區塊鏈入門系列 | 比特幣的多重簽名技術 Multisignature

多重簽名技術讓比特幣可以實現非常豐富的功能，例如支付通道和閃電網路，這個看似複雜的概念其實基本原理非常簡單，下面來介紹一下。

何為多重簽名

如果一個交易需要兩個或者更多簽名才能生效，那麼這種情況就叫多重簽名。

多重簽名和單簽名不同。標準的比特幣交易只需要進行單簽名，意思是隻需要一個私鑰簽署交易就可以轉賬成功了。而多重簽名就要求交易必須附上來自多方的多個簽名。

多重簽名交易有時候也被叫做 M-of-N 交易。M 指的是交易生效所需要的簽名數量，N 指的是和本次交易相關的各方的總數量。例如：

1-of-2：Alice 和 Bob 有一個共用的比特幣地址，他們其中任意一個人的簽名都能夠花費掉地址中的錢。 2-of-2：Alice 和 Bob 有一個共用的比特幣地址，他們兩個要共同簽名才能花掉地址中的錢。 當然，N 的取值不侷限於2，也可以是3、4 甚至更多，M 的值只要小於等於 N 的正整數即可，不同的 M 和 N 取值可以適合不同的應用場景。上面所說的各方共用的比特幣地址就是一個多簽名地址。

多重簽名地址

多重簽名地址是一種特殊型別的比特幣地址，想要轉出地址中的錢就需要執行多重簽名交易。

Bitcoin Wiki https://en.bitcoin.it/wiki/Multisignature 上介紹了生成一個 2-of-3 的多重簽名地址的過程。簡單來講，一個 M-of-N 的地址需要收集 N 方的地址資訊來生成。幣一旦轉入這個地址就需要 M 方共同簽名交易，才能把幣轉出。

多重簽名地址是 P2SH 型別的地址。普通的比特幣地址是由公鑰做雜湊後得到的，而多重簽名地址基於指令碼雜湊，所以能夠實現複雜的交易。關於 P2SH 的原理，這裏我們就不展開了。

總之，多重簽名地址是多重簽名交易的前提。

2-of-3 第三方託管服務

多重簽名的意義顯然是防止有人單方面轉走地址中的錢，從某種角度來提高地址中幣的安全性。隨著業務型別的不同，M 和 N 的各自取值也會不同，下面我們以支付寶那樣的第三方託管服務為例，看一下多重簽名的實際業務場景。

第一步，生成一個 2-of-3 的多重簽名地址，涉及到的三方分別是：買方、賣方和中間人。 第二步，買家先把貨款存入多重簽名地址。 第三步，賣家看到多重地址中的款項之後給買家發貨。 第四步，買家收到貨之後發起一個多重簽名交易把錢轉給賣家，並附上自己的簽名。 第五步，賣家簽署這個多重簽名交易，拿到貨款。 以上是一個理想條件下的操作過程，只需要買賣雙方同時簽署交易就可以把錢轉給賣方了，無需第三方中間人的參與。

但是，如果買賣雙方出現爭執，就需要中間人的介入了。例如，賣方發貨後，買方聲稱自己沒有收到貨，於是拒絕簽署交易，這時中間人就可以參與仲裁了。中間人可以和買方共同簽署交易，把錢退還給買方，或者和賣方共同簽署交易，把錢轉給賣方。但是，如果中間人簽署一個把錢轉給自己的交易，那麼買賣雙方都會拒絕在這個交易上簽名，所以中間人想偷走地址中的錢也是不可能的。

以上就是基於 2-of-3 的多重簽名來實現第三方託管服務的整個過程了。

總結

比特幣的多重簽名技術，我們就介紹到這裏了。整個技術基於多重簽名地址，一旦錢存入了比特幣 M-of-N 多重簽名地址，就需要 M 方簽署交易才能將錢轉出。多重簽名地址給比特幣的創新帶來多種可能。

參考：

https://en.bitcoin.it/wiki/Multisignature https://www.mycryptopedia.com/multisignature-technology-explained/