安全 進階
多重簽名
Multisig
又稱：多簽、Multi-signature
多重簽名（Multisig）是比特幣中一種強大的安全機制，要求 n 把私鑰中的至少 m 把才能花費資金。這種 m-of-n 配置消除了單點故障風險，廣泛應用於個人安全存儲、企業財務管理和託管服務。
多重簽名的本質
基本概念
單簽 vs 多簽：
單簽（1-of-1）：
┌─────────────┐
│ 私鑰 A │ ──→ 簽名 ──→ 花費
└─────────────┘
多簽（2-of-3）：
┌─────────────┐
│ 私鑰 A │ ──┐
├─────────────┤ │
│ 私鑰 B │ ──┼─→ 2個簽名 ──→ 花費
├─────────────┤ │
│ 私鑰 C │ ──┘（任選2個）
└─────────────┘
m-of-n 參數
m-of-n 的含義：
n = 總共多少把私鑰
m = 需要多少把簽名
常見配置：
1-of-2：任一方可單獨花費
2-of-2：雙方必須同時同意
2-of-3：三人中任兩人同意
3-of-5：五人中任三人同意
限制：
- m ≤ n（需要的簽名不能超過鑰匙總數）
- m ≥ 1（至少需要一個簽名）
- 傳統多簽 n ≤ 15（OP_CHECKMULTISIG 限制）
- P2WSH 多簽 n ≤ 20
- Taproot 無硬性限制
技術實現
傳統 P2SH 多簽
P2SH (Pay to Script Hash) 多簽：
贖回腳本（Redeem Script）：
OP_2 // m = 2
<pubkey1> // 公鑰 1
<pubkey2> // 公鑰 2
<pubkey3> // 公鑰 3
OP_3 // n = 3
OP_CHECKMULTISIG // 驗證多簽
P2SH 地址生成：
1. 建構 redeem script
2. HASH160(redeem_script)
3. 加上版本前綴 05
4. Base58Check 編碼
5. 結果：3 開頭的地址
花費時：
<空> <sig1> <sig2> <redeem_script>
SegWit P2WSH 多簽
P2WSH (Pay to Witness Script Hash) 多簽：
見證腳本（Witness Script）：
與 P2SH 的 redeem script 相同
P2WSH 地址生成：
1. 建構 witness script
2. SHA256(witness_script)
3. Bech32 編碼
4. 結果：bc1q...（較長）
優勢：
- 手續費更低（簽名在 witness）
- 沒有交易延展性問題
- 支持更多簽名者（20 vs 15）
花費結構：
witness: <空> <sig1> <sig2> <witness_script>
Taproot 多簽（MuSig2）
Taproot 多簽（密鑰聚合）：
傳統多簽：
- 鏈上可見是多簽
- 需要提供所有公鑰
- 費用與簽名數成比例
Taproot MuSig2：
- 聚合公鑰 P = P1 + P2 + P3
- 聚合簽名 s = s1 + s2 + s3
- 鏈上只有一個公鑰和簽名
- 看起來像普通單簽交易
優勢：
- 極佳隱私性
- 最低手續費
- 無法區分單簽/多簽
常見配置詳解
2-of-3 個人安全存儲
最佳實踐配置：
┌────────────────────────────────────────────┐
│ 2-of-3 配置 │
├────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ 鑰匙 1：日常使用 │
│ ├─ 硬體錢包（Ledger/Trezor） │
│ └─ 放在家中安全位置 │
│ │
│ 鑰匙 2：備份 │
│ ├─ 鋼板助記詞 │
│ └─ 銀行保險箱 │
│ │
│ 鑰匙 3：緊急備用 │
│ ├─ 另一個硬體錢包 │
│ └─ 信任的家人處 或 另一地點保險箱 │
│ │
└────────────────────────────────────────────┘
正常使用：鑰匙 1 + 鑰匙 2
設備故障：鑰匙 2 + 鑰匙 3
緊急情況：任意兩把
優勢：
- 單一設備丟失/損壞不會損失資金
- 單一地點被盜不會損失資金
- 保留完全自主控制權
3-of-5 企業財務
企業級配置：
┌────────────────────────────────────────────┐
│ 3-of-5 企業配置 │
├────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ 鑰匙 1：CEO │
│ 鑰匙 2：CFO │
│ 鑰匙 3：COO │
│ 鑰匙 4：董事會代表 │
│ 鑰匙 5：外部安全顧問 │
│ │
└────────────────────────────────────────────┘
審批流程：
- 日常支出 < $10K：CEO + CFO + COO
- 大額支出 > $10K：需要董事會代表
- 緊急情況：任意三人
審計追蹤：
- 每筆支出都有明確的簽名者
- 無法單人挪用資金
- 符合內控要求
2-of-2 協作託管
託管服務配置：
用戶 + 服務商（2-of-2）：
┌─────────────┐ ┌─────────────┐
│ 用戶私鑰 │ │ 服務商私鑰 │
│ （用戶） │ │ （服務） │
└──────┬──────┘ └──────┬──────┘
│ │
└───────┬───────────┘
│
需要雙方同意
適用場景：
- 交易所冷錢包
- 託管服務
- 定期支付合約
風險考量：
- 任一方失聯 = 資金鎖死
- 通常搭配時間鎖備案
- 需要額外的恢復機制
地址類型比較
不同類型的多簽地址
同一個 2-of-3 多簽的不同表示：
P2SH（傳統）：
地址：3QJmV3qfvL9SuYo34YihAf3sRCW3qSinyC
格式：Base58Check
手續費：最高
P2SH-P2WSH（嵌套 SegWit）：
地址：3J98t1WpEZ73CNmQviecrnyiWrnqRhWNLy
格式：Base58Check（向後相容）
手續費：中等
P2WSH（原生 SegWit）：
地址：bc1qwqdg6squsna38e46795at95yu9atm8azzmyvckulcc7kytlcckxswvvzej
格式：Bech32
手續費：較低
P2TR（Taproot）：
地址：bc1p5cyxnuxmeuwuvkwfem96lqzszd02n6xdcjrs20cac6yqjjwudpxqkedrcr
格式：Bech32m
手續費：最低（使用 MuSig2）
手續費比較
2-of-3 多簽花費成本比較（virtual bytes）：
P2SH：
- 輸入大小：約 297 vB
- 包含：2個簽名 + 3個公鑰 + 腳本
P2WSH：
- 輸入大小：約 140 vB
- 簽名移到 witness（75% 折扣）
P2TR（MuSig2）：
- 輸入大小：約 58 vB
- 只有一個聚合簽名
- 與單簽相同！
假設費率 20 sat/vB：
P2SH： 5,940 sats
P2WSH： 2,800 sats
P2TR： 1,160 sats（節省 80%!）
創建多簽錢包
使用 Bitcoin Core
# 創建 2-of-3 多簽（傳統方式）
# 1. 生成三個私鑰/公鑰對
bitcoin-cli getnewaddress "" legacy
bitcoin-cli getaddressinfo <address1>
# 記錄 pubkey1
bitcoin-cli getnewaddress "" legacy
bitcoin-cli getaddressinfo <address2>
# 記錄 pubkey2
bitcoin-cli getnewaddress "" legacy
bitcoin-cli getaddressinfo <address3>
# 記錄 pubkey3
# 2. 創建多簽地址
bitcoin-cli createmultisig 2 '["pubkey1","pubkey2","pubkey3"]'
# 輸出：
# {
# "address": "3...",
# "redeemScript": "5221...52ae",
# "descriptor": "sh(multi(2,pubkey1,pubkey2,pubkey3))"
# }
# 3. 導入到錢包以追蹤餘額
bitcoin-cli importaddress "3..." "my-multisig" true
使用描述符（Descriptor）
# 現代方式：使用 Output Descriptors
# 創建描述符錢包
bitcoin-cli createwallet "multisig-wallet" true true "" false true
# P2WSH 多簽描述符
descriptor="wsh(multi(2,\
[fingerprint1/84'/0'/0']xpub1.../0/*,\
[fingerprint2/84'/0'/0']xpub2.../0/*,\
[fingerprint3/84'/0'/0']xpub3.../0/*))"
# 導入描述符
bitcoin-cli importdescriptors '[{
"desc": "'$descriptor'",
"timestamp": "now",
"active": true,
"internal": false,
"range": [0, 100]
}]'
# 獲取新地址
bitcoin-cli getnewaddress "" bech32
JavaScript 實現
const bitcoin = require('bitcoinjs-lib');
const { ECPair } = require('ecpair');
const ecc = require('tiny-secp256k1');
// 創建 2-of-3 P2WSH 多簽
// 三個公鑰（實際應來自不同來源）
const pubkeys = [
Buffer.from('02...', 'hex'),
Buffer.from('03...', 'hex'),
Buffer.from('02...', 'hex'),
].sort((a, b) => a.compare(b)); // 必須排序！
// 創建多簽腳本
const p2ms = bitcoin.payments.p2ms({
m: 2, // 需要 2 個簽名
pubkeys: pubkeys,
network: bitcoin.networks.bitcoin,
});
// 包裝成 P2WSH
const p2wsh = bitcoin.payments.p2wsh({
redeem: p2ms,
network: bitcoin.networks.bitcoin,
});
console.log('多簽地址:', p2wsh.address);
console.log('Witness Script:', p2wsh.redeem.output.toString('hex'));
// 花費多簽
function spendMultisig(utxo, toAddress, amount, privkeys) {
const psbt = new bitcoin.Psbt({ network: bitcoin.networks.bitcoin });
psbt.addInput({
hash: utxo.txid,
index: utxo.vout,
witnessUtxo: {
script: p2wsh.output,
value: utxo.value,
},
witnessScript: p2wsh.redeem.output,
});
psbt.addOutput({
address: toAddress,
value: amount,
});
// 用兩個私鑰簽名
privkeys.forEach((privkey) => {
const keyPair = ECPair.fromPrivateKey(privkey);
psbt.signInput(0, keyPair);
});
psbt.finalizeAllInputs();
return psbt.extractTransaction().toHex();
}
PSBT 多簽工作流
什麼是 PSBT？
PSBT（Partially Signed Bitcoin Transaction）：
用途：多簽協作工作流程
工作流程：
┌──────────────────────────────────────────────────┐
│ │
│ 協調者創建 │
│ ┌──────────┐ │
│ │ PSBT │ ─── 未簽名交易 │
│ └────┬─────┘ │
│ │ │
│ ▼ │
│ 分發給簽名者 │
│ ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────┐ │
│ │ 簽名者 1 │ │ 簽名者 2 │ │ 簽名者 3 │ │
│ │ 簽名 │ │ 簽名 │ │ (備用) │ │
│ └────┬─────┘ └────┬─────┘ └──────────┘ │
│ │ │ │
│ ▼ ▼ │
│ 合併簽名 │
│ ┌──────────────────────┐ │
│ │ 完整簽名的 PSBT │ │
│ └──────────┬───────────┘ │
│ │ │
│ ▼ │
│ 廣播交易 │
│ │
└──────────────────────────────────────────────────┘
PSBT 實際操作
# 完整的 PSBT 多簽流程
# 步驟 1：協調者創建 PSBT
bitcoin-cli walletcreatefundedpsbt \
'[{"txid":"...","vout":0}]' \
'[{"bc1q...":0.5}]'
# 輸出 PSBT（Base64 格式）
# cHNidP8BAFUCAAAAAQAAAAEAAAAAAAAAA...
# 步驟 2：分發給簽名者 1
bitcoin-cli walletprocesspsbt "cHNidP8..."
# 返回帶第一個簽名的 PSBT
# 步驟 3：分發給簽名者 2
bitcoin-cli walletprocesspsbt "cHNidP8...（帶簽名1）"
# 返回帶兩個簽名的 PSBT
# 步驟 4：合併並完成
bitcoin-cli combinepsbt '["psbt1", "psbt2"]'
bitcoin-cli finalizepsbt "combined_psbt"
# 步驟 5：廣播
bitcoin-cli sendrawtransaction "完整交易hex"
安全考量
備份要求
多簽備份清單：
必須備份的項目：
1. 所有私鑰/助記詞
┌─────────────────────────────────────┐
│ 鑰匙 1: abandon abandon ... zoo │
│ 鑰匙 2: ability ability ... youth │
│ 鑰匙 3: absorb absorb ... zebra │
└─────────────────────────────────────┘
2. 贖回腳本（Redeem Script）/ 見證腳本
┌─────────────────────────────────────┐
│ 522102...02...03...53ae │
│ 或：描述符字串 │
└─────────────────────────────────────┘
3. 派生路徑（如果使用 HD 錢包）
┌─────────────────────────────────────┐
│ m/48'/0'/0'/2' (標準多簽路徑) │
└─────────────────────────────────────┘
4. 公鑰順序
┌─────────────────────────────────────┐
│ 公鑰必須按字典序排列 │
│ 順序錯誤 = 不同的地址！ │
└─────────────────────────────────────┘
缺少任何一項 = 無法恢復資金！
常見錯誤
多簽常見錯誤：
❌ 只備份助記詞
→ 沒有贖回腳本無法花費
❌ 公鑰順序錯誤
→ 產生不同的地址
❌ 所有鑰匙放同一處
→ 失去多簽的安全意義
❌ 沒有測試恢復流程
→ 需要時才發現問題
❌ 使用不同軟體的非標準路徑
→ 恢復時路徑不匹配
✅ 正確做法：
- 備份所有材料
- 異地存放
- 定期測試恢復
- 使用標準派生路徑
- 記錄軟體版本和設置
時間鎖備案
為 2-of-2 添加時間鎖備案：
問題：2-of-2 中一方失聯 = 資金鎖死
解決方案：時間鎖緊急路徑
Miniscript 表示：
or(
and(pk(A), pk(B)), // 正常：雙方同意
and(pk(A), older(52560)) // 緊急：1年後 A 單獨
)
效果：
- 正常情況：需要 A 和 B 同時簽名
- 1 年後：A 可以單獨取回資金
- 防止資金永久鎖死
多簽工具和服務
專業多簽軟體
常用多簽軟體：
開源軟體：
┌────────────────────────────────────────────┐
│ Sparrow Wallet │
│ - 完整 PSBT 支援 │
│ - 硬體錢包整合 │
│ - 桌面版（Mac/Windows/Linux） │
│ - 最推薦的多簽方案 │
├────────────────────────────────────────────┤
│ Specter Desktop │
│ - 連接自己的節點 │
│ - 硬體錢包協調 │
│ - Web 界面 │
├────────────────────────────────────────────┤
│ Caravan (Unchained) │
│ - 瀏覽器工具 │
│ - 無需安裝 │
│ - 開源 │
├────────────────────────────────────────────┤
│ Nunchuk │
│ - 手機 + 桌面 │
│ - 協作簽名 │
│ - 聊天整合 │
└────────────────────────────────────────────┘
託管服務：
- Casa：2-of-3 帶客服協助
- Unchained：商業級多簽服務
硬體錢包支援
硬體錢包多簽能力：
┌──────────────┬────────┬────────┬─────────┐
│ 設備 │ P2SH │ P2WSH │ P2TR │
├──────────────┼────────┼────────┼─────────┤
│ Ledger │ ✓ │ ✓ │ ✓ │
│ Trezor │ ✓ │ ✓ │ ✓ │
│ Coldcard │ ✓ │ ✓ │ ✓ │
│ BitBox02 │ ✓ │ ✓ │ ✓ │
│ Keystone │ ✓ │ ✓ │ ✓ │
└──────────────┴────────┴────────┴─────────┘
推薦配置：
- 使用不同品牌的硬體錢包
- 避免供應鏈攻擊風險
- 不同設備不同漏洞
進階主題
閾值簽名（TSS）
TSS vs 傳統多簽：
傳統多簽（on-chain）：
- 多個獨立簽名
- 鏈上可見
- 需要所有公鑰
TSS（off-chain）：
- 單一聚合簽名
- 鏈上不可見
- 私鑰分片
TSS 流程：
1. 私鑰生成協議（DKG）
- 各方協作產生私鑰分片
- 沒有人擁有完整私鑰
2. 簽名協議
- 各方用分片協作簽名
- 產生單一有效簽名
優點：
- 更好的隱私
- 更低的費用
- 可以輪換分片
缺點：
- 複雜的協議
- 需要互動
- 相對較新
Miniscript 複雜策略
Miniscript 允許複雜的花費條件：
範例：公司財務策略
or(
// 主要路徑：CEO + CFO + 風控
thresh(3, pk(CEO), pk(CFO), pk(Risk)),
// 緊急路徑：董事會多數 + 30天等待
and(
thresh(3, pk(Board1), pk(Board2), pk(Board3), pk(Board4), pk(Board5)),
older(4320) // 約 30 天
)
)
效果：
- 日常：CEO + CFO + 風控 同意即可
- 緊急：30天後，5位董事中3位可以接管
這在傳統 Script 中很難實現
Miniscript 使複雜策略變得可組合
開發者資源
Python 實現
from bitcoin import SelectParams
from bitcoin.core import *
from bitcoin.core.script import *
from bitcoin.wallet import *
SelectParams('mainnet')
def create_multisig(m, pubkeys):
"""創建 m-of-n 多簽地址"""
# 公鑰必須排序
sorted_pubkeys = sorted(pubkeys)
# 構建贖回腳本
redeem_script = CScript([
m, # 需要的簽名數
*[bytes.fromhex(pk) for pk in sorted_pubkeys],
len(pubkeys), # 總公鑰數
OP_CHECKMULTISIG
])
# P2SH 地址
script_hash = Hash160(redeem_script)
p2sh_address = P2SHBitcoinAddress.from_bytes(script_hash)
# P2WSH 地址
script_sha256 = hashlib.sha256(redeem_script).digest()
# ... Bech32 編碼
return {
'address': str(p2sh_address),
'redeem_script': redeem_script.hex(),
'm': m,
'n': len(pubkeys)
}
def verify_multisig_signature(tx, input_idx, redeem_script, signatures, pubkeys):
"""驗證多簽交易"""
# ... 驗證邏輯
pass
Bitcoin Core RPC
# 多簽相關 RPC 命令
# 創建多簽地址
bitcoin-cli createmultisig 2 '["pubkey1","pubkey2","pubkey3"]'
# 添加多簽地址到錢包
bitcoin-cli addmultisigaddress 2 '["pubkey1","pubkey2","pubkey3"]' "label"
# 獲取地址資訊
bitcoin-cli getaddressinfo "3..."
# 創建多簽交易
bitcoin-cli createrawtransaction \
'[{"txid":"...","vout":0}]' \
'[{"bc1q...":0.5}]'
# 簽名（需要提供贖回腳本）
bitcoin-cli signrawtransactionwithkey \
"rawtx" \
'["privkey1"]' \
'[{"txid":"...","vout":0,"scriptPubKey":"...","redeemScript":"..."}]'
# 合併簽名
bitcoin-cli combinerawtransaction '["tx1", "tx2"]'
# 廣播
bitcoin-cli sendrawtransaction "完整交易"
常見問題
需要備份什麼？
完整備份清單：
最小備份（能恢復）：
□ 所有助記詞（m個中的m個）
□ 贖回腳本 或 所有公鑰
□ 派生路徑
□ m 和 n 的值
推薦備份（更安全）：
□ 所有助記詞（n個全部）
□ 主公鑰（xpub）
□ 完整描述符
□ 錢包設置檔
□ 使用的軟體版本
測試驗證：
□ 用備份恢復過錢包
□ 確認地址一致
□ 測試過小額花費
2-of-3 夠安全嗎？
2-of-3 的安全性分析：
攻擊向量：
單點攻擊（需要獲取 2 把鑰匙）：
- 需要同時攻破兩個位置
- 或同時攻破兩個設備
- 難度大幅提高
共謀攻擊：
- 如果用於多人（公司）
- 需要兩人共謀
- 比單簽安全
物理攻擊：
- 攻擊者需要找到兩個藏匿點
- 異地存放很重要
結論：
- 對個人：2-of-3 通常足夠
- 對企業：考慮 3-of-5 或更高
- 關鍵是：異地、異設備、異人員
Taproot 多簽何時使用？
Taproot 多簽（MuSig2）的取捨：
優點：
✓ 最佳隱私（看起來像單簽）
✓ 最低手續費
✓ 鏈上更簡潔
缺點：
✗ 需要互動簽名
✗ 軟體支援較新
✗ 無法區分誰簽了名
適合：
- 預算敏感
- 隱私優先
- 技術成熟團隊
暫不適合：
- 需要審計追蹤
- 簽名者常離線
- 保守的企業環境