硬核 | 一種基于 Schnoor 算法的多簽方案以及錢包架構_SBT

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

Fidenza#545以625ETH價格售出，創該系列迄今第五大交易記錄:金色財經報道，據鏈上數據顯示，Fidenza#545已經通過OpenSea以625 ETH價格售出，約合1,171,605美元，創該系列迄今為止的第五大交易記錄。交易記錄顯示，該NFT的賣家是jzchew.eth（@jzjmt3），他也是CryptoPunk #9476和CryptoPunk #5350持有者；買家是一個“95B9F6”開頭的地址，據傳可能是DeepNFTValue創始人兼首席執行官Nikolai Yakovenko。[2023/6/7 21:20:41]

ECDSA簽名回顧??

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。

G7數字部長會議開幕，將討論制定AI開發與使用規則:金色財經報道，據共同社，七國集團（G7）數字與技術部長會議29日在日本群馬縣高崎市開幕。鑒于人工智能（AI）寫文章及繪畫的生成式AI使用迅速擴大，會議將討論制定AI開發與使用的規則。此外還將共商在烏克蘭數字領域展開支援事宜。會議將于30日匯總聯合聲明。據報道，議題還包括如何具體實現擴大國際數據流通帶動經濟增長的“可信的數據自由流通”（DFFT）構想。這是日本2019年提出的理念，力爭就創設國際框架達成共識。[2023/4/30 14:35:11]

?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。

FalconX：困在FTX內的資金約占該公司可支配資金的18%:12月10日消息，加密貨幣經紀商FalconX告訴其客戶，盡管確實存在與FTX相關的資金風險敞口，但該公司的財務狀況依然健康。FalconX透露，困在FTX內的資金約占該公司可支配資金的18%，即便如此，該公司仍是業界資本最充裕的公司之一，因該公司有著幾十年的運行預算以及低至4%的債務股本比例。

FalconX還表示，該公司并沒有接觸Alameda Research、Genesis以及BlockFi。（The Block）[2022/12/10 21:34:35]

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。

Web3社交圖譜基礎設施Relation推出語義型SBT協議標準:10月12日消息，Web3社交圖譜基礎設施Relation推出語義型SBT協議標準，該標準基于W3C標準資源描述框架(RDF)，可實現在SBT元數據中寫入社交關系信息及更多自定義語義，允許個人鑄造SBT進行自我認證，并支持第三方機構鑄造SBT進行簽發認證，通過語義型SBT描述Web3世界中實體的一切社會身份和關系，從而構建一個理想化的聲譽體系和社會狀態。[2022/10/12 10:32:10]

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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