ALT:V神提出新型密钥分享方案：可用于脑钱包和社交恢复设计应用

注：原文作者是以太坊联合创始人Vitalik Buterin，在这篇文章中，他描述了一种新型的M-of-N密钥分享方案，并提出了脑钱包和社交恢复设计的两种应用案例。

假设你希望生成一个秘密 s，而s可通过将N个密钥分享中的M个放在一起来恢复，其中所有N个密钥分享是预先知道的。那么这种方案有两个用例：

一种脑钱包，其中N个密钥分享是N个安全问题的答案，并且你希望仅通过M个安全问题的答案就可以恢复资金（单独的安全问题会很糟糕，但如果你将20个安全问题组合起来，你可以获得相当多的熵）；

以太坊V神提出新的分片建议：EIP-4844:金色财经报道，以太坊创始人VitalikButerin在Twitter上分享了Proto-danksharding的想法，即专注于EVM无法执行的blob携带交易的数据验证场景。Proto-danksharding将取代danksharding，这是一种分片技术，其中只有一个提议者选择进入这个或那个槽的所有交易和所有数据，而不是为每个分片选择一个单独的提议者。提议的解决方案可以是一个临时变体，因为它包括了一些分片技术的实施。同时，它导致了数据使用的增加，因为它需要一个更大的区块大小。以太坊的创始人提议每30天自动删除blob数据，以防止网络对数据和内存存储的要求过大。[2022/3/21 14:08:04]

一种社交恢复设计，其中你希望使用阈值解密而不是智能合约钱包，因为你正在尝试恢复访问私人数据，而不是加密货币，并且你希望你的恢复合作伙伴能够使用他们已经拥有的密钥（以减少有丢失这些密钥的风险）；

ETH 2.0开发人员：Altair升级规格将于5月21日左右冻结，V神提案允许将质押委托为矿池:ETH 2.0开发人员Ben Edgington更新Eth2双周进展表示，Altair是计划在年中进行的相对较小的信标链更新。根据开发人员最近的电话，客户端团队在实施Altair规格方面进展相当顺利。目前暂定时间规划（未承诺）：Altair规格冻结在5月21日左右；6月初短期上线测试网（仅是Altair规格，不是分叉转换）；尝试在6月底之前将当前的测试网分叉；七月底八月初部署到信标链。此外，Altair升级会导致不能支付验证节点一个epoch的奖励，除非采取一次性修复。该修复增加了实现和测试的复杂性，但回报相对较少。

另外，V神Vitalik提案允许验证节点更改其签名密钥：提供了一种将质押委托给矿池的方法，同时保留一定程度的控制权，并对slashable行为负责。[2021/5/9 21:41:22]

普通的 M-of-N 密钥分享方案不适用于这些用例中的任何一个，因为它只允许预先选择 M 个密钥分享，剩余的 （N-M） 个密钥分享必须使用一种确定性算法从原始的M个中产生，并且看起来像随机数据（在脑钱包的情况下，它们不适合作为安全问题的答案，在社交恢复的情况下，需要用户使用特殊软件来存储它们，而不是从现有的HD钱包中衍生出来）。

动态 | V神提出可通过及时探测器解决51%攻击问题:以太坊创始人V神（Vitalik Buterin）认为51%攻击问题可以通过及时探测器（timeliness detectors）来解决。V神提出的新概念解决了三个挑战，因为它允许活跃的区块链用户就三个至关重要的问题达成一致：

1. 是否已经发生了“足够严重的”51%攻击；

2. 要聚合的“正确”链是什么；

3. 哪些验证器应该为攻击负责。

这个分析将通过随机挑选的验证者进行。相关人员会检查每个区块的时间戳，看看它是否“准时”出块。因此，只有那些“准时”出块的区块才会通过验证者的签名重新广播到主网上。（U.Today）[2020/2/14]

所以这就是我们要去改进的，我们制定了一个 N-of-(2N-M) 阈值方案，从原N个密钥分享生成（ N-M） 个附加密钥分享。然后我们在区块链上发布所有N-M 个附加密钥分享。如果需要，在社会恢复案例中，人们可以简单地给每个参与者一份所有附加密钥分享的副本。这会导致附加密钥分享变成有效的公共信息：它们丢失的风险可以忽略不计，但任何攻击者都会拥有它们。而结果是，在未发布的 N个密钥分享中，只要有M个密钥分享与 N-M 个附加密钥分享结合并揭示数据，我们就有了一个M-of-N方案，这正是我们想要的。

V神提出了链交叉链接来实现他早前提出的最小分片规范:据trustnodes消息，V神提出了链交叉链接来实现他早前提出的最小分片规范。简单地说，这是在试图将主链与分片链连接起来。V神说他们的想法是，有两种类型的交叉连接，一种是从主链到分片，另一种是从分片到主链。一个从分片到主链的链接必须由一个委员会签署，而该委员会的责任是证明自上一次为该分片建立的交叉链接以来所有分片块的可用性。一旦建立了S2MC链接，主链的有效性就取决于该分片链的有效性，如果一个主链包含一个无效的分片链块的链接，那么整个主链就会被认为是无效的。它似乎表明简单的规格实际上可能有点整体性。[2018/4/30]

2021年7月18日更新：社交恢复用例的替代机制

在社交恢复用例中，我们希望设置过程尽可能简单，因为用户是懒惰倾向的，如果设置困难，他们将不可避免地选择不安全的小型恢复伙伴集。这意味着以去中心化方式生成密钥分享所需的分布式密钥生成 (DKG) 可能是一个坏主意，因为它需要 2 轮通信（这意味着额外的区块链交易或每个人同时在线并拥有同步通信通道）。

相反，我们可以利用账户持有人自己拥有他们的私钥这一事实。他们可以简单地向每个恢复伙伴询问他们的公钥（例如，通过 pk = G * hash(ecdsa_sign(msk, nonce))，其中 msk 是恢复伙伴的主要密钥），然后在链上发布一笔包含 nonce 的交易，并为每个 i 加密(share_i, pk_i) （注：其中 share_i 是第 i 个密钥分享，pk_i 是第 i 个参与者的公钥）。

如果我们避免重复使用nonce随机数，从而不重用密钥（例如，设置nonce = hash(secret, maddr_1 ... maddr_n)，其中secret是放入恢复的值，maddr_i是第i个恢复伙伴的地址，应该就足够了），我们可以使用基础的Diffie-Hellman加密算法进行加密，这意味着仅具有 32 * (n+1) 个字节calldata数据的单笔交易，就足以保存恢复信息。

对此方案，ethresear.ch 论坛成员kelvin评论称：

这很有趣！ 我猜在社交恢复设计中，N个参与者会给他们的私钥附加一些公共盐（salt，指通过在密码任意固定位置插入特定的字符串），然后将其哈希生成N个预先知道的密钥分享？否则他们将不愿意泄露自己的密钥分享，以让N?M个附加密钥分享被计算，并且他们还必须透露 M 个密钥才能恢复秘密。此外，你认为人们会用这种方式来分发哪些类型的私人数据呢？

而Vitalik则回复称：

1、实际上，他们会使用 hash(ecdsa_sign(key, salt))作为哈希函数来生成子密钥，因为 ecdsa_sign 方法在 web3 API 中公开并且具有标准化的确定性输出。 但这是一个实现细节， 效果是一样的。2、我只是在考虑‘以太坊电子邮件’以及像Status这样的去中心化消息传递应用的加密密钥。另一个用例当然是其他区块链的私钥。

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