在区块链技术的世界里，密码学算法如同构建信任大厦的基石，其安全性、效率和可扩展性直接关系到整个生态的健康发展，以太坊作为全球领先的智能合约平台，一直在不断探索和优化其底层技术，BLS（Boneh-Lynn-Shacham）签名算法，凭借其在聚合签名、多签验证等方面的独特优势，已成为以太坊 roadmap 上一项备受关注的技术升级，围绕以太坊BLS算法的最新消息，主要集中在技术实现的优化、协议提案的推进以及生态应用的拓展上,为以太坊的未来发展注入了新的活力。

BLS签名：以太坊的“效率加速器”

BLS签名算法之所以在以太坊社区获得高度关注,主要源于其解决现有痛点的能力：

  1. 聚合签名的高效性：BLS签名允许将多个签名聚合成一个单一的签名，这在需要多重签名的场景（如验证者委员会、跨链桥、DAO治理等）中能极大减少数据大小和验证成本，在以太坊的PoS机制中，如果区块提议者需要验证多个验证者的签名,BLS聚合能显著提升效率。
  2. 多签的简洁性：传统的多签方案（如多重ECDSA）会产生多个签名或复杂的签名组合，而BLS多签可以生成一个简洁的聚合签名,降低了存储和验证开销。
  3. 确定性签名：BLS签名是确定性的，对于同一消息和私钥，产生的签名始终相同，这避免了随机数相关的攻击风险,简化了签名流程。

这些特性使得BLS签名在以太坊的扩容方案（如Rollup）、轻客户端、隐私计算以及跨链交互等领域具有广阔的应用前景。

最新进展：从EIP-4337到EIP-7594

关于以太坊BLS的最新消息，并非孤立的事件，而是与多个重要的以太坊改进提案（EIP）和协议升级紧密相连：

  1. EIP-4337（账户抽象）的推动： EIP-4337是以太坊实现账户抽象（AA）的关键一步，它允许用户通过智能合约钱包实现更灵活的交易体验（如批量支付、社交恢复、 gas费代付等），在EIP-4337的早期实现中，BLS签名被广泛用于“操作执行器”（Operation Executer）之间的签名聚合，以确保用户操作的安全性和效率，虽然EIP-4337本身并未强制规定使用BLS，但社区普遍认为BLS是其实现高效、低成本账户抽象的理想选择之一，基于EIP-4337的各类钱包和应用正在积极探索BLS签名的集成,相关的库和工具也在不断完善中。

  2. EIP-7594（Proto-Danksharding）的BLS聚合要求： 这是近期关于以太坊BLS最受瞩目的进展之一，EIP-7594旨在为以太坊引入“proto-danksharding”（EIP-4844的后续），通过引入“blobs”（数据 blob）来大幅降低Rollup等Layer 2解决方案的数据存储成本，在该提案中，BLS聚合签名被明确要求用于验证blobs的可用性，每个区块中可以包含多个blobs，而这些blobs的承诺（commitments）需要通过BLS聚合签名来确保其完整性和可用性，这意味着，BLS签名将成为以太坊未来数据层扩容的核心组件之一，其重要性不言而喻，该提案目前正处于积极讨论和审计阶段,预计将在未来的以太坊升级中实施。

  3. BLS库的优化与标准化： 为了支持BLS签名在以太坊生态中的广泛应用，开发者社区持续在优化BLS库的性能和安全性，基于BLS12-381曲线的BLS签名库（如blst、bls-signatures等）在速度、内存占用和跨平台兼容性方面都取得了显著进步，以太坊基金会和相关团队也在推动BLS签名接口的标准化，以确保不同钱包、客户端和应用之间的互操作性，这些底层基础设施的完善,为上层应用的创新奠定了坚实基础。

  4. 生态应用的探索与落地： 除了协议层面的进展，越来越多的以太坊生态项目开始尝试集成BLS签名，一些跨链项目利用BLS实现高效的跨链消息验证和签名聚合；一些Layer 2项目也在探索使用BLS来优化其共识和数据可用性层；甚至一些去中心化身份（DID）项目也看好BLS在签名聚合和隐私保护方面的潜力，这些早期应用不仅验证了BLS的实用性,也为未来的大规模积累了宝贵经验。

挑战与展望

尽管以太坊BLS签名技术取得了显著进展,但仍面临一些挑战：

  • 性能瓶颈：虽然BLS聚合效率高，但单个BLS签名的生成和验证速度相较于ECDSA仍有差距，尤其是在移动设备等资源受限的环境下,持续的算法优化和库性能提升是关键。
  • 安全审计：随着BLS在核心协议中的应用，其安全性必须经过极其严格的审计,以避免潜在漏洞。
  • 开发者认知与采用：对于广大以太坊开发者而言，BLS签名算法相对较新，需要更多的文档、教程和工具来降低其学习和使用门槛。

展望未来，随着EIP-7594等提案的逐步落地，BLS签名将成为以太坊实现“数据可用性层”升级的关键一环，直接推动Rollup等扩容方案的成熟，从而提升整个以太坊网络的吞吐量和降低交易成本，在账户抽象、跨链互操作、去中心化身份等领域的应用也将不断深化，为用户带来更丰富、更便捷的体验。