EDDSA

什麼是 EdDSA？

EdDSA（Edwards-curve Digital Signature Algorithm，Edwards 曲線數位簽章演算法）是一種用於資料簽章的密碼學演算法，採用 Edwards 橢圓曲線為基礎設計。此演算法著重於簽章的確定性與高效率驗證。最常見的實作為 Ed25519 與 Ed448，這兩種演算法已廣泛整合於各類區塊鏈平台和網際網路協定。

數位簽章就像電子版的手寫簽名：你會用「私鑰」（也就是你的專屬密鑰）對訊息進行簽章，任何人都能用「公鑰」（公開的鎖）驗證簽章的有效性。EdDSA 的「確定性」特性代表同一訊息使用同一密鑰簽章時，產生的簽章都完全相同，因為演算法不依賴每次產生的亂數。這大幅降低因亂數不足所帶來的安全風險。

EdDSA 的運作原理

EdDSA 的核心是將訊息與私鑰資料透過雜湊函數結合，產生一次性的「簽章因子」，再利用 Edwards 橢圓曲線的運算規則產生簽章。驗證者可透過你的公鑰與原始訊息重現該運算，判斷簽章是否有效。

可將「雜湊函數」想像成攪拌機：它將輸入內容混合成固定長度的「指紋」，幾乎無法逆向還原。主流 EdDSA 實作如 Ed25519 採用 SHA-512 等高強度雜湊演算法，確保簽章具可預測性與安全性，且不會洩漏私鑰資訊。Edwards 橢圓曲線是一種專為高效、可靠點運算設計的數學結構，使得簽章與驗證過程極為高效。不同於傳統每次簽章都需新亂數的設計，EdDSA 直接從訊息與私鑰中產生所需亂數，最大程度降低弱亂數或重複亂數造成的風險。

EdDSA 在區塊鏈交易簽章的應用

在區塊鏈系統中，交易本質是一則需廣播的訊息。錢包會用私鑰對交易簽章，網路節點則以公鑰驗證簽章。只有驗證通過的交易才能被打包進新區塊並獲得網路認可。

截至 2025 年，多條主流區塊鏈已採用 Ed25519（EdDSA 的一種實作）作為帳戶密鑰與交易簽章演算法。例如，Solana 與 Algorand 均使用 Ed25519 進行帳戶管理及交易驗證。當你在 Gate 存入 Solana 時，鏈上轉帳紀錄會包含 Ed25519 簽章，可於區塊鏈瀏覽器的交易簽章欄位查詢。節點會利用公鑰驗證該筆交易，確保確實由你的帳戶授權。

資產安全方面，一旦私鑰外洩，攻擊者即可產生有效 EdDSA 簽章並轉移資金。為降低風險，應妥善保管私鑰，優先使用硬體錢包、啟用多重簽章等風控措施。

EdDSA 與 ECDSA 的比較

EdDSA 與 ECDSA 均屬於橢圓曲線數位簽章演算法。EdDSA 著重於確定性與簡潔性，而 ECDSA 每次簽章都需新亂數。兩者的差異主要影響安全性及實作複雜度。

EdDSA 的確定性簽章可降低因亂數品質不佳或重複導致私鑰外洩的風險，這在 ECDSA 方案中曾多次發生。EdDSA 也採用更標準化的參數，便於跨平台實作與安全稽核。效能方面，測試結果顯示 Ed25519 在簽章及驗證速度上均具競爭力，適合高吞吐量應用場景。實際應用上，Ethereum 目前採用 ECDSA（secp256k1），而 Solana 與 Algorand 則使用 EdDSA（Ed25519）。開發者需依據各鏈的演算法要求調整實作。

EdDSA 常用曲線

EdDSA 最常用的兩條曲線為 Ed25519 與 Ed448，各自在安全性與效能上有所取捨。

Ed25519 提供 255 位安全性，密鑰與簽章長度短、運算速度快、應用生態成熟，廣泛用於區塊鏈、SSH 認證與訊息系統。Ed448 則具備更高安全裕度，但密鑰與簽章較長、速度較慢，適合對長期安全性要求更高的協定。兩者均已標準化（參見 RFC 8032），便於不同實作間的相容性。

EdDSA 密鑰與簽章的產生流程

第 1 步：產生私鑰。使用安全亂數來源產生種子（通常為 32 位元組），作為你的私鑰。須確保亂數性達到密碼學強度。

第 2 步：匯出公鑰。透過曲線演算法將私鑰產生公鑰（你的「鎖」），用於驗證簽章。

第 3 步：準備訊息。依協定規範格式化待簽章的交易或訊息，避免因節點間編碼不一致導致驗證失敗。

第 4 步：計算簽章。EdDSA 透過雜湊將私鑰與訊息混合，產生一次性簽章因子，再於曲線上計算簽章，通常輸出定長位元組序列。

第 5 步：驗證簽章。接收方或節點以訊息和公鑰檢查簽章是否匹配，有效則通過，無效則拒絕。

EdDSA 的速度與安全性表現

EdDSA（特別是 Ed25519）在多數實作中皆具備高速簽章與驗證能力，簽章體積小，適合高吞吐量或低頻寬環境。公開程式庫的基準測試與實際部署均顯示，客戶端與節點的效能負擔極低。

安全性方面，EdDSA 的確定性簽章幾乎完全消除因亂數問題導致的私鑰外洩風險，其安全性建立於強大數學基礎（橢圓曲線離散對數問題）與高強度雜湊函數。但整體安全仍仰賴正確實作，例如防範側信道攻擊、規範訊息編碼與上下文處理。

開發者於 Web3 專案的選型與整合建議

建議優先選用成熟且經過安全審核的函式庫：Rust 推薦 ed25519-dalek，JavaScript/TypeScript 建議 noble-ed25519，C 語言可用 TweetNaCl 或 libsodium，Go 語言則可選標準或社群套件。這些函式庫效能穩定、測試充分且安全可靠。

整合最佳實務包括：首先確認目標區塊鏈所採用的簽章演算法（如 Solana 採用 Ed25519），切勿於鏈間混用參數。其次需規範訊息編碼（位元組序、前綴、域分離）。「域分離」即針對不同使用場景加上明確標籤，避免跨協定簽章衝突。私鑰種子應始終利用系統級安全亂數產生，並盡量儲存於硬體錢包或安全模組。若為交易所整合（如 Gate 存取款），必須嚴格遵循目標鏈的 EdDSA 簽章與驗證標準，確保節點操作與風控流程一致。

EdDSA 的風險與注意事項

密鑰管理極為關鍵：一旦私鑰外洩，攻擊者即可授權轉移資金。請使用硬體錢包、分層備份、存取權限控管，並定期演練復原流程。

實作失誤同樣帶來風險：訊息編碼不一致可能導致驗證失敗或重放攻擊；缺乏域分離會讓簽章在不同場景間洩漏；函式庫未防範側信道攻擊可能暴露敏感資訊；密鑰亂數品質不足則埋下隱患。最佳工程實務包括單元測試、跨程式庫驗證、嚴格輸入檢查與稽核日誌。

針對錢包或交易所整合等金融系統，務必設置交易限額、維護地址白名單，並採用多重簽章機制，分散單點故障風險。

EdDSA 核心要點

EdDSA 以確定性輸出與高效能著稱，是數位簽章演算法中應用最廣的方案之一，Ed25519 更是區塊鏈及網際網路協定的主流實作。該演算法結合雜湊運算與 Edwards 曲線計算，帶來穩定的簽章結果與快速驗證，有效降低傳統方案中亂數相關的安全風險。要發揮系統級優勢，應選用穩健函式庫、標準化訊息編碼、強化密鑰管理，並完善風控機制。

常見問題

EdDSA 簽章在完成後能被竄改嗎？

無法。EdDSA 簽章設計上具備防篡改特性，無論是簽章本身或原始資料，只要有任何變動，驗證就會失敗。每個簽章都是私鑰與特定資料的唯一對應，哪怕只更動一個位元組都會破壞這種關聯。在區塊鏈交易中，這確保資金轉帳等指令真實且不可竄改。

為什麼 Gate 等交易所支援 EdDSA 錢包？

交易所選擇 EdDSA，因其運算速度快、資源消耗低且安全性高。相較於傳統 ECDSA，EdDSA 驗證速度更快，特別適合高交易量環境。支援 EdDSA 錢包地址，Gate 能為用戶帶來更高效且安全的交易體驗。

如果我的 EdDSA 私鑰外洩會發生什麼？

一旦私鑰外洩，攻擊者即可偽造簽章並完全掌控你的資產。攻擊者可利用你的密鑰授權任何交易，包括轉走所有資金，且這些操作無法撤銷。務必將私鑰離線保存，切勿經由網路或電子郵件傳送。建議定期備份密鑰至硬體錢包或加密儲存等安全位置。

EdDSA 能在不同區塊鏈間通用嗎？

EdDSA 演算法本身具通用性，但各區塊鏈的實作方式不盡相同。Solana、Cardano 等鏈主要採用 Ed25519 曲線，Bitcoin、Ethereum 則依賴 ECDSA。跨鏈操作時，必須確認目標鏈支援哪種簽章演算法——一條鏈的 EdDSA 簽章無法直接於另一條鏈上使用，除非經過適當的相容處理。

安全使用 EdDSA 需要理解其數學原理嗎？

不需要。安全使用 EdDSA 只要掌握基本原則：妥善保管私鑰、用公鑰驗證，以及理解簽章可證明所有權。無需深入橢圓曲線的數學理論，就像開車不必懂引擎結構一樣。遵循「私鑰絕不外洩」、「定期備份」等最佳實務，遠比掌握底層數學來得重要。