Новые достижения в области цифровой подписи: MuSig2 и его применение в сети Биткойн

Биткойн пользователи доказывают законность транзакций через Цифровая подпись и определенные сообщения, что является важным правом владельца приватного ключа. Цифровая подпись может доказать, что пользователь осведомлен о приватном ключе, связанном с адресом, при этом не раскрывая чувствительную информацию в сети.

С развитием сети Биткойн необходимость в оптимизации схем подписей становится все более актуальной. После обновления Taproot разработчики могут использовать софт-форк для создания более продвинутых схем подписей, обеспечивая пользователей более высокой безопасностью, эффективностью и защитой конфиденциальности. В частности, MuSig1 и его улучшенная версия MuSig2 представляют собой новые схемы подписей, направленные на улучшение производительности многоподписных транзакций.

Обзор мультиподписных транзакций

В отличие от обычных одноподписных транзакций, многоподписные транзакции требуют нескольких ключей для авторизации перевода Биткойнов. Эта распределенная механизм подписи обычно используется для распределения прав собственности на средства и также применяется в взаимодействии со вторичными решениями, такими как Сеть Lightning или Liquid Network.

Раннее использование операции "CHECKMULTISIG" в Биткойне упростило процесс многофакторной подписи, однако имело недостатки в области защиты конфиденциальности. В отличие от этого, схема MuSig1 значительно повышает конфиденциальность пользователей, добавляя шаги подписи, но также увеличивает определенную сложность.

Введение в MuSig1

MuSig1 — это схема многоподписей, позволяющая нескольким сторонам совместно подписывать одно сообщение или транзакцию, требующая определенного количества подписей для завершения авторизации. По сравнению с традиционными многоподписными схемами на основе скриптов, MuSig1 занимает меньше места в блоках, но требует больше взаимодействия между участниками.

Многофункциональная схема MuSig1, основанная на цифровой подписи Schnorr, имеет значительные улучшения по сравнению с традиционными схемами многофункциональной подписи на основе ECDSA. Она поддерживает агрегацию ключей, что позволяет группе подписантов создавать единый объединенный публичный ключ и генерировать единый подпись для транзакции. Это не только упрощает многофункциональные транзакции, но и уменьшает размер транзакции, снижая затраты и повышая уровень защиты конфиденциальности.

Инновации MuSig2

MuSig2 является усовершенствованной версией MuSig1, которая улучшила безопасность, эффективность и функции конфиденциальности. В качестве схемы многоподписей с двумя раундами, MuSig2 требует только связи между подписчиками в двух раундах для создания действительной подписи, что значительно снижает сложность координации между несколькими сторонами.

Различия между MuSig1 и MuSig2

1. Раунды связи: MuSig1 требует три раунда обмена, в то время как MuSig2 нуждается только в двух, что делает процесс подписания более быстрым и удобным.

2. Модель безопасности: MuSig1 полагается на модель случайного оракула (ROM) для доказательства безопасности, предполагая существование идеальной хеш-функции. MuSig2 основан на модели алгебраической группы (AGM), что предоставляет более реалистичное представление для криптографических примитивов, тем самым усиливая гарантии безопасности.

MuSig2 принёс преимущества Биткойну

1. Повышение эффективности: двухраундная модель связи упрощает процесс координации многоподписных транзакций.

2. Увеличение конфиденциальности: поддержка агрегации ключей, что делает многофакторные транзакции трудноразличимыми от однофакторных транзакций в блокчейне.

3. Увеличение гибкости: поддержка более сложных стратегий подписи, таких как пороговая подпись и иерархическая структура ключей.

4. Повышенная безопасность: доказательство безопасности в AGM обеспечивает более надежную основу для многоподписных транзакций.

Применение MuSig2

1. Совместное хранение: безопасное управление совместными средствами, снижение риска единой точки отказа.

2. Холодное хранение: создание многофакторного решения для холодного хранения, добавляющее дополнительный уровень безопасности.

3. Кошелек для защиты конфиденциальности: создание многоподписных транзакций, которые трудно отличить от одноподписных транзакций.

4. Оптимизация второго уровня протоколов: для таких протоколов второго уровня, как сеть Lightning, защита оффлайн-транзакций и повышение эффективности.

5. Улучшение ликвидной сети: оптимизация механизма блокировки, упрощение управления мостами для членов федерации.

Заключение

MuSig2 как важная инновация в экосистеме Биткойн значительно улучшает безопасность, эффективность и защиту конфиденциальности по сравнению с MuSig1. Упрощая процесс много签名交易 и предоставляя более надежные меры безопасности, MuSig2 обещает открыть новые сценарии применения, одновременно улучшая производительность существующих приложений, делая сеть Биткойн более доступной и безопасной.

С развитием этой технологии и её широким применением, MuSig2 сыграет важную роль в формировании будущего развития Биткойн и технологии блокчейн. Постоянное внимание к последним достижениям в этой области поможет лучше понять и уловить направление эволюции Цифровая подпись технологий.