MuSig2:比特幣多重籤名的新進展

比特幣用戶通過數字籤名和特定消息來證明自己是交易的發起者，這是作爲私鑰持有人的合法指令。這些數字籤名用於表明用戶知曉與地址關聯的私鑰，而無需向網路公開密鑰。

比特幣網路支持多種籤名方案，每種方案都有其特定用途。隨着網路的發展和使用方式的多樣化，優化這些籤名的創建方式變得越來越重要。

隨着Taproot的推出，比特幣繼續演進，開發者可以利用這些軟分叉構建改進的籤名方案，爲用戶提供更好的安全性、效率和隱私保護。其中一個最新的發展是Musig1及其改進版MuSig2，這是一種旨在增強多重籤名交易的新型籤名方案。

比特幣多重籤名交易簡介

在普通的比特幣轉帳中，用戶通常使用單一籤名交易，因爲這就足以完成資金轉移。而多重籤名（multisig）則需要多個密鑰才能授權一筆比特幣交易。這種分布式籤名通常用於分散比特幣所有權的責任，也用於與閃電網絡或液體網路等第二層解決方案進行交互。

比特幣最早的多重籤名技術"CHECKMULTISIG"操作碼可用於創建這類錢包/交易，它需要多重籤名交易簽署者之間的通信較少，但隱私性不如MuSig1多重籤名方案。MuSig1通過增加籤名過程的額外步驟來提高用戶隱私。

MuSig1概述

MuSig1是一種多重籤名方案，允許多方共同簽署單一消息或交易，需要一定數量的籤名才能授權交易。這增強了安全性，並提供了對資金的額外控制。與傳統的基於腳本的多重籤名相比，MuSig使用更少的區塊空間，但作爲權衡，它需要參與者之間更多的互動。

基於Schnorr籤名的MuSig1是對比特幣中使用的傳統ECDSA基礎的多重籤名方案的重大改進。它支持密鑰聚合，這意味着一組籤名者可以創建一個單一的聯合公鑰，並爲交易生成一個單一的籤名。

這一過程不僅簡化了多重籤名交易，還減少了交易的大小，降低了交易費用並提高了隱私。

MuSig2:MuSig1的升級版

MuSig2是MuSig1的升級版本，提供了更好的安全性、效率和隱私功能。MuSig2是一個兩輪多籤名方案，意味着它只需要兩輪籤名者之間的通信就可以創建有效的籤名。

這項改進使MuSig2更加實用和用戶友好，因爲它降低了協調多個籤名者的復雜性。

MuSig1與MuSig2的主要區別

MuSig1和MuSig2的主要區別在於他們的通信輪次和安全模型：

1. 通信輪次: MuSig1需要三輪通信步驟才能創建有效籤名。相比之下，MuSig2只需兩輪，使籤名者能更快、更方便地協調行動。

2. 安全模型: MuSig1依賴隨機預言機模型（ROM）進行其安全性證明，該模型假設存在一個理想的哈希函數。然而，ROM是一個理想化的模型，可能無法準確代表真實世界的哈希函數。MuSig2的安全性證明則基於代數羣模型（AGM），該模型提供了對加密原語更爲真實的表示，從而提供更強的安全性保證。

MuSig2對比特幣的影響

MuSig2引入比特幣將帶來幾個好處：

1. 提高效率：MuSig2的兩輪通信模型降低了協調多籤名交易的復雜性，使其對用戶更快、更方便。

2. 增強隱私：MuSig2允許密鑰聚合，使多籤名交易在區塊鏈上看起來像普通的單籤名交易，這通過使第三方更難識別多籤名交易來提高隱私。

3. 更大靈活性：MuSig2支持更復雜的籤名策略，如閾值籤名和分級密鑰結構，爲用戶提供更大的資金控制權。

4. 更強安全性：MuSig2在AGM中的安全性證明比MuSig1的ROM基礎證明提供了更強的安全性保證，爲多籤名交易提供了更可靠的基礎。

MuSig2的應用場景

MuSig2適用於需要增強安全性、隱私性和效率的場景，例如：

1. 共享保管：MuSig2允許多方安全地管理共享資金，如在信托或聯合銀行帳戶中，通過要求一定數量的籤名才能授權交易。這降低了單一故障點的風險，確保沒有單一參與者可以單方面訪問資金。

2. 冷存儲：MuSig2可用於創建多籤名冷存儲解決方案，個人可以將錢包訪問分割爲多個密鑰，而不是僅用一個密鑰就能訪問存儲的資金。這種設置增加了額外的安全層，降低了由於密鑰盜竊或丟失而發生未經授權訪問的可能性。

3. 隱私保護錢包：注重用戶隱私的錢包可以實施MuSig2，創建與常規單籤名交易無法區分的多籤名交易。這幫助用戶在不犧牲多籤名交易提供的安全性和控制的前提下，維護他們在區塊鏈上的隱私。

第二層協議的改進

MuSig2可以在閃電網絡等第二層協議中使用，保護鏈下交易並提高其效率。通過聚合籤名，MuSig2減少了第二層交易的鏈上足跡，從而降低了開啓和關閉通道的交易費用，減少了區塊鏈的膨脹，並使鏈分析更難從標準交易中識別出閃電交易。

MuSig2還將協助優化液體網路的錨定機制，使聯邦成員更便宜、更容易地管理他們的橋梁。此外，液體網路也啓用了Taproot，讓L-BTC的用戶可以在生產中使用MuSig2，因此在基礎層面上構建在MuSig之上的任何創新都可以在液體網路上復制，反之亦然。

結語

MuSig2是比特幣生態系統中一個有前景的發展，相比MuSig1，它提供了改進的安全性、效率和隱私功能。

通過簡化多籤名交易並提供更強的安全保障，MuSig2有潛力解鎖新的應用場景並增強現有的應用，使比特幣對全球用戶更易於訪問和更安全。

隨着技術的成熟和廣泛應用，我們可以期待MuSig2在塑造比特幣和區塊鏈技術的未來中發揮重要作用。