Abhi Shelat của Đại học Northeastern, được a16z crypto hỗ trợ, đã giới thiệu một giao thức ký ECDSA ngưỡng mới giảm độ phức tạp vòng xuống còn 3 hoặc 2, giải quyết các nút thắt quan trọng trong quản lý khóa phân tán.

Tóm tắt điều hành

Nghiên cứu từ Abhi Shelat của Đại học Northeastern, được hỗ trợ bởi a16z crypto, đã đưa ra một phương pháp tiếp cận mới cho các giao thức ký Threshold ECDSA. Sự phát triển này làm giảm đáng kể số vòng giao tiếp cần thiết cho việc tạo khóa phân tán và ký ngưỡng xuống chỉ còn ba hoặc hai vòng với xử lý trước, hoạt động trong vài mili giây. Đổi mới này nhắm đến các nút thắt cổ chai đã tồn tại lâu dài trong tính toán đa bên an toàn.

Chi tiết sự kiện

Nghiên cứu tập trung vào việc viết lại cụ thể phương trình ký của Thuật toán Chữ ký Số Đường cong Elliptic (ECDSA). Sự tái cấu trúc này tạo điều kiện thuận lợi cho các giao thức Tính toán Đa bên (MPC) tối thiểu, cho phép tính toán và xác minh chữ ký ECDSA. Các giao thức mới đạt được ba hoặc hai vòng giao tiếp, tùy thuộc vào xử lý trước, với thời gian thực hiện được đo bằng mili giây. Tiến bộ này loại bỏ hiệu quả các nút thắt cổ chai trước đây liên quan đến độ phức tạp vòng mà không gây ra chi phí bổ sung. Trong lịch sử, ECDSA không được thiết kế cho tính toán đa bên, dẫn đến sự phức tạp trong các triển khai ngưỡng, chẳng hạn như chuyển đổi từ nhân sang cộng cần thiết cho việc tạo chữ ký. Các lược đồ cũ hơn, như giao thức CGGMP21, thường yêu cầu bốn vòng, trong khi các giải pháp MPC doanh nghiệp hiện có dựa trên các giao thức Gennaro-Goldfeder đã sửa đổi liên quan đến hai vòng giao tiếp, gây ra độ trễ và các điểm lỗi tiềm ẩn nếu người tham gia rời đi. Phương pháp này có thể được khởi tạo dưới nhiều giả định mật mã khác nhau, mang lại sự linh hoạt trong việc đánh đổi thời gian và băng thông. Nghiên cứu nhấn mạnh rằng việc đường ống hóa, thực hiện công việc trước cho các phiên bản ký tiếp theo, có thể giảm thêm số vòng trung bình xuống còn hai.

Hàm ý thị trường

Sự phát triển này mang lại những hàm ý dài hạn đáng kể cho bảo mật và hiệu quả của cơ sở hạ tầng blockchain. Bằng cách hợp lý hóa Threshold ECDSA, giao thức trực tiếp tăng cường quản lý khóa phân tán và ký giao dịch trong các ứng dụng blockchain khác nhau. Việc giảm độ phức tạp vòng giúp giảm thiểu một lỗ hổng bảo mật đã biết, nơi các số nonce có thể dự đoán được hoặc được sử dụng lại trong ECDSA có thể dẫn đến việc khôi phục khóa riêng. Các giao thức MPC hiệu quả hơn thúc đẩy niềm tin lớn hơn vào các hệ thống ủy quyền đa bên, có khả năng cho phép các trường hợp sử dụng mới yêu cầu các hoạt động mật mã nhanh chóng và an toàn. Tiến bộ này phù hợp với các nỗ lực cải thiện khả năng mở rộng và hiệu suất blockchain, tương tự như cách giao thức Alpenglow của Solana giảm độ trễ đồng thuận xuống 100-150 mili giây. Mặc dù ECDSA vẫn là lược đồ chữ ký gốc cho Bitcoin và Ethereum, nghiên cứu này làm cho việc triển khai ngưỡng của nó mạnh mẽ hơn và hiệu quả hơn. Khái niệm "dWallets," như được hình dung bởi các nền tảng như Ika với lược đồ 2PC-MPC của nó, nhấn mạnh bảo mật không tin cậy và phân quyền, hưởng lợi từ độ trễ giảm và thông lượng tăng do các cải tiến mật mã như vậy mang lại.

Bình luận của chuyên gia

Abhi Shelat của Đại học Northeastern, hợp tác với Jack Doerner, Yash Kondi, và Eysa Lee, đã trình bày nghiên cứu này, được hỗ trợ bởi a16z crypto. Những phát hiện của họ cho thấy một cải tiến cơ bản về hiệu quả của Threshold ECDSA. Các chuyên gia lưu ý rằng mặc dù chữ ký Schnorr mang lại những lợi thế vốn có cho các hoạt động ngưỡng do cấu trúc tuyến tính của chúng, cho phép các giao thức ký một vòng, khả năng trang bị thêm ECDSA với số vòng giao tiếp tối thiểu là rất quan trọng do sự chấp nhận rộng rãi của nó. Đột phá này giải quyết các thách thức cốt lõi mà các triển khai MPC doanh nghiệp được xây dựng xung quanh Threshold ECDSA phải đối mặt.

Bối cảnh rộng hơn

Xu hướng hướng tới các giao thức MPC hiệu quả và an toàn hơn nhấn mạnh một sự thúc đẩy rộng lớn hơn của ngành đối với các nguyên thủy mật mã nâng cao trong Web3. Những đổi mới như vậy tạo điều kiện cho sự phân cấp và khả năng mở rộng lớn hơn, cho phép các mạng hỗ trợ số lượng nhà điều hành lớn hơn mà không làm giảm hiệu suất. Ví dụ, lược đồ 2PC-MPC của Ika được thiết kế cho hàng trăm hoặc hàng nghìn nút với độ trễ dưới giây và thông lượng cao. Bằng cách cho phép các lược đồ đa chữ ký nhanh hơn và an toàn hơn, nghiên cứu này hỗ trợ sự phát triển của các giải pháp lưu ký nâng cao hơn, khả năng lập trình Bitcoin và DeFi có thể tương tác. Nó đóng góp vào các lớp bảo mật nền tảng cần thiết cho sự phát triển tương lai của các ứng dụng phi tập trung, bằng cách làm cho các hoạt động mật mã phức tạp trở nên thực tế và bền vững hơn.