MuSig2:比特币多重签名的新进展

比特币用户通过数字签名和特定消息来证明自己是交易的发起者，这是作为私钥持有人的合法指令。这些数字签名用于表明用户知晓与地址关联的私钥，而无需向网络公开密钥。

比特币网络支持多种签名方案，每种方案都有其特定用途。随着网络的发展和使用方式的多样化，优化这些签名的创建方式变得越来越重要。

随着Taproot的推出，比特币继续演进，开发者可以利用这些软分叉构建改进的签名方案，为用户提供更好的安全性、效率和隐私保护。其中一个最新的发展是Musig1及其改进版MuSig2，这是一种旨在增强多重签名交易的新型签名方案。

比特币多重签名交易简介

在普通的比特币转账中，用户通常使用单一签名交易，因为这就足以完成资金转移。而多重签名（multisig）则需要多个密钥才能授权一笔比特币交易。这种分布式签名通常用于分散比特币所有权的责任，也用于与闪电网络或液体网络等第二层解决方案进行交互。

比特币最早的多重签名技术"CHECKMULTISIG"操作码可用于创建这类钱包/交易，它需要多重签名交易签署者之间的通信较少，但隐私性不如MuSig1多重签名方案。MuSig1通过增加签名过程的额外步骤来提高用户隐私。

MuSig1概述

MuSig1是一种多重签名方案，允许多方共同签署单一消息或交易，需要一定数量的签名才能授权交易。这增强了安全性，并提供了对资金的额外控制。与传统的基于脚本的多重签名相比，MuSig使用更少的区块空间，但作为权衡，它需要参与者之间更多的互动。

基于Schnorr签名的MuSig1是对比特币中使用的传统ECDSA基础的多重签名方案的重大改进。它支持密钥聚合，这意味着一组签名者可以创建一个单一的联合公钥，并为交易生成一个单一的签名。

这一过程不仅简化了多重签名交易，还减少了交易的大小，降低了交易费用并提高了隐私。

MuSig2:MuSig1的升级版

MuSig2是MuSig1的升级版本，提供了更好的安全性、效率和隐私功能。MuSig2是一个两轮多签名方案，意味着它只需要两轮签名者之间的通信就可以创建有效的签名。

这项改进使MuSig2更加实用和用户友好，因为它降低了协调多个签名者的复杂性。

MuSig1与MuSig2的主要区别

MuSig1和MuSig2的主要区别在于他们的通信轮次和安全模型：

1. 通信轮次: MuSig1需要三轮通信步骤才能创建有效签名。相比之下，MuSig2只需两轮，使签名者能更快、更方便地协调行动。

2. 安全模型: MuSig1依赖随机预言机模型（ROM）进行其安全性证明，该模型假设存在一个理想的哈希函数。然而，ROM是一个理想化的模型，可能无法准确代表真实世界的哈希函数。MuSig2的安全性证明则基于代数群模型（AGM），该模型提供了对加密原语更为真实的表示，从而提供更强的安全性保证。

MuSig2对比特币的影响

MuSig2引入比特币将带来几个好处：

1. 提高效率：MuSig2的两轮通信模型降低了协调多签名交易的复杂性，使其对用户更快、更方便。

2. 增强隐私：MuSig2允许密钥聚合，使多签名交易在区块链上看起来像普通的单签名交易，这通过使第三方更难识别多签名交易来提高隐私。

3. 更大灵活性：MuSig2支持更复杂的签名策略，如阈值签名和分级密钥结构，为用户提供更大的资金控制权。

4. 更强安全性：MuSig2在AGM中的安全性证明比MuSig1的ROM基础证明提供了更强的安全性保证，为多签名交易提供了更可靠的基础。

MuSig2的应用场景

MuSig2适用于需要增强安全性、隐私性和效率的场景，例如：

1. 共享保管：MuSig2允许多方安全地管理共享资金，如在信托或联合银行账户中，通过要求一定数量的签名才能授权交易。这降低了单一故障点的风险，确保没有单一参与者可以单方面访问资金。

2. 冷存储：MuSig2可用于创建多签名冷存储解决方案，个人可以将钱包访问分割为多个密钥，而不是仅用一个密钥就能访问存储的资金。这种设置增加了额外的安全层，降低了由于密钥盗窃或丢失而发生未经授权访问的可能性。

3. 隐私保护钱包：注重用户隐私的钱包可以实施MuSig2，创建与常规单签名交易无法区分的多签名交易。这帮助用户在不牺牲多签名交易提供的安全性和控制的前提下，维护他们在区块链上的隐私。

第二层协议的改进

MuSig2可以在闪电网络等第二层协议中使用，保护链下交易并提高其效率。通过聚合签名，MuSig2减少了第二层交易的链上足迹，从而降低了开启和关闭通道的交易费用，减少了区块链的膨胀，并使链分析更难从标准交易中识别出闪电交易。

MuSig2还将协助优化液体网络的锚定机制，使联邦成员更便宜、更容易地管理他们的桥梁。此外，液体网络也启用了Taproot，让L-BTC的用户可以在生产中使用MuSig2，因此在基础层面上构建在MuSig之上的任何创新都可以在液体网络上复制，反之亦然。

结语

MuSig2是比特币生态系统中一个有前景的发展，相比MuSig1，它提供了改进的安全性、效率和隐私功能。

通过简化多签名交易并提供更强的安全保障，MuSig2有潜力解锁新的应用场景并增强现有的应用，使比特币对全球用户更易于访问和更安全。

随着技术的成熟和广泛应用，我们可以期待MuSig2在塑造比特币和区块链技术的未来中发挥重要作用。