Schnorr签名和BLS签名是两种现代的数字签名算法，用于在区块链、分布式系统和密码学中确保交易或数据的真实性和安全性。尽管它们功能类似，但各自的特点和使用场景有所不同。

本文通过简单的例子，帮助你理解这两种签名方案，以及它们的区别和应用。

一、Schnorr签名是什么？

Schnorr签名是一种基于数学难题（离散对数问题）的数字签名算法。它以其简单性、高效性和安全性而著称。

工作原理

密钥生成：用户生成一个私钥，并通过椭圆曲线计算得到公钥。

签名生成：用户用自己的私钥对消息进行签名，生成一个签名值。

验证签名：其他人可以使用公钥验证签名是否有效。

一个简单的例子

假设Alice想向Bob发送一条消息“我欠你100元”，并证明这条消息确实是她发出的。

私钥和公钥：Alice生成了自己的私钥a，然后计算出公钥A = a * G（G是椭圆曲线的基点）。

签名生成：Alice用私钥a对消息进行签名，生成一个签名值s。

验证签名：Bob用Alice的公钥A来验证签名s，如果验证通过，他就知道消息确实来自Alice。

特点

简单高效：Schnorr签名的数学过程相对简单，计算成本较低。

支持多签名聚合：多个签名可以合并为一个签名，提高效率，特别适合区块链场景。

安全性高：相比传统的ECDSA签名，Schnorr签名对特定攻击更有抵抗力。

二、BLS签名是什么？

BLS签名（Boneh-Lynn-Shacham签名）是一种更加先进的数字签名方案，基于椭圆曲线密码学中的双线性映射技术。它的最大特点是支持签名聚合，即将多个签名合并为一个单一签名，从而大大减少存储空间和验证成本。

工作原理

密钥生成：和Schnorr签名类似，用户生成私钥和公钥。

签名生成：用户用私钥对消息签名。

签名聚合：多个用户的签名可以被合并为一个签名。

验证聚合签名：验证者可以用一个聚合签名验证多个签名的有效性。

一个简单的例子

假设Alice、Bob和Charlie是区块链上的验证者，他们想联合签名一条区块信息。

个人签名：每人使用各自的私钥对区块信息进行签名。

签名聚合：他们将这三个签名合并为一个聚合签名。

验证聚合签名：其他人可以通过一次性验证这个聚合签名，来确认Alice、Bob和Charlie都签署了该区块。

特点

支持签名聚合：即使有成千上万笔交易，它们的签名也可以被压缩为一个，从而节省存储和带宽。

验证高效：相比逐一验证所有签名，聚合签名显著减少了验证时间。

安全性强：基于椭圆曲线密码学和双线性映射，具有高度的安全性。

三、Schnorr与BLS的对比

四、实际应用场景

Schnorr签名：

比特币的Taproot升级采用了Schnorr签名，使得交易验证更高效，并提供了更好的隐私性。

适用于多签名钱包，允许多个签名聚合为一个签名，减少交易体积。

BLS签名：

在以太坊2.0中，BLS签名被用作验证签名的重要工具。验证者可以生成聚合签名，降低存储和带宽的压力。

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