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什麼是多方計算(MPC)錢包?

作者 Shray Jain

發布於 2022年9月2日閱讀時間 2 分鐘

多方計算(multi-party computation,MPC)是一種密碼學技術,允許多方在不透露各自輸入資料的情況下,共同計算一項函式。這項技術有許多實際應用,包括在 MPC wallets 中安全地儲存與轉移數位資產。

在本文中,我們將探討 MPC wallet 的概念、運作方式,以及其優缺點。

什麼是多方計算?

多方計算(MPC)或安全多方計算(SMPC)是一種重要的密碼學安全機制,讓多方能夠共同評估一項計算,而不必透露各自持有的私人資訊或相關機密資料。 隨著技術進步與網路普及,資料安全與隱私保護日益困難,尤其是在資料分散於大型分散式網路的情況下。MPC 是一項關鍵技術,為資料安全與隱私問題提供了可信賴的解決方案,尤其是在區塊鏈應用的情境中。

為了更容易理解 MPC,我們來看一個簡單的例子。

假設有三位區塊鏈開發者受僱於一家 Web3 新創公司,他們想在不向彼此或任何可信第三方透露各自薪資的情況下,計算出平均薪資。

在這個情境中,這些員工會使用多方計算(MPC)協定來計算平均薪資,而不會洩露敏感或私人資訊。該 MPC 協定會採用一種知名的密碼學技術,稱為加法式秘密分享(additive secret sharing),這種技術會將一項秘密分割並分配給一組獨立的參與方。如此一來,外部人士便能在不直接與員工互動的情況下,得出平均薪資。

MPC 協定依賴兩個重要變數:隱私性與正確性。

一旦協定執行完畢,任何一方的私人資訊都無法被推算出來。即使群體中有部分參與方決定共享資訊,或在執行階段偏離協定的一般規範,MPC 也不會允許他們強迫誠實的參與方輸出錯誤結果,或洩露誠實參與方的機密資訊。

多方計算的歷史

MPC 的研究始於 1970 年代初期,實際應用則在 1980 年代開始發展,在密碼學領域中屬於相對較新的進展。在此之前,密碼學主要著重於隱藏資訊。然而,MPC 所使用的這種新型計算方式,目標是在利用來自多個來源的資料進行運算時,僅隱藏部分資訊。

如今,MPC 被用於一系列實際應用,例如數位拍賣,以及在 MPC wallet 中保護數位資產。對於希望在保護數位資產安全的同時,仍能快速、方便存取的機構與開發者而言,MPC 已成為事實上的標準。然而,安全儲存與轉移數位資產的能力,僅在私鑰保持安全的前提下才有保障。

MPC wallet 與其他錢包的比較

在 Ethereum 與 Solana wallets 中,常見的私鑰儲存方式包括冷儲存(cold storage)、熱儲存(hot storage)與硬體錢包(hardware wallet)。

  1. 冷儲存 — 私鑰儲存於離線環境中
  2. 熱儲存 — 私鑰儲存於連網的儲存環境中
  3. 硬體錢包 — 私鑰儲存於實體裝置上

然而,冷儲存、熱儲存與硬體錢包都各有風險。冷儲存雖然安全,但仍可能因人為疏失而遺失。熱儲存則容易遭竊。硬體錢包在大規模管理上則相對困難。

歸根究底,由於上述每種方案都存在營運與安全上的挑戰,MPC wallet 技術因此崛起。對於數位資產的儲存與轉移,MPC 都是理想的解決方案。

什麼是 MPC wallet?

MPC wallet 是一種加密貨幣與數位資產錢包,透過多方計算為管理數位資產的個人、企業、金融機構與政府,提供強大的安全保障。

MPC wallets 並非第一代允許多方共同控制的機構級錢包。多重簽名(Multisig)錢包是另一種當代的錢包實作方式。在深入探討採用 MPC 錢包的優缺點之前,我們先來了解 MPC wallet 與 Multisig wallets 的差異。

MPC wallet 與 multisig wallet 有何差異?

Multisig wallet 使用一種特殊的數位簽章,需要一把以上的私鑰才能驗證一筆對外交易。相較之下,MPC wallet 則是將單一私鑰分割給多方持有。

非託管式的 crypto wallets 讓使用者自行掌控私鑰,通常只有一把私鑰即可存取錢包中的資金。這代表僅需一把私鑰即可簽署並驗證一筆對外交易,無需額外授權。相較之下,multisig wallet 涉及多方,各自持有自己的私鑰,且一筆交易只有在多數參與方簽署後才能完成。

Multisig 技術與 Bitcoin 的興起密切相關。它於 2012 年前後首次導入 Bitcoin 網路,隨後 multisig wallet 開始廣泛普及。與 MPC wallet 一樣,multisig wallet 的設計目的同樣是為了強化安全性。

Multisig wallet 的缺點

在當今快速變化的數位資產生態系統中,multisig wallet 的採用率正在下降,原因包括但不限於缺乏協定通用性以及運作上的不靈活。

1. 缺乏協定通用性

由於少數支援 multisig 的加密貨幣協定彼此實作方式各不相同,multisig wallet 提供商難以安全地支援新的鏈。

2. 運作上的不靈活

隨著管理數位資產的組織規模擴大,使用 multisig 協定來調整存取與轉移數位資產的流程,可能會相當繁瑣。

由於上述缺點,加上 MPC wallet 在因應當前挑戰時提供了相對更有效率的設計,許多錢包提供商已開始轉向採用 MPC 技術。

MPC wallet 有哪些優點?

在錢包中使用 MPC 技術有多項優點,包括無需信任第三方、提升資料隱私性、提高準確性、消除單一故障點、增加駭客攻擊難度,以及降低對冷儲存的依賴。

  1. 無需信任第三方 — 資料可以在無需任何第三方的情況下,以分散的方式共享
  2. 提升資料隱私性 — 資料在靜態儲存與傳輸過程中皆會加密,因此不會有任何私人資訊被洩露或洩漏
  3. 提高準確性 — MPC 利用密碼學為各種計算提供高度準確的結果
  4. 消除單一故障點(SPOF) — 私鑰不會集中儲存於單一位置
  5. 提高駭客攻擊難度 — 駭客需要同時攻擊分散在不同系統與地點的多個參與方
  6. 降低對冷儲存的依賴 — 使用者可以僅在線上持有資產,不再需要冷儲存裝置

MPC wallet 有哪些缺點?

開發者與整個社群在使用 MPC wallet 時,應注意一些限制,包括運算開銷與較高的通訊成本。

  1. 運算開銷 — 為了提供所需的安全性,產生私鑰時需要生成隨機數,而隨機數生成需要更多運算開銷,因而拖慢執行速度
  2. 較高的通訊成本 — 為了進行運算,需將資料透過網路分發給多方,相較於單純的明文運算,這會導致通訊成本上升

MPC wallet 的應用場景

由於使用 MPC wallet 具備諸多優點,MPC 技術已成為機構級 custodial solutions 的首選標準。Revolut 等主要金融機構已宣布轉向 MPC,此舉能有效消除完整密碼學金鑰的存在,以防範內部與外部的攻擊者。

此外,近期消費導向產品創新的增加,也意味著 MPC wallet 使用者能夠接觸更廣泛的 Web3 生態系統。舉例來說,透過熱門的 NFT 市場買賣非同質化代幣(NFT),如今變得更方便、更安全。

哪些 Web3 wallet 使用 MPC?

鑑於 MPC 技術的諸多優勢,包括 Zengo、Fireblocks 與 Coinbase 在內,有許多組織提供依賴 MPC 技術的 web3 wallets

1. Zengo

Zengo 於 2019 年推出,是第一款不具助記詞漏洞的自我託管錢包。Zengo 擁有超過 100 萬名使用者,且從未有任何一個錢包遭駭、被盜或被釣魚。憑藉多鏈支援與 24 小時全天候的應用內客戶服務,Zengo 一直被評為安全自我託管的首選錢包。Zengo 採用機構級的 MPC 技術,而非像傳統硬體與軟體錢包那樣依賴集中式私鑰。

Zengo Essentials 為免費版本,而 Zengo Pro 則於 2022 年推出,提供一系列由其 MPC 技術驅動的進階安全與自我託管功能,包括內建的遺產式功能(Legacy Transfer)、生物辨識防盜保護,以及 Vaults。

2. Coinbase

這家公開的 crypto exchange 所推出的 MPC wallet,讓數量龐大且持續成長的使用者,能以安全、可靠且穩妥的方式接觸 Web3 生態系統。Coinbase 自行開發的 MPC 系統同時支援 ECDSA 與 EdDSA 協定。這代表該錢包幾乎能為任何區塊鏈處理密碼學簽署,而且由於零額外開銷,使用者無需支付 gas 交易費用。

透過這款 dApp wallet,使用者可以接觸買賣與持有加密貨幣以外的其他產品類別。這款改版後的錢包也正準備支援所有相容於 Ethereum Virtual Machine(EVM)的區塊鏈,以及包括 Solana 在內的部分其他鏈。

3. Fireblocks

Fireblocks 是一家機構級數位資產託管商,其提供的 MPC wallet 支援超過 30 種區塊鏈協定與 1,100 種代幣。透過將 MPC 技術與硬體隔離相結合,Fireblocks 的機構級 MPC wallet 在最大化安全性與服務等級協議(SLA)的同時,也將交易成本降至最低。

4. Liminal

Liminal Custody 是一家領先的數位資產錢包與託管基礎設施公司。Liminal 的 MPC wallet 是一種高度安全且高效的數位資產儲存與管理方式。它運用先進的密碼學技術,將私鑰分散儲存於多台伺服器上,以避免單一故障點。

Liminal 還提供多項獨特功能:

  1. 企業可透過多維度的自我託管參數,依自身需求量身打造 MPC wallet 的安全設定
  2. Liminal 的 MPC wallet 採用先進演算法,優化交易確認時間,並為使用者節省 gas 費用
  3. Liminal 為每位客戶提供專屬的導入團隊,協助他們快速、輕鬆上手

哪一款 MPC wallet 最好?

沒有一款 MPC wallet 能夠適用於所有使用者。對於希望獲得額外安全性與易用性的個人或小型團隊而言,Zengo 是一個絕佳選擇。對於機構投資人來說,則有更多選項可供選擇,例如 Fireblocks。

若要選出最合適的 MPC wallet,可從以下幾個面向來評估:

  1. dApp 連接性
  2. 使用者體驗
  3. 錢包安全性
  4. 原生功能
  5. 使用者介面設計
  6. 客戶支援

MPC wallet 是機構託管商、投資人與交易者不可或缺的基礎設施,而選擇適合的錢包,最終仍取決於你自身的需求。

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