比特币中多重签名的应用场景和原理

多重签名本质上很简单，就是在单个数字签名校验的基础上做一些组合。但这些简单的组合，却创造出了很多种有趣的应用。

基本原理

比特币的交易一般用的单个签名校验，可以这样理解：C把钱放进一个储物柜，然后用B的公钥给储物柜加锁，只有B能使用自己的私钥开锁，把钱取出来。而多重签名的交易，则可以理解为：C把钱放进储物柜后，不仅用B的公钥给储物柜加锁，还用自己的公钥加锁，甚至还使用第三方A（如中介或仲裁者）的公钥再加一道锁。而且这个储物柜非常智能，可以设置开了几道锁后，储物柜的门才打开。这样设定不同的开锁要求就可以得到不同的应用模型。

应用场景

共同账户

例如夫妻双方建立的联合账户，有两种形式。一种是类似零钱账户，夫妻中任何一人都可以从中取钱，方便平时的小额消费。另一种类似储蓄账户，需要夫妻双方都同意，才能从中取钱，这样可以保证大额账户不会被单方面支出，保护共同财产的安全。前者相当于只需要开一道锁的储物柜，后者相当于两道锁都要开的储物柜。类似的还有公司合伙人的联合账户，可以设置需要多少人同意才能动用账户中的资金。

托管和仲裁

在淘宝上购物时，我们支付的货款会先由淘宝托管，等确认收货后，再由淘宝把货款转给商家。比特币也可以实现类似功能，而且托管方受到更多的约束，更难以作恶。在这种场景下，消费者和商家建立一个托管账户，消费者转账到这个托管账户时，用自己和商家以及仲裁方的公钥给账户加锁。接下来有三种情况：

• 消费者收到的商品没有问题，跟商家达成一致，两者用自己的签名来解锁账户，并把钱转给商家。
• 商品有问题，消费者要求退款，商家也同意，操作跟第一种情况类似，只不过最后把托管账户里的钱退给消费者，或者是以一定比例退款，其它的钱转给商家。
• 商品有问题，但商家不同意退款，由仲裁者裁决。不管仲裁者最后是跟谁达成一致，最终都会得到两个签名来解锁账户，然后把钱转给卖家，或者是部分或全额退款给消费者。

微支付

比特币的《开发者指南》中有个微支付的例子。A为B兼职审核论坛发帖，A希望每审核一篇帖子就收到一份报酬，但因为比特币的交易费用，小额支付成功太高不划算。所以他们设计这样一套方案：

• A和B设立一个共同账户，这个账户要两个人都签字同意才能取钱出来。B签署一份协议，转钱到这个共同账户，作为准备金，但这时并不公布这份协议。
• B签署另一份协议，延迟24小时把共同账户的钱转回给自己。B和A都在这份协议上签字，但这份协议暂时不公开，只作为B在A没有正常工作时能收回准备金的凭据。然后A会公布第一份协议。
• 接下来A开始工作，他每完成一个任务，会要求B签署一份新版本的不带时间锁定的退款协议，按照A已完成的工作量进行转账和退款。A可以随时在协议上签字然后公布，获得已完成部分工作的报酬。但A不会立即这么做，因为主链交易成本太高。
• 重复上一步的过程，直到A完成一天的工作后，或是到第二份协议时间锁定到期前，A在退款协议的最后版本上签字并公布，从而获取自己的劳动报酬，并把剩余的部分退回到B的账户。

从上面的流程看，在整个中间过程中，要准备很多份协议（交易），但并不公布出来，只在线下协商。最终被公布的是最开始的和最后的这两份协议，也就是实际上只有两个交易被广播到比特币网络中，这样就大幅降低了总的交易成本。

上面这个流程也是RSMC（Revocable Sequence Maturity Contract - 序列到期可撤销合约）的一种形式。把RSMC通道联成网络，就有了HTLC（Hashed Timelock Contract - 哈希时间锁定合约）。这就是闪电网络（Lightning Network），比特币的一种“低手续费的极速转账”技术。

总结

从上面的场景来看，多重签名的应用一般是设立虚拟的联合或托管账户，先将交易款项或准备金转到这个账户里，后续再通过协商或仲裁达成一致，将虚拟账户的钱以一定的比例分别转给起初的交易各方。这其实就是基于脚本的合约，需要的时候还可以结合第三方的仲裁和担保，以满足复杂应用场景的需求。