零点课堂 | 什么是Schnorr签名

众所周知，比特币应用椭圆曲线数字签名算法（ECDSA）来强化所有权。此种算法允许您使用一组数字（即私钥）来派生公钥。

此种算法的神奇之处在于，通过私钥来获得公钥很容易，然而反向操作却不可能。私钥既是进入比特币网络的护照。它允许您生成接收代币的地址。

在本文中，我们将初步了解Schnorr签名算法，它是ECDSA的替代方案，并给比特币网络带来了不可思议的改变。

Schnorr签名运行类似于椭圆曲线数字签名，但却具有更多优点。事实上Schnorr签名早于ECDSA，所以很多人都想知道为何一开始不在比特币中应用该种机制。

一种可能的原因是，该机制的发明者Clasu P.Schnorr对它申请了专利。这些专利在比特币白皮书发布之前就已经到期（2008年初），但该机制当时却未全面标准化。所以，中本聪选择了更广发接收的开源ECDSA。

Schnorr签名的优势在哪里？

相比于其他机制Schnorr签名要简单的多。所以，比其他选择要安全的多。乍一看可能意义并不大，但其却有一个强大的特性：直线性。

通俗地讲，此特性使得该机制更加适合于某些操作，尤其是在多签名交易方面。现如今的比特币已经支持了多签名，但其中方式却不是最完美的。

当您创建一个多签名地址时，发送资金的用户并不会知道您为花费输入设置了什么条件。他们甚至也不知道正在向一个多签名设置中发送资金，唯一奇怪的是地址是以“3”为开头。

只有当您想要转移资金时才会显露它的本质。假设您使用了一个3-3设置（Alice、Bob和您）。当您想要花费5BTC时，你们三人必须提供公钥以及有效签名。当您将资金转移出改地址时，整个网络都可以通过查看区块链来了解其中发生的状况。

从隐私角度出发，此种模式并不是很理想。另外，假如我们创建了一个更复杂的多签名（8-10），则我们将会占用区块链更多的空间。因为它将造成一个更加冗长的交易，所以会非常昂贵（请记住，交易中的字节越多，您需要支付的费用就越多）。

Schnorr签名被认为是隐私性和可扩展性的解决方案。正如您所见，它们支持签名聚合——将多个签名者的签名整合成单一签名。而这就使得“主签名”的长度与常规的单人签名相同，从而大大节省了空间。

此外，混合签名使得观察者很难确定那些人对交易进行了签名（或没签名）。也就是说此时的m-m机制中（资金在所有参与者完成签名后才能花费），您甚至无法辨别是单方交易还是多签名交易。

更为重要的是，Schnorr签名是进一步发展的基石。一旦实施，就可以利用它们来改进加密技术（例如原子交换和闪电网络）。

总结

Schnorr签名是比特币发展史（目前）中最受瞩目的里程碑之一。只需一次升级，它们就可以提供更大的隐私和可扩展性优势。它们也很有可能成为比特币智能合约以及更先进结构进一步发展的敲门砖。

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