研究 | 多重簽名與多方計算：哪個更安全？_數字貨幣:數字貨幣交易app

MikeBelshe文

本文由幣信研究院原創編譯，原文鏈接:

https://blog.bitgo.com/multi-sig-vs-mpc-which-is-more-secure-699ecefc8430

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由于其強大的安全性和強大的認證特性，我們在六年多的時間里一直在倡導使用多重簽名錢包。但是，我們一直在評估新的加密技術進展，而在最近幾個月中，一種被稱為多方計算的新技術經常被引用。多方計算為沙米爾秘密共享提供了一種的強大替代方案，一些錢包提供商認為，多方計算可能比多重簽名技術更安全、更易于使用。在本文中，我們將描述多方計算及其與多重簽名錢包安全性有何不同。我們認為，多方計算與多重簽名技術結合使用時可以提供實用性，但是我們不認為目前這是一種明智的多重簽名技術替代方法。

Klaytn承諾在四年內投入2000萬美元支持韓國科學技術研究院和新加坡國立大學的區塊鏈研發:8月9日消息，韓國區塊鏈平臺 Klaytn 承諾在四年內投入 2000 萬美元來支持韓國科學技術研究院（KAIST）和新加坡國立大學 (NUS) 的區塊鏈開發和資助。該計劃的日常運營將由 KAIST 和新加坡國立大學研究人員領導的全球團隊負責，研究將以開源方式運作，研究內容將作為研究論文或開源軟件公開披露。（CoinDesk）[2022/8/9 12:12:50]

多方計算的背景

多方計算是一種相對較新的加密方法，可以將私鑰分成多個部分。人們經常把它和一種叫做沙米爾秘密共享的技術相提并論，該技術自20世紀70年代后期開始出現，用于將單個私鑰拆分為多個部分。兩種技術之間的關鍵概念是，一個密鑰對的私有部分可以被分為N個部分，因此，為了使用私鑰創建簽名，需要將這些部分中的M個放在一起。此類技術被稱為?M-of-N，其中N個總部分中的M個部分保護底層數據。

香港金管局：正與內地研究擴大人民幣在香港股票交易中的使用:9月29日消息，香港金管局總裁余偉文在該機構組織的財資市場高峰會上表示，香港正在與內地研究擴大人民幣在香港股票交易中的使用事宜。需要進一步研究如何提振發行人和投資者的需求，以及如何減少市場分化，他希望“很快”制定出實用解決方案。 (券中社)[2021/9/29 17:14:27]

和多重簽名技術一樣，沙米爾秘密共享和多方計算都可以幫助減輕兩個關鍵風險：

盜竊

如果少于M個部分被盜或被黑客入侵，對手就不可能生成有效的簽名

損失

在大多數情況下，一部分無意損失可以通過備用部分來彌補。

與沙米爾秘密共享相比，多方計算具有一項重要優勢。對于沙米爾秘密共享，在將其用于簽名之前，需要先在單臺機器上重新組裝密鑰的獨立部分。這會在重新組裝密鑰的機器上產生一個單一故障點。相比之下，多方計算不需要在單臺機器上重新組裝各個部分。相反，每個部分都可以在單獨的機器上用于數學函數，并且，只有在把M個部分應用于此數學函數之后，簽名才有效。這使得每個部分都可以保持完全分離，并避免了單一故障點。

聲音 | 民生銀行研究院院長：正在研發基于區塊鏈和數字科技技術:中國民生銀行研究院院長黃劍輝表示，我們正在研發基于區塊鏈和數字科技技術，準備在2020年我國的信貸市場推出“淘寶、滴滴”類似的數字化平臺，在資本市場推出讓民眾像打車和買東西一樣快捷便利的推出數字化的資本市場，在全球有些率先在我們國家誕生數字化的大型資本市場，讓廣大的民企都能快速、便捷的像打車一樣的上市，讓民眾能夠很安全的從全球買優質的資產來實現財富的增長。（新浪財經）[2020/1/13]

沙米爾秘密共享和多方計算的一個有趣的好處是，它們可以在區塊鏈不知道利用了它們的情況下使用。這對某些尚不提供原生多重簽名功能的區塊鏈來說意義重大，因為多方計算簽名可以在外部應用。

與多重簽名的比較

從功能的角度來看，每個簽名錢包使用M-of-N密鑰的多重簽名錢包類似于基于多方計算的錢包，后者將單簽名錢包的M-of-N部分用作密鑰。不同之處在于，多重簽名錢包將使用由不同私鑰生成的獨特簽名來保護錢包，而多方計算僅使用創建單個簽名，而與參與的私鑰部分的數量無關。

動態 | 野村控股和野村綜合研究所宣布成立新合資企業，將利用區塊鏈技術開發證券交易平臺:9月2日，野村控股公司與野村綜合研究所宣布已經成立了一家名為BOOSTRY Co.，Ltd的新合資企業。新公司將利用區塊鏈技術開發證券交易等平臺。野村控股將擁有新實體66％的股份，而NRI將持有34％的股份。新成立的業務的資本將為11.75億日元（包括資本儲備）。關于成立BOOSTRY的理由，兩家公司解釋說，在過去幾年中，各行業一直在探索利用區塊鏈技術提供服務。在金融服務領域，重點是如何將這項技術用于結算和證券交易等領域。（financefeeds）[2019/9/2]

簽名可追究性

基于多方計算的錢包引入了一個在多重簽名錢包那里不存在的重大問題：可追究性。對于多重簽名的錢包，我們總是很清楚地使用了哪些私鑰來簽名交易。這很重要，因為我們通常會將單把私鑰分配給特定個人，并且了解參與簽名交易的人員至關重要。但是，使用基于多方計算的簽名，我們無法區分使用了哪個密鑰部分來簽名交易。多方計算完成后，所有簽名看起來都是相同的。

金色財經現場報道 越南數字貨幣研究專家杜戰：區塊鏈線上數據更安全將會為各個行業帶來改變:金色財經現場報道，在2018東南亞區塊鏈創新峰會上，越南資深投資者數字貨幣研究專家杜戰表示，區塊鏈解決了信息安全問題，保證了線上數據的安全性，這個特性讓區塊鏈技術帶來的改變是涉及各行各業的，如醫療、金融、身份認證等領域。[2018/4/21]

可追究性聽起來似乎并不是一個巨大的缺點，但它在貨幣系統中至關重要，尤其是在考慮通常用于密鑰各個部分的人員和存儲類型的差異時：

人員

密鑰可能存儲在不同的人那里。如果密鑰存儲在公司高管那里，并且其中有2人合謀監守自盜，那么調查人員將如何知道誰是犯罪分子？當被問到誰簽署了交易時，無辜的高管將如何為自己辯護？

地理

密鑰可能存儲在幾個分開的位置。如果需要存儲在5個位置的3把私鑰，則取證的一個關鍵部分就是要知道哪些位置參與了交易。

多機構

安全密鑰材料可以存儲在幾個分開的公司那里。如今，一種常見的做法是向獨立公司的獨立各方提供備份密鑰。當可以明確標識備用密鑰，正如多重簽名安全性時，資金所有人就不會被備用持有者盜取資金。但是，如果多方計算取消了可追究性，則備份持有者將不愿意持有備份密鑰，因為無法區分備份密鑰持有者是否參與了欺詐交易。

同行評審

當今的許多多方計算實現者都在使用專有的實現和方法，都只有有限的公開評審或根本沒有。正如施奈爾在《論安全》中所說：“從最笨拙的業余愛好者到最好的密碼學家，任何人都可以創建自己無法破解的算法。”不幸的是，許多加密算法從未在數學上被證明是有效的——相反，密碼學家在接受算法可信且安全之前依賴于同行評審和足夠的評審時間。由于橢圓曲線數字簽名算法多方計算太新了，因此供應商不愿分享他們的算法、源代碼和實現細節。當前的實現已經提交了許多專利申請，這可能進一步限制這些工具的使用。缺乏透明度以及限制訪問這些算法的企圖，使得我們無法驗證其正確性或安全性，或預測可能的許可成本。

相比之下，多重簽名技術是經過實踐檢驗的。它采用了眾所周知的、經過嚴格審查的算法，并具有多種實現方式。基于多重簽名的錢包不承擔額外的加密風險，它們使用的是在實踐中經過最嚴格審查和了解的簡單加密算法。

缺乏硬件安全模塊支持

同樣，基于多方計算的簽名的問題還在于缺乏支持該技術的工業級硬件安全模塊。盡管硬件安全模塊被金融機構用于保護私鑰已有數十年，但當前的硬件安全模塊并不支持全新的多方計算加密。安全專家早就認識到，必須通過硬件安全模塊專門存儲和訪問密鑰，才能維護基本安全性，多方計算也不例外。密鑰或密鑰的部分必須被安全地存儲。如果多方計算實現者們不為其技術建立起定制化的硬件安全模塊，我們可以說它的安全性低于單一密鑰系統。

對冷存儲和硬件安全模塊需求的影響

多方計算的一些支持者提出，多方計算消除了對“冷存儲”的需求，但事實并非如此。

“冷存儲”僅指私鑰離線存儲的任何錢包。類似地，“熱存儲”指的是在線存儲私鑰的錢包。無論是一把還是三把私鑰，無論是否使用多方計算，保護私鑰的需求都完全相同。

事實是，黑客繼續困擾著整個行業。Facebook已被黑客入侵。Google已被黑客入侵。美國政府屢遭黑客入侵。如果多方計算私鑰部分在線存儲，則它們與在線存儲的任何其他數據一樣容易遭受黑客和盜竊的風險。

結論

綜上所述，當今數字錢包最強大的安全性仍然是多重簽名錢包。通過將一把或多把私鑰分成多個部分，多方計算可用于增強現有的多重簽名方案。例如，如果利用三個人來保護一個2-3多重簽名錢包，那么這三個用戶中的每個人都可以使用多方計算細分其私鑰，并將其多方計算密鑰部分存儲在獨立的機器上。但是，完全依賴多方計算技術而沒有多重簽名保護，會降低安全保護并顯著消除交易-時間的可追究性。

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