一文了解比特币新签名方案MuSig2

随着比特币的Taproot更新越来越近，社区成员对MuSig多重签名方案产生了相当大的兴趣，MuSig允许一个团体共同管理一些比特币，并创建一个签名来授权支付。由于MuSig创新的密钥聚合特性，这种签名是一种常规的Schnorr签名，一旦Taproot被激活，比特币网络就可以对这种签名进行处理。当用于创建多重签名钱包时，与使用CHECKMULTISIG操作码进行n-of-n多重签名的传统方式相比，MuSig降低了交易费用并增加了隐私性，而传统方法则在区块链上需要n个公钥以及n个ECDSA签名。

在2018年，Blockstream公司发布了MuSig方案的第一个版本，我们将其称为MuSig1，正如我们将在下面讨论的，由于签名者之间需要多轮通信，在实践中部署MuSig1可能很困难。为了改进MuSig1，使得签名过程变得更加容易，Blockstream的研究者联合法国国家网络安全局的密码学家YannickSeurin共同设计了名为MuSig2的新方案论文，而这种方案只需要两轮通信，目前，这篇论文正在接受同行评审。

Unstoppable Domains计划年底推出基于Polygon的Web3消息服务:金色财经报道，Web3域名提供商Unstoppable Domains周三宣布将推出Unstoppable Messaging，这是一个平台，允许用户从基于Polygon的域名相互发送加密消息，计划2023年底推出。Unstoppable Domains以帮助Web3项目策划和建立其社区为目标，旨在帮助用户在Web3体验中携带自己的数字身份。持有者可以使用他们的域名结尾，例如.polygon、.nft或.x向另一个人发送点对点消息。

此前消息，Polygon Labs与Unstoppable Domains合作推出.polygon域名。[2023/3/23 13:20:27]

本文会简单介绍MuSig2和之前版本的MuSig1之间的差异，原文作者是JonasNick和TimRuffing。

知情人士：迪拜当局计划于今年年底出台加密监管框架:金色财经报道，据知情人士称，迪拜正在大量招募加密货币公司，虽然相关规定还不明确，但迪拜虚拟资产监管局(VARA)官员已向当地公司保证，该国加密行业全面监管框架将于今年年底出台。据悉，该监管机构7个月前刚刚成立，此前已发布了一些关于虚拟资产营销和广告的指导方针。（CoinDesk）[2022/11/9 12:37:48]

MuSig1的交互性问题

与基于CHECKMULTISIG的钱包相比，MuSig1最大的缺点在于，它需要签名者之间的交互，更准确地说，创建签名需要三轮通信，而每一轮通信都由来回传递的消息组成。下图显示了两个签名者的交互过程。你可以想象一个签名者使用的是一个桌面钱包，而另一个签名者使用的是BlockstreamGreencosigner，或者签名者共享一个他们试图关闭的闪电网络通道。

以太坊短时跌破1600美元，24小时跌幅2.03%:金色财经报道，以太坊短时跌破1600美元，现报价1599.26美元，24小时跌幅2.03%。行情波动较大，请做好风险控制。[2022/10/30 11:58:13]

相比之下，使用CHECKMULTISIG的钱包只需要一轮通信：它们接收一笔交易并返回一个签名。例如，如果使用MuSig1在闪电网络中转发支付，隐私将得到改善，但支付所需的时间明显更长了。随着通信延迟的增加，这个问题就变得更加严重了。而存储在安全保险箱中的MuSig1签名设备，需要其所有者访问两次才能创建签名。

MuSig2允许非交互式签名

而最新提出的MuSig2多重签名方案，旨在成为MuSig1的继承者，它提供了与MuSig1相同的功能和安全性，但可以消除签名者之间几乎所有的交互。使用MuSig2，签名者只需要进行两轮通信就可以创建签名，而且关键的是，在签名者知道他们想要签名的消息之前，可以对其中一轮进行预处理。一旦有消息需要签名，例如一笔比特币交易，那么其过程与今天基于CHECKMULTISIG的钱包相同：将交易转移给签名者，然后接收一个签名。总的来说，MuSig2保留了MuSig1的简单性和效率，只增加了少量的额外计算。

美股低开纳指跌1.8% 标普500指数跌1.04%:5月24日消息，美股三大指数集体低开，道指跌0.54%，纳指跌1.81%，标普500指数跌1.04%。[2022/5/24 3:38:55]

MuSig家族

几周之前，研究者们讨论了MuSig-DN，它是一个使用了零知识证明的两轮通信协议，相比MuSig2而言，它要复杂得多。而MuSig-DN的优点在于它支持确定性nonce，从而避免了在签名会话和轮次之间保持状态的需要。

这就提出了在给定应用中使用哪个方案的问题。上表说明，我们没有理由选择MuSig1，而是应该选择MuSig2。实际上，我们希望大多数应用选择MuSig2而不是MuSig-DN，因为简单性是采用的主要因素。在创建可互操作的实现时，尤其如此，因为所有签名者都必须同意使用相同的协议。此外，对非交互式签名的支持显著提高了可用性。

另一方面，如果签名会话需要存储在持久介质上，那么MuSig-DN方案的无状态属性是有益的。为了演示这种情况下MuSig2的风险，假设我们执行以下一系列事件：

开启一个MuSig2签名会话；

将会话保存到一个硬盘驱动器；

执行硬盘驱动器备份；

完成签名会话；

恢复备份；

再次完成会话；

结果是，我们创建了两个具有相同nonce的签名，其可用来窃取我们的密钥。因此，MuSig2的实现者必须要小心，以确保不会发生上述情况。相比之下，MuSig-DN方案就可以防止这种攻击。

构造两轮多重签名的挑战

构造一个简单的只需要两轮通信的Schnorr多重签名方案，并且在并发会话下仍然是安全的，这是一个尚未解决的研究问题。所有以前的尝试都会受到Drijvers等人发现的一种巧妙的攻击。在这种情况下，攻击者与受害者签名者打开许多会话，并能够获得受害者不打算签名消息的签名。

让我们快速看看，是什么让MuSig2在并发会话下变得安全。其中，在MuSig1中，每个签名者i创建一个nonce，而在MuSig2中，每个签名者创建两个nonceR_i,1和R_i,2，在第一轮通信时将它们发送给其他签名者，并有效地使用这些nonce的随机线性组合R_i=R_i,1+b*R_i,2，代替之前单独的nonceR_i。而系数b是应用于所有签名者nonce、聚合公钥和消息的哈希函数的输出。在MuSig1中，聚合的nonce是R=R_1+…+R_n。如果任何签名者更改了他们的任何nonce，则其他每个签名者都将使用他们两个nonce的不同的随机线性组合。这可以防止已被发现的针对其他两轮多签名方案的攻击。所有细节你可以在MuSig2论文中找到。

关于下一步

目前blockstream希望用MuSig2取代secp256k1zkp库中的MuSig1实现，它将更为简单，更重要的是，它更易于使用。根据开发者的说法，使用工具箱中的MuSig2，一些协议将从中受益，例如“无脚本脚本闪电网络”以及门限签名。如果比特币社区选择采用Taproot软分叉，则MuSig2会适用于Blockstream的一系列产品，比如BlockstreamGreen和c-lightning，它也适用于Liquid锚定机制。

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