作者：DingPay
在區塊鏈和加密貨幣的世界中，數位簽章是確保交易安全性和資料完整性的核心技術之一。現代區塊鏈依賴數位簽章來保障數十億美元的資產安全。數位簽章使用所謂的金鑰對，即一組由私鑰和公鑰組成的加密金鑰，其中私鑰是保密的，而公鑰則是公開的。透過數位簽名，持有私鑰的用戶可以對交易進行簽名，從而證明他們對該交易的所有權和控制權。因此，保護私鑰的安全性至關重要。技術嫻熟的區塊鏈用戶通常選擇自行管理私鑰，儘管這伴隨著金鑰被盜或遺失的風險。而其他用戶則選擇信任線上錢包或交易所，將金鑰的管理委託給第三方。然而，這種信任並非沒有風險，因為它依賴第三方的安全能力和可靠性。
在上述情境中，使用者的信任都集中在一個實體上，可能帶來單點失敗的風險。為了解決這一問題，閾值數位簽章應運而生。閾值簽名是一種依賴多個合作參與者來產生簽名的密碼學技術，它透過引入多個信任參與者來分散風險，避免單一實體的完全控制。
閾值簽名的基本原理
在理解閾值簽章之前，有必要先理解閾值密碼學（Threshold Cryptography）。閾值密碼學是一種加密技術，其核心思想是將金鑰分割為多個部分，並分發給多個參與者，只有當滿足一定數量的參與者（即達到閾值）時，才能重構金鑰或進行加密操作。這通常被描述為t-out-of-n方案，其中n是參與者總數，t是必須參與的最小數量。
一個廣為人知的例子是Shamir的秘密共享方案，它利用拉格朗日插值法將一個秘密值分割為n個部分，只有t個或更多部分才能重構原始的秘密。在密碼學中，這種技術確保了即使部分參與者的密鑰份額洩露，攻擊者仍然無法恢復完整的密鑰。
閾值簽章的實現
閾值簽章方案通常基於現有的數位簽章演算法，如橢圓曲線數位簽章演算法（ECDSA）或Schnorr簽章演算法。具體來說，閾值簽章的實作過程包括以下幾個步驟：
金鑰產生：首先產生一對公私鑰，然後將私鑰分割為多個份額（secret shares），並分發給n個參與者。這可以透過可信任分發者（Trusted Dealer）模式或分散式金鑰產生（Distributed Key Generation, DKG）協定來完成。在DKG協定中，金鑰產生過程由多個參與者協作完成，無需任何單一實體掌握完整的私鑰。
簽章產生：在簽章階段，t個參與者使用他們各自的私鑰份額，協作產生一個有效的數位簽章。這個簽章與單一簽章者產生的簽章在驗證上是等效的，這意味著它們可以互換使用。
簽名驗證：最終，任何第三方都可以使用與單一簽署者相同的簽章驗證演算法來驗證閾值簽章的有效性。
閾值簽章與多重簽章的比較
在加密貨幣領域，閾值簽章經常與多重簽章（Multisig）進行比較。多重簽章方案也允許多個參與者共同簽署一筆交易，但每位參與者持有獨立的公私鑰對，而非分割的私鑰份額。以下是閾值簽名與多重簽名的主要區別：
效率：在閾值簽章方案中，簽章的驗證時間和金鑰大小與參與者的數量無關，只需一個公鑰即可代表整個參與者群。而在多重簽章方案中，驗證時間和金鑰大小隨著參與者數量線性增加，因為每個簽章者都有獨立的公鑰。
相容性：多重簽章通常需要區塊鏈本身的支持，通常以智慧合約的形式實現，這限制了其在不同區塊鏈上的普遍應用。而基於MPC的閾值簽章則可以獨立於區塊鏈實現，只要區塊鏈支援所選的簽章演算法即可。
DingPay中的應用
DingPay作為一款致力於打造完整支付生態系統的數位資產支付錢包，積極採用門檻簽名技術，以增強交易的安全性和用戶的自主權。透過閾值簽章方案，DingPay可以在保障用戶私鑰安全的同時，降低因私鑰遺失或外洩而導致的風險。這種分散式的安全機制，使得使用者無需完全信任單一實體，確保了交易的可靠性和安全性。
閾值簽章技術代表了加密貨幣領域的重要創新，它不僅提高了交易的安全性，也為使用者提供了更多的控制權。相較於傳統的多重簽章方案，閾值簽章在效率和相容性上都有顯著優勢。 DingPay透過採用閾值簽章技術，為使用者提供了一個安全、可靠且具有前瞻性的支付解決方案。在未來，隨著閾值密碼學的進一步發展，DingPay將繼續探索並應用更先進的密碼學技術，保持其在數位支付領域的領先地位。