很多密碼學應用要求一個可信的權威持有密鑰，但這種系統存在單點故障和密鑰托管的問題。分布式密鑰產生DKG(distributed key generation)通
很多密碼學應用要求一個可信的權威持有密鑰，但這種系統存在單點故障和密鑰托管的問題。分布式密鑰產生DKG(distributed key generation)通過多方參與，計算共享的公鑰與私鑰集，解決上述問題， 分布式密鑰的產生不依賴任何可信的第三方。
同理，區塊鏈作為分布式系統，區塊鏈中的節點通過DKG分布式地產生密鑰，克服單點故障以及單個節點不可信任問題。
在(n,t)-DKG中， n為節點數量，t為閾值， DKG協議允許n個節點共同產生密鑰，使得任何數量大于閾值t的節點子集都能使用該共享密鑰，然而任何數量少于閾值t的節點子集都沒有對該共享密鑰的任何知識。
在Annchain OG共識算法中，采用了可驗證隨機數(VRF)和分布式密鑰分發(DKG)，以保障在公網環境下公平選舉出Sequencer的潛在節點，不定期進行輪換。同時采用門限簽名(BLS)技術保障了委員會節點出塊的權威性和安全性。
本次我們將拆解DKG在Annchain中的實現，歡迎留言拍磚。
作者介紹
Shor，Annchain核心開發成員，畢業于中科大。負責Annchain高性能p2p網絡、通信與編碼、基于DAG的高效交易同步、交易執行邏輯、wasm虛擬機智能合約平臺、rpc等模塊的研發以及系統優化。
可驗證秘密共享
可驗證秘密共享 (verifiable secret sharing， 簡稱VSS) 是DKG的基本構造塊 ,VSS的概念被Shamir 和Blakley引入。
(n,t+δ, t) -秘密共享：對整數n, t ,δ 滿足 n>=t+δ>t>=0 ,一個(n,t+δ, t) 秘密共享協議是被用于一個交易方(dealer)n個節點之間共享一個密鑰，使得其中任何t+δ或者更多的節點能夠計算密鑰s, 但是t個或更少的節點沒有關于s的任何信息。
δ=1的秘密共享被稱之為閾值秘密共享(threshold secret sharing) ，記為(n,t)-秘密共享。
在一些秘密共享應用中，客戶端需要驗證持續的交易(deal)來避免交易方(dealer)的惡意行為。一種擁有這種可驗證性保證的模式被稱之為可驗證秘密共享(verifiable secret sharing) VSS
一個可驗證秘密共享(n,t)-VSS 模式有兩個階段(phase)組成。共享階段和重建階段
共享階段：一個交易方(dealer)在n個節點之間分發一個秘密，K為足夠大的密鑰空間。此階段結束之后，每個誠實的節點持有分布式秘密s中的一個秘密。
重建階段：每個節點廣播它的秘密共享，一個重建函數用于計算秘密或者判斷出是惡意的節點。對于誠實的節點, 而對惡意節點可能不同于甚至沒有。
可驗證秘密共享VSS要滿足兩個安全要求：
保密性(VSS-WS)：一個能夠控制t個節點的敵人，在共享階段無法計算出s。
正確性(VSS-C)：重建值應該等于共享秘密s或者每個誠實節點判斷出是惡意節點。
任何t+1個或者2t+1個誠實節點能夠重建s，所以引入強正確性要求。
強正確性(VSS-SC)：敵方用大于2t的節點和重建算法能重建出相同的唯一值s
進一步的， 有的VSS模式需要更強的保密安全性。
強保密性(VSS-S)：能夠控制t個節點的敵方，除了共有的參數之外，沒有任何關于s的信息。
同態承諾
分布式密鑰產生
Pedersen引入了分布式密鑰產生(DKG)的概念，研發了一個DKG模式。 每個節點運行VSS實例，添加分布式共享(distributed shares)，在沒有交易方(dealer)的情況下產生組合的共享密鑰。與VSS不同， DKG不需要可信方。
一個(n,t)-DKG模式包含兩個階段(phase)：共享階段(sharing phase)階段和重建階段( reconstruction phase )
DKG在區塊鏈中的應用
區塊鏈作為分布式系統，區塊鏈中的節點通過DKG分布式地產生密鑰，克服單點故障以及單個節點不可信任問題。在Annchain OG共識算法中， DKG與門限簽名算法(BLS)結合，DKG的密鑰作為門限簽名的密鑰，保證任意2/3的共識節點對一筆消息進行門限簽名，都能夠恢復出公鑰并進行驗證，具有拜占庭容錯性。（Shor）
