区块链签名的“王者对决”:ECDSA vs. EdDSA,谁更胜一筹?

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当你在区块链上发送一笔交易时,你是如何向网络证明“这笔交易确实是我本人发起的”答案是数字签名。它就像你在数字世界的亲笔签名,独一无二、无法伪造,确保了你资产的安全。在加密世界中,最主流的两种“签名笔”分别是ECDSA和EdDSA。前者是比特币和以太坊等巨头的选择,而后者则是Solan

当你在区块链上发送一笔交易时,你是如何向网络证明“这笔交易确实是我本人发起的”

答案是数字签名 。它就像你在数字世界的亲笔签名,独一无二、无法伪造,确保了你资产的安全 。

在加密世界中,最主流的两种“签名笔”分别是ECDSAEdDSA。前者是比特币和以太坊等巨头的选择 ,而后者则是 Solana、Polkadot 等新一代公链的宠儿 。

它们究竟有何不同?为什么新项目更倾向于 EdDSA?今天,我们就来深入浅出地了解这场签名的“王者对决”。

一切的基础:什么是椭圆曲线密码学?

在比较两者之前,我们得先了解它们共同的数学基础——椭圆曲线密码学 (Elliptic Curve Cryptography, ECC)

你可以把它想象成一种在特定“椭圆曲线”棋盘上进行的游戏 。

  1. 你先在棋盘上秘密选择一个出发点(私钥)。

  2. 然后,你按照一个固定的游戏规则,从出发点开始进行一系列“跳跃”,最终会落在一个公开的目标点上(公钥)。

这个过程的奇妙之处在于:从出发点(私钥)可以轻松计算出目标点(公钥),但任何只知道目标点的人,几乎不可能反向推算出你的出发点 。这就是 ECC 安全性的核心。

相比于传统的 RSA 算法,ECC 最大的优势在于,它能用更短的密钥长度达到同等级别的安全性,这使得它在计算和存储上都更高效 。

“老将”出马:ECDSA (与 Secp256k1 曲线)

ECDSA (椭圆曲线数字签名算法) 是区块链世界的“老将”,也是比特币和以太坊从诞生之初就采用的签名方案 。

  • 使用者:比特币、以太坊以及绝大多数 EVM 兼容链 。

  • 工作方式:简单来说,它使用你的私钥,为一笔交易的哈希值生成一个由 (r, s) 两个数值组成的签名。

然而,ECDSA 有一个广为人知且非常致命的“阿喀琉斯之踵”——随机数 k

在 ECDSA 的签名过程中,每签一次名,都必须引入一个全新的、绝对不重复的、且完全不可预测的秘密随机数,我们称之为 k (或 nonce) 。

我们可以打个比方:

这个k 值,就像一支“一次性墨水笔”。你每签一份文件,都必须换一管全新的、独一无二的墨水。如果你重复使用了同一管墨水(k 值复用),或者你的墨水成分被人猜到了(k 值可预测),那么攻击者就可以拿到你的两份签名,通过数学计算,直接反推出你这支笔的构造(你的私钥)!

历史上,许多钱包和交易所被盗事件,都是因为k 值的随机性做得不够好而导致的 。这给开发者带来了巨大的安全负担。

“新锐”登场:EdDSA (与 Curve25519 曲线)

为了解决 ECDSA 的固有风险,EdDSA (爱德华兹曲线数字签名算法) 应运而生。它是 Solana、Polkadot、Stellar 等新公链的选择 。

  • 使用者:Solana, Polkadot, Stellar, Cardano, NEAR 等 。

  • 它的“杀手锏”确定性的“随机数”。EdDSA 最核心的创新在于,它完全不需要外部提供一个高质量的随机数 。

相反,它在签名时,会利用你的私钥待签名消息的哈希值,通过一个固定的算法,来确定性地生成一个独一无二、且对外保密的“伪随机数” 。

我们再用之前的比喻:

EdDSA 的笔更智能。它内置了一个“墨水生成器”。每次签名时,它会根据笔的主人(私钥)和文件内容(消息哈希),自动调配出一管全新的、独一无二的墨水。你再也不用担心自己找来的墨水有问题了,因为它压根就不需要你提供墨水!

这种设计从根本上消除了因随机数生成不佳而导致私钥泄露的风险,大大提升了安全性 。除此之外,EdDSA 通常还具有验签速度更快抗旁道攻击能力更强等优点 。

一图看懂:ECDSA vs. EdDSA

特性 ECDSA (基于 Secp256k1) EdDSA (基于 Curve25519)
代表用户 比特币、以太坊 Solana、Polkadot、Stellar
随机数 (Nonce) 必须由外部提供,是主要的安全风险点 从私钥和消息确定性生成,天生免疫此风险
性能 签名较快,验签较慢 签名较慢,验签非常快
安全性 极度依赖高质量的随机数源 设计上更安全,减少了实现错误的可能

结论:我们应该关心什么?

作为普通用户或开发者,这场对决告诉我们什么?

EdDSA 的设计哲学,代表了密码学工程的一大进步:

在保证安全性的前提下,尽可能减少对“人”和“环境”的依赖。通过确定性的方式生成随机数,它消除了 ECDSA 中最容易出错的人为环节,让整个签名过程变得更加“防呆”和稳健 。 这并不意味着 ECDSA 不安全。一个正确实现的 ECDSA 钱包是绝对安全的 。但它对开发者的要求更高。

因此,当我们看到一个新的区块链项目选择 EdDSA 时,可以认为它在安全性和性能考量上,采纳了更现代、更稳健的行业标准。

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江湖只有他的大名,没有他的介绍。