最近持续读比特币白皮书，正在准备一系列比特币的视频，希望大家关注。
比特币架构的核心——数字签名
通过签名，用户才能发送或接收比特币。中本聪在《比特币白皮书：一种点对点的电子现金系统》第二章《交易》里定义：
我们定义，一枚电子货币是这样的一串数字签名：每一位所有者通过对前一次交易和下一位拥有者的公钥(Publickey)签署一个随机散列的数字签名，并将这个签名附加在这枚电子货币的末尾，电子货币就发送给了下一位所有者。而收款人通过对签名进行检验，就能够验证该链条的所有者。
当初，有许多签名方案可供选用。其中，比较突出的是RSA，ECDSA和Schnorr。中本聪希望比特币的签名方案，既能够保证较高的安全性，又不会占用太多空间，并且已经标准化，已经被广泛使用和采用。
MokshyaProtocol获得GoogleCloud与AptosWeb3加速器计划10万美元信用额度:4月3日消息，Aptos上开源协议MokshyaProtocol获得GoogleCloud与Aptos合作的Web3加速器计划10万美元信用额度，Mokshya将利用GCP的节点服务和信用来托管其在Aptos上开发的一系列DApp，包括Wapal、NFT创作者工作室和launchpad。据悉，Mokshya是一种开源协议，可在Aptos区块链上提供开源和可定制的智能合约库、SDK和开发人员工具。（Medium）[2023/4/3 13:41:39]
昔日，ECDSA算法胜出
RSA算法的密钥，尺寸较大、存储效率较低。与3072位的RSA密钥相比，256位的ECDSA密钥，具有相同的安全性。
Schnorr算法，是密码学家Claus-PeterSchnorr在1989年提出的数字签名算法，并申请了专利保护。虽然，相对于ECDSA算法，Schnorr算法更安全、更具扩展性，但是因为之前的专利保护Schnorr算法并没有普及，没有被标准化，也没有被广泛采用。
Coinbase L2网络“Base”NFT以太坊销毁量超越Blur:2月24日消息，据ultrasound.money数据显示，Coinbase L2网络“Base” NFT的以太坊销毁量已达到403.06 ETH，超越Blur（336.67 ETH），过去24小时排名第一。[2023/2/24 12:27:57]
最终，中本聪选择了开源的、被标准化的、被广泛采用的的ECDSA(椭圆曲线数字签名算法)。当时，ECDSA已包含在互联网广泛使用的OpenSSL安全工具集中。
如今，Schnorr算法卷土重来
多重签名的需求
最初的比特币，只能用一个私钥签署交易。无论是谁，只要获得该私钥，就能够支配对应公钥名下的比特币。然而，一个安全可靠的系统必须具备单点故障免疫。如果一旦丢失或泄露私钥，就失去了对其比特币的合法拥有权，这对大额账户来说，相当不友好。
于是，2011年12月20日，比特币核心开发团队，在比特币核心代码里，添加了多重签名功能。
西门子发行规模为 6000 万欧元的数字债券:金色财经报道，电气工程巨头西门子（Siemens）宣布根据德国电子证券法（eWpG）在区块链上首次发行数字债券，该债券的规模为 6000 万欧元，期限为一年。西门子表示，利用电子证券法，其公司可直接向投资者出售证券，而无需聘请既定的中央证券存管机构。
Hauck Aufh?user Lampe Privatbank AG 担任此次交易的债券登记处。 DekaBank、DZ Bank 和 Union Investment 投资了该债券。[2023/2/14 12:06:09]
多重签名是指一个交易需要两个或者更多签名才能生效。多一个签名，多一份保障。
比如，使用多重签名技术，小明、小张和隔壁老王，三人共同监管1个BTC，如果要动用这个BTC，至少需要他们中的两人同意。就算小明的私钥被盗，这个BTC还是安全的。尽管黑客掌握了小明的私钥，他也无法转出这个BTC，而小张和老王可以共同签名转走它。
ECDSA算法不适合多重签名
Celsius寻求通过出售比特大陆优惠券筹集1400万美元:金色财经报道，破产的加密货币贷款机构Celsius寻求通过出售比特大陆优惠券筹集1400万美元，该交易包括为矿机购买者提供未来从比特大陆购买Antminer系列矿机10%-30%折扣的优惠券，以及购买者分期付款时产生的积分。Celsius的代金券总面值超过4800万美元。根据临时首席执行官克里斯托弗费拉罗的一份声明，该公司估计它可以在二级市场上以740万美元的价格出售优惠券和700万美元的信用额度。该公司表示，正在与六个潜在买家讨论，这些优惠券是通过矿业经纪人Bitooda、比特大陆和Celsius自己的联系人获得的。Celsius案的听证会将于2月15日在纽约南区举行。
此次交易与比特币矿企Core Scientific出售比特大陆优惠券类似，该公司于2月1日获得德克萨斯州南区法官的批准，出售比特大陆代金券以筹集100万美元。[2023/2/10 11:59:18]
但是，ECDSA算法不适合多重签名。因为它不具备扩展性。
动态 | 英国NatWest银行利用区块链技术进行银团贷款:据BTC Manager消息，英国NatWest银行宣布计划于2018年11月上线区块链平台，利用区块链技术为银团贷款市场融资，以有效地简化贷款市场部门、贷款机构和代理银行之间的沟通。据悉区块链平台融合由区块链财团R3和金融科技公司Finastra开发。[2018/10/22]
比如，3人中的2人签名，必须用各自的公钥来验证各自签名的合法性，不能一次性验证两个签名是否都正确。
比如，小张的私钥sk1，签名σ1，只有私钥sk1对应的公钥pk1才能验证通过。老王的私钥sk2，签名σ2，只有私钥sk2对应的公钥pk2才能验证通过。必须单独验证σ1在pk1合法，σ2在pk2合法，不能通过小张和老王共同的签名σ进行一次性验证。
最初，多重签名支持密钥数为3个，后来扩展到最多支持15个。如今大量的联合或托管账户使用多重签名，大量的比特币交易使用了多重签名。而ECDSA在多签时，占用了太多的存储资源和计算资源。
同时，多重签名的地址以数字“3”开头，采用ECDSA多签，入侵者可以识别多重签名交易，还可以看到参与者的所有公钥，非常不利于保护隐私。
Schnorr算法更适合多重签名
与ECDSA相比，Schnorr签名有如下优点：
更安全：Schnorr签名有安全性证明——假设椭圆曲线离散对数问题很难，则在随机预言模型中可以轻松证明Schnorr签名的安全性。ECDSA不存在此类证明。
不可恶意攻击。ECDSA签名是可延展的，可以将给定公钥和消息的现有有效签名，更改为对同一密钥和消息有效的另一个签名。比特币一直存在延展性攻击，直到SegWit激活后才得以修复。BIP62和BIP66对此有详细描述。而Schnorr签名，证明是不可被恶意篡改的。
线性。Schnorr签名算法是线性的！这点非常酷，基于这点可衍生出许多应用，其中最重要的就是多重签名。多签时，采用ECDSA，就会有N个签名，验证同样需要做N次。
但是，如果使用Schnorr，由于线性特性，则可以进行签名叠加，仅保留最终的叠加签名。同一个交易无论输入数量多少，均可叠加为一个签名，一次验证即可。
比如：小明、小张、老王的多重签名如果设定签名数为3，在ECDSA中，需要签名3次，验证3次；而在Schnorr中，可以三方协作，产生对其公钥总和有效的签名，而且验证一次即可。
极大的提高了效率和隐私。
密钥聚合
借助Schnorr签名方案，多签环境中的所有参与者，都可以将其密钥组合为“单个密钥”。要花费这笔资金，只能使用这个密钥。此属性称为“密钥聚合”。
为了验证所有密钥的总和，比特币核心引入一个名为OP_CHECKDLS的新代码，它包括离散日志签名验证系统，以使用更少的操作码更有效地验证签名，执行效率更高。
密钥聚合属性，也可以在单个交易事务中使用。在该交易，只需一次签名验证，即可花费所有输入。
通过密钥聚合，Schnorr签名方案不仅通过减少所需的签名数量，释放了一些空间，而且还为希望保护了使用多重签名方案的用户的信息。
交互式聚合签名
在Schnorr签名方案下，可以将一笔交易的所有输入签名组合为称为IAS的单个签名，该签名代表所有输入签名的总和。
IAS可用于交易中的所有输入。使用OP_CHECKDLS很容易验证新签名。一笔比特币交易，通常具有多个输入。过去，每个输入都需要单独签名才能成功完成交易。而IAS签名可以验证所有输入。
一些分析家说，这种交叉输入聚合，可以释放多达25％的空间，可用于容纳更多交易，从而增加每秒的交易数量。
结论
2014年，比特币核心开始讨论如何实现Schnorr签名。经过深入研究，PieterWuille提交SchnorrBIP。
目前，Schnorr签名方案已经实现标准化。最著名、被广泛采用的Schnorr签名方案是ed25519，已被许多加密货币采用。
Schnorr签名方案、及密钥聚合、以及IAS签名，通过更少的签名和更易于验证的方式，优化了比特币交易，更好的保护了交易的隐私性，更具扩展性，改善了比特币的架构，为更健康的比特币生态系统打下基础。
参考文章
比特币多重签名的现状Schnorr签名与比特币多签详细介绍Schnorr签名介绍TheFutureofBitcoin:SchnorrSignatures,KeyAggregation&InteractiveAggregateSignaturesSchnorr签名与比特币隐私的必然性
「注意」我是金马，别人离开币圈的时候，正是我深耕的时候。你的熊市，让我陪你度过可好？币圈金马奖，和你一起走币圈这条光明大道。
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