阈值特征

阈值签名方案（TSS）是一种 密码协议 它将签名过程分散到多个参与方，使得最少数量的参与者（“阈值”）必须合作才能生成有效的数字签名，而无需重建或泄露完整的私钥。

在 t-of-n 阈值签名方案中， 私钥 分成 n 份，分配给 n 个参与者，其中任意 t（阈值）个参与者可以协作生成一个有效的签名，该签名与区块链上的标准单方签名无法区分。

不像传统 多重签名 （多重签名）方案，其中多个不同的签名在链上组合，阈值签名生成一个标准签名，使其更节能、更保护隐私，并且与任何支持底层签名算法的区块链兼容。

TSS采用了先进的加密技术，包括沙米尔秘密共享技术。 分布式密钥生成（DKG）以及多方计算 (MPC)，以确保在密钥生成或签名过程中的任何时刻，没有任何一方拥有完整的私钥。

这项技术是机构级加密货币托管解决方案、去中心化桥接安全、跨链协议和钱包基础设施的基础，在这些应用中，消除单点故障至关重要。主要应用包括用于 ECDSA 阈值签名的 GG18、GG20 和 CGGMP21 协议，以及用于比特币 Taproot 升级的基于 Schnorr 阈值签名的 FROST 协议。

起源与历史

“阈值签名是数字资产密钥管理的黄金标准——它消除了单点故障，而且无需多重签名带来的链上开销。”—— Unbound Tech 首席执行官 Yehuda Lindell

运作模式

“` 阈值签名方案（示例 2/3） ==============================================

第一阶段：分布式密钥生成 (DKG) ────────────────────────────────────────── 任何一方都看不到完整的私钥！

┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────┐ │ A 方 │ │ B 方 │ │ C 方 │ │ 份额：a │ │ 份额：b │ │ 份额：c │ └────┬─────┘ └────┬─────┘ └────┬─────┘ │ │ │ └──────────────┼──────────────┘ │ [合并公钥：P]（区块链可见）

第二阶段：门槛签署（甲方和乙方合作）

┌──────────┐ ┌──────────┐ │ A 方 │◄═══════►│ B 方 │ C 方 │ 份额：a │ MPC │ 份额：b │ 无需 └────┬─────┘ 轮次 └────┬─────┘ │ │ └──────────┬──────────┘ │ ┌──────┴──────┐ │ 有效 │ │ 签名 σ │ ← 与 │ （单） │ 常规单密钥签名相同 └──────┬──────┘ │ ▼ ┌──────────────────┐ │ 区块链 │ │ 使用 P 验证 │ ← 无需特殊验证 │ （标准检查） │ （与其他任何交易相同） └──────────────────┘

密钥刷新（主动安全）：┌──────────────────────────────────────────────┐ │ 无需更改公钥或进行链上操作即可轮换份额 │ │ a → a' b → b' c → c' │ │ 公钥 P 保持不变！ │ └──────────────────────────────────────────────┘ “`

简单来说

1. 不泄露秘密地分享秘密想象一下，一个金库需要三个钥匙持有者中的两个才能打开，但他们不是使用单独的锁，而是将各自的部分钥匙组合起来，形成一把可以打开一把锁的主钥匙——而实际上，没有人拥有完整的主钥匙。
2. 无形的团队合作在区块链上，阈值签名看起来与任何其他交易完全相同。没有人能看出它是多人协作签名的，从而保护了您的安全设置隐私。
3. 没有单点故障即使一个参与者的密钥份额被盗或丢失，攻击者也无法单独签署交易，其余各方可以刷新他们的份额以使被泄露的份额失效，所有这些都无需更改钱包地址。
4. 优于多重签名传统的多重签名钱包需要特殊装置 聪明的合同 并在链上公开签名策略。阈值签名在实现相同安全保障的同时，还能降低交易成本、提升隐私性并实现与通用区块链的兼容性。
5. 机构安全标准银行、交易所和托管服务提供商使用阈值签名来保护数十亿美元的数字资产，确保没有任何一名员工、服务器或数据中心可以单方面转移资金。

实际例子

优势

缺点与风险

风险管理提示：

• 选择经过信誉良好的密码学公司正式安全审计的TSS实现方案。
• 即使签名级别匿名，也要实施链下日志记录和认证机制以维持问责制。
• 定期主动刷新密钥，以缩短潜在共享泄露的风险窗口。
• 确保关键股份的地域和组织分布，以防止胁迫或人身伤害。
• 定期测试灾难恢复流程，包括一个或多个股东无法到岗的情况。

常见问题解答

来源

• Gennaro, R. 和 Goldfeder, S. — “快速多方阈值 ECDSA”（GG18/GG20）
• Canetti, R. 等人 — “UC 非交互式、主动式、阈值 ECDSA”（CGGMP21）
• Komlo, C. 和 Goldberg, I. — “FROST：灵活的轮次优化 Schnorr 阈值特征”
• Fireblocks MPC-CMP 白皮书
• Bitcoin Optech——“阈值签名和 FROST”
• 密码学杂志——阈值密码学研究

> UPay小贴士： 在选择加密货币托管解决方案或钱包时，请寻找基于 MPC 的阈值签名技术，而不是传统的多重签名——它提供更强的隐私性、更低的费用，并且能够在不更改钱包地址的情况下主动轮换密钥份额。

免责声明：本内容仅供教育用途，不构成任何投资建议。在做出任何投资决策之前，请务必自行研究（DYOR）并咨询合格的财务顾问。

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