今日,Eth2.0團隊核心開發者,Eth2.0開發負責人Carl發布了一篇解讀Eth2.0中權益證明簽名方案的文章。以下為文章內容整理。
每個權益證明系統的核心是簽名方案。簽名用于驗證每個驗證器的身份,從而允許將其行為(無論好壞)歸因于它們。
我們可以通過查看驗證者簽名的消息來驗證誠實,也可以通過顯示違反共識規則的消息來證明惡意。
實際上,在eth2中,驗證者的身份就是其公鑰。具體來說,每個驗證器都有兩組密鑰:簽名密鑰和提取密鑰。
簽名密鑰
一個簽名密鑰是一個驗證需要簽上作證,并提出塊的關鍵。由于驗證者需要每個時期至少簽名一次消息,因此客戶端軟件必須擁有密鑰的保管權。
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提款密鑰
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由于客戶端軟件始終連接到Internet,因此當然有可能會破壞其簽名密鑰。為了減少這種破壞的影響,驗證者可以執行的操作被劃分在兩個密鑰之間。
如上所述,簽名密鑰用于驗證程序執行其職責。另一方面,提款密鑰具有控制驗證者資金的權力(轉移和提取ETH)。
驗證者在成為驗證者的整個生命周期內僅需要使用其提款密鑰幾次。這意味著可以將它們放入冷藏庫并以高度的安全性進行存儲(脫機)。
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此外,至少在第1階段才能啟用轉賬和提款。
密鑰很多
如果每投入32ETH,需要保存并使用2個不相關的密鑰進行存款,這中方式會很快消失。
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幸運的是,我們有一個解決方案。補救措施是使用公共密鑰,以便存儲單個密鑰可以訪問多個密鑰。
在eth2中,這是通過EIP 2333和2334實現的,描述取款和簽名密鑰之間的關系,以及如何從單個助記符派生它們。
助記符
助記符是編碼機密的另一種方法,是人們存儲和備份其私鑰的一種簡單得多的方法。
從其他鍵派生密鑰
與錢包互動時,您可能會遇到表單的“路徑” 。
根據EIP 2333,這種關系采用樹結構的形式,其中密鑰由熵的源(樹的種子)和樹路徑確定。
我們使用種子來計算樹的根,然后在該根的頂部分層構建樹。密鑰樹完全是通過樹中跟隨的分支與樹的根之間的關系定義的。
實際上,它使我們可以從樹的根部開始,并在跟隨的每個分支上計算中間鍵,直到找到感興趣的葉子,從而在樹中找到任何鍵。
這樣做的一個奇妙結果是,我們可以從一個單一的熵源(例如助記符)開始,然后從中構建出幾乎無限數量的密鑰。
此外,通過僅安全地存儲助記符,您可以備份驗證程序使用的每個密鑰。
eth2中使用了此想法,以允許單個助記符生成驗證程序所需的任意多個密鑰。
EIP 2334指出,驗證者的簽名密鑰是0提取密鑰的第三個子分支。實際上,這意味著遵循該標準時,如果您知道要撤消的私鑰,則可以計算相應的用于簽名的私鑰。
要記住的重要一點是,如果您知道助記符,則可以計算出提取密鑰,然后從中導出簽名密鑰。
存放密鑰
驗證程序客戶端使用密鑰庫作為交換密鑰的方法。
密鑰庫是包含用用戶密碼加密的私鑰的文件。如果密碼未存儲在同一臺計算機上,則可以在計算機之間安全地存儲和傳輸它們。
準備開始驗證時,可以為客戶端提供密鑰庫和加密它們的密碼(它需要兩條信息來導入密鑰)。
成為驗證者
成為驗證者的第一步是生成適當的密鑰。一旦記下了助記符,它們就會生成。
由于第0階段沒有提款或轉賬,因此您不需要為提款密鑰設置密鑰庫;安全地存儲您的助記符就足夠了。
由于驗證者客戶需要您的簽名密鑰,因此您將為每個驗證者收到一個密鑰庫,用于存儲這些密鑰。
現在是存款時間,要成為驗證者,除了包含所有驗證者公共密鑰的存款數據之外,每個驗證者還需要發送32 ETH 。
然后將存款數據記錄在eth1的存款合同中,eth2節點負責監視此合同,該節點負責復制存款數據。一旦您的存款數據被復制完,您現在正式成為驗證者!
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