非對稱密鑰

公私密鑰對是區(qū)塊鏈技術(shù)加密手段的重要基石，同時也是加密貨幣安全性的保證。但公私密鑰的配對是不對稱的，私鑰相當(dāng)于寫著箱子號碼的鑰匙，而地址就是無數(shù)個放在區(qū)塊鏈中任何人都可以查看的帶有編碼的箱子，兩者的不對稱是指用私鑰（帶有編碼的鑰匙）可以找出放在區(qū)塊鏈中的公鑰（帶有編碼的箱子）。

反之，則不可行，如果你只擁有帶有編碼的箱子，是無法通過箱子上的編碼來找到正確的鑰匙的。

正是這種不對稱性，區(qū)塊鏈才允許人們在存儲信息的時候公開公鑰，整個分布式賬本的系統(tǒng)才能正常運(yùn)行。

非對稱密鑰對主要用于兩種應(yīng)用：

1.在身份驗證中，通過私鑰驗證自己的身份；

2.在加密過程中，信息可以編碼，也就是只有擁有私鑰的人才能解密和閱讀經(jīng)過加密的區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)。

而鑰匙的產(chǎn)生，無論是公鑰還是私鑰，都是通過加密算法來生成的，采用不同的加密算法可以生成不同性質(zhì)的鑰匙。鑰匙的特性決定了區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的安全性和儲存特性。

Schnorr簽名就是一種被認(rèn)為可以解決比特幣的空間問題的特殊算法。

Schnorr簽名

20世紀(jì)80年代，德國密碼學(xué)家以及學(xué)者Claus-Peter Schnorr在法蘭克福大學(xué)擔(dān)任教授和研究員時發(fā)明了Schnorr簽名。

2008年，Schnorr簽名計劃推出近20年后，Claus-Peter Schnorr的專利過期了。盡管當(dāng)時Schnorr簽名已經(jīng)可以被自由使用了，但其既沒有實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化也沒有被廣泛使用。

比特幣的創(chuàng)始人中本聰由于不可知的原因在創(chuàng)立比特幣時使用了被密碼學(xué)者用“非?？膳隆眮硇稳軪CDSA算法。

但Schnorr簽名算法并未被人們所拋棄，而是為人們提供了另一種選擇。

有關(guān)在比特幣上實施Schnorr的非正式討論可以追溯到2014年的BitcoinTalk論壇。

2017年3月24日，Bitcoin Core開發(fā)者公布了技術(shù)發(fā)展路線圖，再次把Schnorr簽名計劃利將比特幣數(shù)字簽名算法更新?lián)Q代，使比特幣區(qū)塊鏈的總數(shù)據(jù)量降低25%。

然而，最終這種更改簽名算法的想法并沒有獲得大多數(shù)比特幣社群的認(rèn)可而無疾而終。

2019年，隨著閃電網(wǎng)絡(luò)概念的普及，緩慢低效的比特幣社群再次想起了Schnorr簽名，以圖提高比特幣網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)處理速度。

Schnorr簽名的技術(shù)特點

安全證明：當(dāng)使用一個足夠隨機(jī)的哈希函數(shù)（隨機(jī)oracle模型）和簽名中使用的橢圓曲線離散對數(shù)問題（ECDLP）足夠困難時，Schnorr簽名的安全性很容易得到證明。但ECDSA不存在這樣的證明。

-非延展性（Non-malleability）：ECDSA簽名本質(zhì)上是可延展的，它可以使無法訪問私鑰的第三方更改現(xiàn)有有效簽名并雙花資金。BIP62正式討論了這個問題。相比之下，Schnorr簽名被證明是不可延展的。

-線性特點：Schnorr簽名具有一個顯著的特性，即多個參與方可以協(xié)作生成對其公鑰總和有效的簽名。這是提高效率和隱私的基礎(chǔ)，例如多重簽名和其他智能合約。

有待驗證的技術(shù)

閃電網(wǎng)絡(luò)的普及，以及它本身承載支付的潛力，為比特幣被挖完之后鏈上結(jié)算的需求帶來了不確定性。

因此，對隱私的需求以及比特幣在沒有區(qū)塊獎勵的情況下的長期可持續(xù)性，或許是比特幣存在的兩個最令人擔(dān)憂的問題。

從技術(shù)層面講，Schnorr簽名啟用的隱私機(jī)制或許可以同時解決這兩個問題。有專家認(rèn)為Schnorr簽名將是最適合加密貨幣的算法。

但同時，我們也應(yīng)該看到Schnorr簽名的技術(shù)已經(jīng)是將近40年前的技術(shù)了，在技術(shù)飛速發(fā)展，快速更新迭代的21世紀(jì)，上個世紀(jì)80年代的技術(shù)能否跟得上時代是一個疑問。

最重要的是Schnorr簽名技術(shù)至今也未在區(qū)塊鏈上獲得過任何一例有效性驗證，其安全性和有效性的探討至今還停留在字面上。

即使Schnorr簽名技術(shù)被證明有效，真正的實現(xiàn)區(qū)塊鏈鑰匙的更新迭代也還是需要相當(dāng)長的時間進(jìn)行討論確定。