Tìm hiểu về sơ đồ chữ ký mới MuSig2 của Bitcoin

Tiêu đề gốc: "Khoa học phổ biến | Tìm hiểu về sơ đồ chữ ký mới MuSig2 của Bitcoin trong một bài viết"

Nguồn gốc: Miễn phí và dễ dàng

Với sự gia tăng của bản cập nhật Taproot của Bitcoin Coin ngày càng đến gần và các thành viên trong cộng đồng đã tạo ra mối lo ngại đáng kể về Cơ chế đa chữ ký MuSig Lãi suất, MuSig cho phép một nhóm cùng quản lý một số Bitcoin và tạo chữ ký để ủy quyền thanh toán. Do tính năng tổng hợp khóa cải tiến của MuSig, chữ ký này là chữ ký Schnorr thông thường có thể được mạng Bitcoin xử lý sau khi Taproot được kích hoạt. Khi được sử dụng để tạo ví đa chữ ký, MuSig giảm phí giao dịch và tăng tính riêng tư so với cách truyền thống thực hiện n-of-n đa chữ ký bằng cách sử dụng opcode CHECKMULTISIG, yêu cầu n trên blockchain. .

Năm 2018, Blockstream đã phát hành phiên bản đầu tiên của sơ đồ MuSig, mà chúng tôi gọi là MuSig1, như chúng ta sẽ thảo luận bên dưới, do chữ ký Nhiều vòng giao tiếp được thực hiện được yêu cầu giữa những người tham gia và việc triển khai MuSig1 có thể khó khăn trong thực tế. Để cải thiện MuSig1 và làm cho quá trình ký kết trở nên dễ dàng hơn, các nhà nghiên cứu của Blockstream và Yannick Seurin, nhà mật mã học từ Cơ quan An ninh Mạng Quốc gia Pháp (ANSSI), đã cùng nhau thiết kế một thuật toán mới có tên Kế hoạch mới của MuSig2, chỉ cần hai vòng giao tiếp, hiện đang được đánh giá ngang hàng.

Bài viết này sẽ giới thiệu ngắn gọn về sự khác biệt giữa MuSig2 và phiên bản trước của MuSig1. Tác giả ban đầu là Jonas Nick và Tim Ruffing.

Vấn đề tương tác MuSig1

So với các ví dựa trên CHECKMULTISIG, nhược điểm lớn nhất của MuSig1 là nó yêu cầu sự tương tác giữa những người ký. Nói chính xác hơn, việc tạo chữ ký cần ba vòng giao tiếp và mỗi vòng giao tiếp Tất cả đều bao gồm những tin nhắn được gửi đi gửi lại. Hình dưới đây thể hiện quá trình tương tác giữa hai người ký. Bạn có thể tưởng tượng một người ký sử dụng ví trên máy tính để bàn và một người khác sử dụng cosigner Blockstream Green hoặc những người ký chia sẻ kênh Lightning Network mà họ đang cố gắng đóng.

Ngược lại, các ví sử dụng CHECKMULTISIG chỉ yêu cầu một vòng giao tiếp: chúng nhận được một giao dịch và trả lại chữ ký. Ví dụ: nếu MuSig1 được sử dụng để chuyển tiếp các khoản thanh toán trong Lightning Network, quyền riêng tư sẽ được cải thiện nhưng các khoản thanh toán sẽ mất nhiều thời gian hơn đáng kể. Vấn đề này trở nên nghiêm trọng hơn khi độ trễ giao tiếp tăng lên. Thiết bị chữ ký MuSig1 được lưu trữ trong két an toàn yêu cầu chủ sở hữu của nó phải truy cập hai lần để tạo chữ ký.

MuSig2 cho phép ký kết không tương tác 

Lược đồ đa chữ ký MuSig2 mới được đề xuất nhằm mục đích kế thừa MuSig1. Nó cung cấp chức năng và bảo mật tương tự như MuSig1, nhưng có thể loại bỏ hầu hết mọi tương tác giữa những người ký. Với MuSig2, người ký chỉ cần hai vòng giao tiếp để tạo chữ ký và điều quan trọng là một trong các vòng có thể được xử lý trước trước khi người ký biết được thông điệp họ muốn ký. Khi có thông báo cần được ký, chẳng hạn như giao dịch Bitcoin, quy trình này cũng giống như các ví dựa trên CHECKMULTISIG ngày nay: chuyển giao dịch cho người ký và sau đó nhận chữ ký. Nhìn chung, MuSig2 vẫn giữ được tính đơn giản và hiệu quả của MuSig1 chỉ với một lượng nhỏ tính toán bổ sung.

Một vài tuần trước, nghiên cứu Các tác giả đã thảo luận về MuSig -DN , là giao thức giao tiếp hai vòng sử dụng bằng chứng không có kiến thức, phức tạp hơn nhiều so với MuSig2. Ưu điểm của MuSig-DN là nó hỗ trợ các trường hợp không xác định, do đó tránh được nhu cầu duy trì trạng thái giữa các phiên ký và các vòng (tức là không trạng thái).

Điều này đặt ra câu hỏi về việc nên sử dụng lược đồ nào trong một ứng dụng nhất định. Bảng trên cho thấy không có lý do gì để chọn MuSig1 mà nên chọn MuSig2. Trên thực tế, chúng tôi mong đợi hầu hết các ứng dụng sẽ chọn MuSig2 thay vì MuSig-DN, vì tính đơn giản là yếu tố chính trong việc áp dụng. Điều này đặc biệt đúng khi tạo các triển khai có khả năng tương tác vì tất cả người ký phải đồng ý sử dụng cùng một giao thức. Ngoài ra, việc hỗ trợ chữ ký không tương tác giúp cải thiện đáng kể khả năng sử dụng.

Mặt khác, nếu phiên ký cần được lưu trữ trên một phương tiện liên tục thì bản chất không trạng thái của sơ đồ MuSig-DN sẽ có lợi. Để chứng minh rủi ro của MuSig2 trong tình huống này, giả sử chúng ta thực hiện chuỗi sự kiện sau:

Mở phiên ký MuSig2;

Lưu phiên vào ổ cứng;

Thực hiện sao lưu ổ cứng;

Hoàn thành phiên ký;

Khôi phục bản sao lưu;

Một lần nữa Hoàn thành phiên;

Kết quả là chúng ta đã tạo được hai chữ ký có cùng số nonce, có thể được sử dụng để đánh cắp khóa của chúng ta. Vì vậy, người triển khai MuSig2 phải cẩn thận để đảm bảo tình trạng trên không xảy ra. Ngược lại, sơ đồ MuSig-DN có thể ngăn chặn cuộc tấn công này.

Thách thức của việc xây dựng hai vòng chữ ký đa chữ ký

Xây dựng một vòng chữ ký đơn giản Sơ đồ đa chữ ký Schnorr giao tiếp theo hai vòng và vẫn an toàn trong các phiên đồng thời (tức là nếu một người ký nhất định tham gia vào nhiều phiên ký cùng lúc) là một vấn đề nghiên cứu chưa được giải quyết. Tất cả những nỗ lực trước đây (bao gồm cả các phiên bản trước đó của bài báo MuSig1) đều bị tấn công thông minh do Drijvers et al. phát hiện. Trong trường hợp này, kẻ tấn công mở nhiều phiên với người ký tên nạn nhân và có thể lấy được chữ ký cho các tin nhắn mà nạn nhân không có ý định ký.

Chúng ta hãy xem nhanh điều gì khiến MuSig2 an toàn với các phiên đồng thời. Trong số đó, ở MuSig1, mỗi người ký tôi tạo một nonce, trong khi ở MuSig2, mỗi người ký tạo hai nonce R_i,1 và R_i,2, và gửi chúng cho những người ký khác trong vòng giao tiếp đầu tiên. , và sử dụng hiệu quả tuyến tính ngẫu nhiên sự kết hợp của các nonce này R_i = R_i,1 + b*R_i,2, thay vì nonce R_i đơn lẻ trước đó. Và hệ số b là đầu ra của hàm băm được áp dụng cho tất cả các nonces của người ký, khóa chung tổng hợp và thông báo. Trong MuSig1, nonce tổng hợp là R = R_1 + … + R_n. Nếu bất kỳ người ký nào thay đổi bất kỳ số nonce nào của họ, thì mọi người ký khác sẽ sử dụng kết hợp tuyến tính ngẫu nhiên khác nhau của hai nonce của họ. Điều này ngăn chặn các cuộc tấn công đã được phát hiện đối với các sơ đồ đa chữ ký hai vòng khác. Tất cả các chi tiết bạn có thể tìm thấy trong bài báo MuSig2.

Giới thiệu về bước tiếp theo

Hiện tại, blockchain hy vọng sẽ sử dụng MuSig2 để thay thế việc triển khai MuSig1 trong thư viện secp256k1zkp, sẽ đơn giản hơn và quan trọng hơn là dễ sử dụng hơn. Theo các nhà phát triển, một số giao thức sẽ được hưởng lợi từ việc sử dụng MuSig2 trong hộp công cụ, chẳng hạn như "Mạng Lightning Network không có tập lệnh" và chữ ký ngưỡng. Nếu cộng đồng Bitcoin chọn sử dụng soft fork Taproot, MuSig2 sẽ có sẵn cho một loạt sản phẩm Blockstream, chẳng hạn như Blockstream Green và c-lightning, đồng thời nó cũng sẽ có sẵn cho cơ chế chốt Liquid.

Liên kết gốc

Chào mừng bạn tham gia cộng đồng chính thức của BlockBeats:

Nhóm Telegram đăng ký: https://t.me/theblockbeats

Nhóm Telegram thảo luận: https://t.me/BlockBeats_App

Tài khoản Twitter chính thức: https://twitter.com/BlockBeatsAsia