SCH:硬核 | 一種基于 Schnoor 算法的多簽方案以及錢包架構_Amaurot

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

Cool Cats：已向Journey 6參與者空投Aurorium代幣:5月12日消息，藍籌 NFT項目Cool Cats在社交媒體宣布Journey 6參與者最近已經收到了Aurorium代幣空投，參與者收到的Aurorium代幣數量取決于他們的旅程分數。

據悉，Aurorium分為四個等級：Aurorium Shard，Aurorium Crystal，Aurorium Gem和Aurorium Radiance，是一種具有“變革潛力”的象征性代幣（symbolic token）。[2023/5/12 14:58:41]

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。

數據：USDT總市值達804億美元，創2022年3月以來新高:金色財經報道，CoinGecko數據顯示，穩定幣USDT總市值過去30天增長11.3%，達804億美元，創2022年3月以來新高，此外，USDT曾于2022年2月創下832億美元的總市值歷史記錄。[2023/4/11 13:55:52]

?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。

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。

馬來西亞柔佛DT足球俱樂部與Socios.com達成合作:金色財經報道，馬來西亞柔佛DT足球俱樂部（Johor Darul Ta'zim FC）與粉絲代幣發行平臺Socios.com達成合作，俱樂部將能夠通過Socios.com上的JDT粉絲代幣為支持者創造新的參與和獎勵機會。俱樂部球迷可以期待對俱樂部在各個領域做出的決定進行投票，這些決定涉及球隊、體育場和設施。（SNE Sports）[2022/9/26 22:30:07]

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。

CFTC主席：數字資產有可能成為美國主流金融投資組合的一部分:7月26日消息，近日，美國商品期貨交易委員會（CFTC）主席Rostin Benham在布魯金斯學會網絡廣播上發表關于加密貨幣監管未來的主題演講。他在演講中指出，美國人對數字資產的興趣與日俱增。

他解釋稱，BTC和ETH等加密貨幣可能很快成為該國主流金融投資組合的組成部分：“我們今天來到這里，是因為數字資產正趨向于成為美國主流投資組合的一部分。調查和民意調查表明，多達五分之一的成年人曾投資或以其他方式使用加密貨幣。”

此外，Benham強調該行業參與者數量的大幅增加，為其進一步增長增添動力。

金色財經此前報道，Rostin Behnam宣布，監管機構正在將其LabCFTC重組為技術創新辦公室（OTI），以便好地與加密貨幣創新者建立聯系；專門用于LabCFTC的資源將通過OTI使用，直接向主席辦公室匯報。（Finbold）[2022/7/26 2:38:47]

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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