usa BLS12-381 para assinaturas agregadas.

Como são criadas e verificadas assinaturas digitais nas carteiras?

A maioria das carteiras automatiza a assinatura digital utilizando algoritmos próprios, mas o processo pode ser descrito em passos concretos:

1. Criar ou importar chaves: Pode criar uma nova carteira (gerando chaves privada/pública) ou importar uma através de uma frase mnemónica—uma forma legível da chave privada que deve ser guardada offline.
2. Rever o conteúdo a assinar: A carteira apresenta os detalhes da transação ou as mensagens de autorização. Deve confirmar campos críticos como endereço do contrato, montante, âmbito da permissão e ID da rede.
3. Assinar e transmitir: Após aprovação, a carteira assina o resumo da mensagem com a chave privada e envia tanto a mensagem original como a assinatura ao nó ou backend.
4. Verificação e inclusão na cadeia: A rede ou aplicação valida a assinatura com a chave pública. Se for válida, a transação entra no mempool para inclusão no bloco; caso contrário, é rejeitada.

Na Gate, os levantamentos on-chain seguem este fluxo de assinatura e verificação. Para pedidos de API (normalmente com HMAC), existem verificações rigorosas do lado do servidor para garantir que os pedidos não possam ser falsificados.

Como se relacionam as assinaturas digitais com as funções de hash?

As assinaturas digitais funcionam frequentemente em conjunto com funções de hash. O hashing transforma dados de qualquer tamanho num resumo de tamanho fixo—uma "impressão digital" única para cada ficheiro.

As assinaturas são geralmente aplicadas a resumos em vez de mensagens originais, para maior eficiência e menor risco ao lidar com mensagens extensas. Qualquer alteração na mensagem altera o resumo—invalidando a assinatura.

Entre as funções de hash comuns encontram-se SHA-256 e Keccak-256. Por exemplo, o Bitcoin utiliza duplo SHA-256 para resumos de transações; o Ethereum utiliza Keccak-256, frequentemente referido como variante do SHA3.

Como diferem os algoritmos de assinatura digital dos algoritmos de encriptação?

Os algoritmos de assinatura digital são concebidos para "prova e integridade", enquanto os algoritmos de encriptação visam a "confidencialidade". Os objetivos são distintos, embora frequentemente confundidos.

Uma assinatura digital não oculta o conteúdo; apenas garante que "esta mensagem foi enviada por mim e não foi alterada". A encriptação converte o conteúdo em texto cifrado, legível apenas por quem possui a chave de desencriptação.

Na prática, ambos podem ser utilizados: conversas encriptadas protegem a privacidade das mensagens, enquanto assinaturas digitais garantem a autenticidade e integridade de cabeçalhos ou campos críticos.

Como são escolhidos os algoritmos de assinatura digital nas diferentes blockchains?

A escolha do algoritmo de assinatura digital depende dos padrões da cadeia, das ferramentas do ecossistema e das necessidades de desempenho—cada blockchain faz escolhas diferentes.

Em outubro de 2024:

• Bitcoin utiliza ECDSA (secp256k1); desde Taproot em 2021, foram introduzidas assinaturas Schnorr para melhor suporte multisig e agregação, mas o ECDSA permanece amplamente utilizado.
• Ethereum utiliza ECDSA (secp256k1) para transações; os validadores da camada de consenso usam BLS12-381 para assinaturas agregadas.
• Solana e Cardano utilizam Ed25519 para desempenho elevado e assinaturas determinísticas.
• Polkadot utiliza Sr25519 (variante Schnorr).
• Cadeias Cosmos usam sobretudo secp256k1.

Para cenários que exigem máxima capacidade de processamento e simplicidade, o Ed25519 é frequente; para compatibilidade com os ecossistemas Ethereum ou Bitcoin, prefere-se o ECDSA; para consenso ou casos cross-chain que requerem assinaturas agregadas, o BLS é ideal.

O tamanho da assinatura e o custo de verificação também são relevantes: as assinaturas RSA são grandes e lentas—raramente utilizadas on-chain; o Ed25519 tem assinaturas fixas de 64 bytes e verificação rápida; as assinaturas BLS na camada de consenso da Ethereum têm 96 bytes comprimidos, mas podem agregar centenas ou milhares numa só—minimizando o custo total de verificação.

Riscos e proteções na utilização de algoritmos de assinatura digital

Os principais riscos na utilização de algoritmos de assinatura digital são a exposição da chave privada e a autorização acidental por assinaturas não intencionais. A mitigação passa por uma gestão segura das chaves e práticas cautelosas de assinatura.

• Exposição da chave privada: Guardar capturas de ecrã de frases mnemónicas, sincronizá-las em clouds ou introduzi-las online aumenta o risco de exposição. Use carteiras hardware ou armazenamento a frio para backup offline das mnemónicas e ative proteção multisignature sempre que possível.
• Problemas de aleatoriedade: Alguns algoritmos (como ECDSA) exigem valores aleatórios únicos em cada assinatura. Aleatoriedade fraca ou reutilizada compromete a chave privada. Utilize carteiras e bibliotecas reputadas—nunca implemente a sua própria aleatoriedade.
• Autorização não intencional: Muitos pedidos de "assinatura" não transferem fundos mas podem conceder permissões a contratos para gastar tokens. Verifique sempre o âmbito da permissão, endereços de destino, domínios e IDs de rede; privilegie mensagens legíveis para humanos.
• Engenharia social & phishing: Nunca assine mensagens em sites não confiáveis nem conecte a carteira indiscriminadamente. Aceda a aplicações apenas por canais oficiais (como o site ou app da Gate) para reduzir riscos de phishing.

Principais pontos sobre algoritmos de assinatura digital

Os algoritmos de assinatura digital utilizam chaves privadas para assinar e chaves públicas para verificar—resolvendo as questões de confiança "quem enviou esta mensagem" e "foi alterada". Funcionam em conjunto com funções de hash (assinando resumos de mensagens) e diferem da encriptação por não ocultarem o conteúdo. A maioria das transações blockchain depende de ECDSA ou Ed25519; mecanismos de consenso e protocolos cross-chain utilizam frequentemente agregação BLS. Na prática, foque-se na segurança da chave privada, clareza da mensagem e qualidade da aleatoriedade; em plataformas como a Gate, as assinaturas digitais são essenciais para a aceitação de transações pela rede. A escolha do algoritmo depende dos padrões da cadeia, requisitos de desempenho e compatibilidade do ecossistema—o objetivo é garantir prova fiável de identidade e integridade dos dados.

Perguntas Frequentes

Qual é a diferença entre uma assinatura digital e um certificado digital?

Uma assinatura digital utiliza a sua chave privada para autenticar dados de forma criptográfica—comprovando que detém essa chave privada. Um certificado digital é um ficheiro de confiança que contém informação da sua chave pública, emitido por uma autoridade terceira. Em termos simples: uma assinatura digital é como a sua assinatura manuscrita; um certificado é como o seu cartão de identificação. Em carteiras blockchain, as assinaturas autorizam transações, enquanto os certificados validam identidade ou publicam informação.

O que acontece se uma assinatura falhar a verificação ou for adulterada?

Se uma assinatura for alterada durante a transmissão, os validadores detetam imediatamente e rejeitam a transação ou mensagem. As redes blockchain descartam automaticamente transações inválidas para garantir segurança. Esta é uma das grandes vantagens das assinaturas digitais—even uma pequena alteração provoca falha de verificação.

A assinatura digital mantém-se segura se a minha chave privada for exposta?

Não—deixa de ser segura. Se a sua chave privada for exposta, terceiros podem assinar em seu nome—impersonando a sua identidade. Proteger a chave privada é essencial: utilize carteiras hardware, nunca partilhe chaves online, monitorize regularmente a atividade da conta. Se suspeitar de exposição, transfira imediatamente os ativos para uma nova carteira.

Porque é que algumas plataformas exigem autenticação por assinatura em vez de palavra-passe?

A autenticação por assinatura é mais segura do que palavras-passe—estas são vulneráveis a ataques de força bruta ou phishing. Assinar exige que possua localmente a chave privada; nenhum terceiro a vê. Plataformas como a Gate oferecem login por assinatura para que possa provar identidade sem submeter uma palavra-passe—a chave privada permanece sempre sob o seu controlo.

Existe diferença entre assinar com carteiras móveis ou de desktop?

A criptografia subjacente é idêntica em todos os dispositivos—seguem os mesmos padrões. As principais diferenças são conveniência versus segurança: carteiras móveis são mais portáteis mas potencialmente expostas a mais riscos; as de desktop oferecem mais funcionalidades mas podem apresentar barreiras de utilização superiores. As carteiras hardware (carteiras de armazenamento a frio) funcionam offline durante a assinatura—proporcionando máxima segurança. A escolha depende da frequência de utilização e do valor dos ativos.