该文章提出了一个针对Musig2 Schnorr多重签名协议的改进方案,其中两个参与方之一不需要知道完整的共享公钥或最终生成的签名。此方案通过盲化技术,在密钥聚合和nonce聚合过程中,让一方(服务器)不直接接触完整公钥和最终签名,从而保护隐私。此外,文章还讨论了密钥更新方法,确保在状态币转移时,旧密钥持有者无法单独控制资金。
关于 Musig2 Schnorr 多重签名协议实现的提案,其中有 2 个参与方,但其中一个协同签名方无法得知:1) 完整的共享公钥,或 2) 生成的最终签名。
在以下描述中,私钥(域元素)用小写字母表示,椭圆曲线点用大写字母表示。G
是生成点,点乘表示为 X = xG
,点加表示为 A = G + G
。
H()
是哈希函数。
在标准的 Schnorr 签名协议中,签名者生成一个私钥(域元素)x
和相应的公钥 X = xG
。
为了对消息 m
进行签名,签名者生成一个临时密钥/nonce(域元素)r
和相应的公共点 R = rG
。
签名者计算 e = H(X||R||m)
和 s = e.x + r
。签名是 (R,s)
对。
双人 Musig2 协议的工作方式如下:
参与方 1 生成私钥 x1
和公钥 X1 = x1G
。参与方 2 生成私钥 x2
和公钥 X2 = x2G
。公钥集合为 L = {X1,X2}
。密钥聚合系数为 KeyAggCoef(L,X) = H(L,X)
。共享(聚合)公钥 X = a1X1 + a2X2
,其中 a1 = KeyAggCoef(L,X1)
,a2 = KeyAggCoef(L,X2)
。
为了对消息 m
进行签名,参与方 1 生成 nonce r1
和 R1 = r1G
。参与方 2 生成 nonce r2
和 R2 = r2G
。这些被聚合成 R = R1 + R2
。
然后,参与方 1 计算 c = H(X||R||m)
和 s1 = c.a1.x1 + r1
。
然后,参与方 2 计算 c = H(X||R||m)
和 s2 = c.a2.x2 + r2
。
最终签名是 (R,s1+s2)
。
如果参与方 1 不需要独立计算和验证 c = H(X||R||m)
(因为它们在任何情况下都无法得知消息),那么在这种情况下,阻止参与方 1 了解完整公钥或最终签名是很容易的。
1) 密钥聚合仅由参与方 2 执行。参与方 1 只需将 X1
发送给参与方 2。
2) Nonce 聚合仅由参与方 2 执行。参与方 1 只需将 R1
发送给参与方 2。
3) 参与方 2 计算 c = H(X||R||m)
并将其发送给参与方 1,以便计算 s1 = c.a1.x1 + r1
。
参与方 1 永远不会得知 (R,s1+s2)
或 m
的最终值。
为了在状态币在用户之间转移时更新服务器(参与方 1)的密钥份额,每个密钥的密钥聚合系数必须设置为 1。Musig2 协议中此系数的目的是防止“流氓密钥攻击”,其中一方可以选择一个从他们自己的密钥和另一方公钥的倒数派生的公钥,从而使他们能够单方面生成对聚合密钥的有效签名。但是,正如 musig2 论文中指定的那样,可以通过一方提供与其提供的公钥相对应的私钥知识证明来防止这种情况。这可以简单地以签名的形式提供,无论如何,该签名是通过在 mercury 协议中对状态链状态进行签名而生成的。
当接收状态币时,为了验证币地址(即聚合公钥)是否在之前的拥有者和服务器之间正确共享,客户端必须验证以下内容:
1) 从服务器检索此币的当前公钥(份额)X1
。
2) 检索发送者的公钥(份额)X2
。
3) 验证 X1 + X2 = P
,即状态币的地址。
4) 验证发送者是否拥有用于生成 X2
的私钥:这是通过验证来自 X2
的接收者公钥 X3
的状态链签名来完成的。
这证明了地址 P
是与服务器一起生成(聚合)的,并且只能与服务器合作签名,即之前的拥有者不能拥有完整密钥。
为了更新密钥共享,可以使用以下协议:
b
并发送给客户端(参与方 2)。transfer_sender
并将他们的私钥添加到 nonce:t1 = b + x2
t1
作为 transfer_msg_3
的一部分发送给接收者(使用接收者公钥 X3 = x3G
加密)。t1
,然后减去他们的私钥 x3
:t2 = b + x2 - x3
。t2
作为 transfer_receiver
的一部分发送给服务器。x1_2 = x1 + t2 - b = x1 + b + x2 - x3 -b = x1 + x2 - x3
所以现在,x1_2 + x3
(新的服务器密钥份额与新的客户端密钥份额的聚合)等于 x1 + x2
(旧的服务器密钥份额与旧的客户端密钥份额的聚合)。
x1
。
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