硬核 | 一種基于 Schnoor 算法的多簽方案以及錢包架構_SCH

硬核預警，建議有技術基礎的同學使用～

近日比特幣核心客戶端發布了新的一個大版本，這次發布主要帶來了Schnorr簽名Taproot技術。Schnorr是一項優雅，簡潔，可以提升交易隱私性，節省空間，同時還能實現聚合多簽的一種的簽名算法。同時它有別于傳統的ESDSA簽名技術，其在技術及實現方式上有著明顯的特點，目前已經較廣泛的應用在不同公鏈的不同環節上。本期非常有幸邀請到密碼學專家漢升撰稿，介紹一種基于Schnoor算法的多簽方案以及錢包架構。同時在文末為大家推薦了兩篇相關科普文章，希望能夠一起學習這一項新的技術，以及了解Schnorr簽名對于比特幣及區塊鏈技術的發展有哪些意義。

編輯：xy工作室、NPC

Coinbase國際政策副總裁：準備在阿布扎比、加拿大進行建設:金色財經報道，香港立法會議員Johnny Ng邀請全球虛擬資產交易運營商，包括加密貨幣交易所Coinbase來該地區注冊。Coinbase發言人回應該推文，Coinbase致力于與美國和非美國轄區內的高桿監管機構合作。

Coinbase的首席執行官Brian Armstrong在4月表示，如果監管部門繼續不明確如何對待加密貨幣，公司將考慮搬出美國，而這正是該公司一直在推動的事情。Coinbase國際政策副總裁Tom Duff-Gordon在接受采訪時說，Coinbase現在正在尋求全球擴張。該公司正試圖在阿布扎比、加拿大進行建設，并正在等待批準在新加坡注冊。此外，雖然國際擴張是一個重點，但Coinbase并不準備放棄美國。[2023/6/13 21:32:42]

ECDSA簽名回顧??

Web3電信基礎設施公司Weaver Labs獲英國數字、文化、媒體和體育部1200萬英鎊資助:12 月 14 日，Web3 電信基礎設施公司 Weaver Labs 宣布獲得英國數字、文化、媒體和體育部 (Department for Digital, Culture, Media and Sport) 提供的 1200 萬英鎊資助，將參與開發 6G 移動網絡解決方案。Weaver Labs 主要提供安全開放的電信網絡中共享基礎設施，并且探索利用 NFT 數字化電信資產，據悉該公司將與英國電信、BBC、以及布里斯托大學、倫敦國王學院、貝爾法斯特大學等高校加入英國 6G 網絡項目 Realizing Enabling Architectures and Solutions for Open Networks (REASON)。[2022/12/14 21:44:41]

數字簽名是對簽名的數字模擬。最早的數字簽名算法是由Rivest、Shamir、Adleman三?于1978年提出的RSA簽名算法，其安全性基于?整數分解的難解性，?泛地運?于數字認證與CA等領域。但是由于RSA算法的密鑰尺?較?，存儲效率不及后來的基于橢圓曲線的簽名算法。所以?前?泛運?于密碼貨幣的簽名?乎都是ECDSA算法，只是所基于的底層橢圓曲線不同。ECDSA的安全性是基于橢圓曲線離散對數難解性。

當前DeFi協議總鎖倉量達775.46億美元:11月25日消息，Tokenview鏈上數據顯示，當前DeFi項目總鎖倉量（TVL）為775.46億美元。鎖倉量資產排名前五（美元）：

Curve（173.56億，62.54%）；

Maker（62.9億，-0.42%）；

Uniswap V3（49.87億，+21.61%）；

WBTC （37.68億，+1.06%）；

Aave （36.7億， -12.86%）。[2022/11/25 12:33:52]

?特幣簽名算法——

基于SECP256k1曲線的ECDSA

?特幣?前所使?的簽名算法是基于SECP256k1曲線的ECDSA算法。將交易的詳細信息作消息摘要，即z=SHA256(m)，對摘要z作核?簽名算法。

EthereumPow：昨天已嘗試聯系Omni Bridge，僅是合約缺陷導致的調用數據重放:9月18日消息，EthereumPow針對攻擊表示，昨天已經嘗試聯系Omni Bridge，網橋需要正確驗證跨鏈消息的實際ChainID。這不是鏈級別的交易重放，而是由于特定合約的缺陷而導致的調用數據重放。[2022/9/18 7:04:21]

密碼學意義上安全的數字簽名需要通過添加隨機數來實現簽名的隨機性。但是根據RFC6979標準，簽名算法中的隨機數是從消息摘要z中提取出，這不是密碼學意義上的隨機數。這個?案在眾多密碼學代碼庫中，并應?于?多數區塊鏈項?中。

Schnorr簽名的平凡?案

Schnorr簽名可以解決上?所提出的多簽消耗資源的問題。

Schnorr是由Claus-PeterSchnorr在1989年美密會上提出的數字簽名算法，并申請了專利保護。就簽名算法本身??，它相對于ECDSA算法具有，可證明安全性、可擴展性的特點。主要算法實現如下：

可以看出Schnorr簽名也基于橢圓曲線算術，?前?泛部署于各?代碼庫、芯?指令中的底層算術模塊依?然可以有效利?，但是需要將再重新從底層接?封裝指令來實現Schnorr算法。這點對于軟件錢包升級?較便利。但是對于硬件錢包，升級成本可能較?。?

Schnorr簽名?案的線性性質

假設Alice和Bob分別對于消息m進?簽名。具體地，假設Alice的公私鑰對為(x1,X1=x1G)，Bob的公私(x2,X2=x2G),

以上的?案只是為了展示Schnorr簽名的線性性，并不能直接?于實際應?，因為這個?案可能會導致RougekeyAttack。?

基于Schnorr簽名的多簽?案

1.多簽?案

以n-of-m多簽?案為例。

2.錢包服務架構錢包分為服務器端(S端)和客戶端(C端)，C端將有多個邏輯點，對應多個?戶。

這?的S端和C端只是邏輯上的，可以在?個物理設備上既有S端也有C端，也可能是多個物理設備上的。?

結論

對于Schnorr的線性性質以及簽名可累積性質，使得在?特幣多簽交易的執?中，不需要過多的?戶簽名數據，只需要"簽名和"與"公鑰和"即可驗證交易合法性。這會讓?特幣的多簽交易???幅降低，從?區塊能容納的多簽交易數量得到較?提?。以2-3多簽為例，?前?特幣多簽的鎖定腳本需要3個公鑰地址，這部分會被壓縮為腳本，所以升級之后???變化，但是解鎖腳本需要2個公鑰與2個簽名，在升級為Schnorr之后，只需要?個"公鑰和"與"簽名和"。對于更通?的n-m多簽，?前?特幣多簽的解鎖腳本需要n個公鑰與n個簽名，Schnorr簽名依然只需要?個"公鑰和"與?個"簽名和”。也就是說簽名?越多，Schnorr簽名的空間利?率越?。?

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