随着 BNB Chain（包含 BNB Beacon Chain 与 BNB Smart Chain，简称 BSC）持续演进，其共识层经历了重要升级：从早期基于 ECDSA 的签名机制，过渡到采用 BLS（Boneh–Lynn–Shacham）聚合签名的高性能 PoSA 共识架构。

在新的节点体系中，每个验证者除了传统的 ECDSA 私钥之外，还必须生成并配置一套 BLS 密钥。本文将系统性介绍：

BLS 是什么
为什么 BNB/BSC 要使用 BLS
BLS 密钥在共识中的具体作用
与 ECDSA 的对比
架构升级带来的性能与安全变化

一、为什么 BNB/BSC 需要 BLS？

BSC 早期使用的是 PoSA（Proof of Staked Authority）+ ECDSA 签名。
这种方式在功能上可用，但存在两个核心问题：

签名无法聚合，每个区块需要存储和验证大量签名
验证者数量和区块大小难以进一步扩展

随着 BNB Chain 融合 Beacon Chain 架构、提升 TPS 的需求，BNB 引入了基于 BLS 的聚合签名技术，使共识开销更低、性能更高。

二、BLS 的核心能力

BLS（Boneh–Lynn–Shacham）最重要的特点包括以下三点。

1. 支持签名聚合（Aggregate Signature）

多个验证者的签名可以数学地合并为一个签名：

100 个签名
最终只需要 1 个聚合签名

区块头体积极大缩小，使出块更快、网络传输更轻。

2. 原生支持阈值签名（Threshold Signature）

可以实现多数验证者共同生成一个有效签名：

超过 2/3 的验证者签名
自动生成一个可验证的单一签名

无需额外的多重签名协议。

3. 验证速度快、可扩展性强

在验证区块时：

节点只需验证一个聚合签名
而不需要验证每个验证者的单独签名

这使得共识的可扩展性显著提升。

三、BLS 私钥在 BNB/BSC 中的作用

在新的 BNB Chain 共识架构中，BLS 密钥承担的是“共识身份”和“投票签名”的职责，而不是交易签名。

它主要有以下三个作用。

1. 作为验证者的共识层身份密钥

在共识过程（prevote、precommit、aggregate）中，验证者使用 BLS 私钥对投票进行签名。
链上保存的是验证者的 BLS 公钥，用于：

验证投票来源
验证者轮换
共识身份验证

可以理解为验证者的“共识身份证”。

2. 生成区块的 BLS 聚合签名

每个区块高度都需要验证者投票确认。
使用 BLS 后：

所有验证者的投票可以聚合为一个签名
区块头中只写入一个 BLS 聚合签名
节点验证速度更快，区块体积更小

这是 BNB Chain 性能提升的关键机制。

3. 支持安全的阈值共识机制

PoSA 要求超过三分之二的验证者同意区块才能最终确认。
BLS 天生支持阈值验证，并提供：

更简单的投票验证逻辑
更强的防伪造能力
更安全的验证者切换

让整个共识层更安全可靠。

四、为什么不是使用 ECDSA？（对比）

能力	ECDSA	BLS
签名聚合	不支持	支持
阈值签名	不支持，需要外部协议	原生支持
多验证者共识性能	一般	高效
区块头大小	大	小
扩展性	显著受限	强
用途	交易签名	共识投票签名

结论：
交易层仍然使用 ECDSA（钱包、合约交互等）。
共识层使用 BLS 才能获得高性能和更佳的扩展性。

五、BNB/BSC 架构升级后的变化

随着 BLS 的引入，BNB Chain 获得了以下提升。

1. 共识性能显著提升

减少共识消息体积、减少签名验证次数，使：

区块时间更稳定
TPS 上限提升
网络带宽消耗更低

2. 验证者数量可扩展

BSC 早期固定 21 个验证者，使用 BLS 后可以支持更多验证者参与，而不用担心过高的签名成本。

3. 更安全的验证者管理

BLS 将验证者的共识身份抽象为统一的公钥，使身份管理更彻底、更可控。

六、BNB/BSC 节点中的两套密钥

BNB/BSC 节点实际上使用两套密钥体系，用途完全不同。

1. ECDSA Key（交易密钥）

用于链上交易签名
secp256k1 曲线
与以太坊、MetaMask 完全一致

2. BLS Key（共识密钥）

仅验证者节点使用
只用于共识投票
不用于交易
不出现在任何钱包中

这两套密钥互不影响，各司其职。

七、总结

BLS 密钥在 BNB/BSC 中主要用于验证者共识层的投票与聚合签名，通过支持多签名聚合、阈值验证和快速校验，显著增强了区块确认速度、网络扩展性与整体安全性。它不用于交易，只用于共识层，是 BNB Chain 迈向高性能架构的重要基础组件。

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BNB / BSC 节点中的 BLS 密钥：原理、作用与架构升级解析