Miniscript 101：技術指南

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BTC Study

作者：Nunchuk

來源：https://nunchuk.io/blog/miniscript101

1. 引言

什麼是 “Miniscript”？

比特幣協議一直都帶有一種強大的編程語言（Bitcoin Script），可以將資金鎖定在 “一個正確的簽名即可解鎖資金” 以外的條件中。使用 Bitcoin Script，你可以將多個公鑰、時間鎖、哈希原像和複雜的邏輯分支結合起來。然而，在現實中，Bitcoin Script 很少被直接使用，因為難以編寫正確的代碼，而錯誤代碼可能導致資金永久鎖定，而且最終的代碼幾乎無法直接分析。

“Miniscript（BIP-379）” 是由 Pieter Wuille 及其合作者提出的一種 “以結構化方法編寫 Bitcoin Script 代碼的語言，帶來了分析、組合以及通用簽名的能力”。它解決了裸 Bitcoin Script 代碼的可用性和安全性問題，同時保持了跟當前的比特幣規則的完全兼容。

從內核來看，Miniscript 就像是比特幣花費規則的樂高積木箱子。每一個積木都有一個小型的、準確定義的條件，比如某個公鑰必須簽名、必須經過一段時間，或者必須揭曉一個秘密值。一塊積木可以換成另一塊機密，也就是允許靈活低構造替代的花費路徑。使用 “AND（和）”、“OR（或）” 以及 “閾值（threshold）” 這樣的邏輯操作符將積木們結合起來，你就可以按需開發出所需的花費條件，無論是簡單還是複雜。最重要的是，Miniscript 條件（policies）是可以分析的：錢包可以提前檢查誰可以花費、在什麼條件下花費，從而減少資金被無效腳本鎖定的風險。

這種結構化的方法使我們可以安全地表示如下的花費條件：

  • 要求 3 位董事中至少 2 位簽名 —— 除非資金已經連續 6 個月沒有移動過，那麼只需其中 1 位簽名就可以移動資金了。
  • Alice 和 Bob 必須一起，才能花費資金；或者，在資金靜置 1 年後，Charlie 可以獨自移動其中的資金。
  • 要麼揭曉一個哈希值的原像，要麼到待到區塊高度 100 0000 之後（才能花費）。

它有什麼意義？

使用 Miniscript，花費條件就可以超越單簽名（single-sig）和簡單的多簽名（multisig）。你可以定義這樣的規則：

  • “A 和 B 一起可以隨時花費資金；或者，C 可以獨自在資金靜置 1 年後花費資金”；
  • “現在要求 3 個公鑰中的 2 個一同簽名；在資金靜置 6 個月之後，就只需要 3 個公鑰中的其中 1 個簽名”。

這些靈活的條件契合實際的用途，比如遺產規劃、分級的公司財務、緊急復原；它們讓普通的比特幣用戶也能接觸到高級的安全性。重要的是，所有的 Miniscript 條件都是直接在比特幣區塊鏈上強制執行的，除了對比特幣網絡自身的信任之外，不需要任何額外的信任假設。

2. Miniscript 的核心概念

現在，我們來看看 Miniscript 的核心模塊。每一種元素（也即一種 Miniscript 片段）都代表著一種具體的花費條件，它們組合在一起，就能創造出靈活又安全的花費策略。

2.1 公鑰

公鑰：pk(k)

這是 Miniscript 中最簡單的條件，表示要求一個具體的公鑰的一個簽名。它代表著基礎的 “單簽名” 花費條件，也用作更高級的花費條件的基礎。

  • 例子：要求提供一個簽名來花費資金
  • Miniscript：pk(Alice)

miniscript-fragment-public-key.png

- Miniscript 片段：公鑰 -

2.2 多簽名

多簽名：multi(k, …)

傳統的多簽名花費條件，要求 n 個公鑰中的 k 個提供簽名。其子元素只能是公鑰。

  • 例子：需要 3 個公鑰中的 2 個提供簽名才能花費。
  • Miniscript：multi(2, Alice, Bob, Charlie)

miniscript-fragment-multisig.png

- Miniscript 片段：多簽名 -

2.3 時間鎖

時間鎖防止被它鎖定的比特幣在某個時間點之前被花費。它是 Bitcoin Script 的原生功能，也是最有用的 Miniscript 模塊之一。

時間鎖強制執行 “資金只能在 6 個月之後移動” 和 “這個公鑰只有在資金存入的 30 天之後才能動用” 這樣的規則。比特幣網絡中的節點會拒絕嘗試在此之前花費這筆資金的交易。一旦越過這個時間點，資金就可以正常花費，而且被啟用的花費路徑不會再鎖回去。

Bitcoin Script 有兩種時間鎖：絕對時間鎖和相對時間鎖。

絕對時間鎖：after(n)

在網絡到達某一個區塊高度或者時間點之前，資金會一直鎖定。一旦區塊鏈增長到超過那個高度，帶有這個時間鎖的花費條件就激活並永久可用。

  • 例子：在區塊鏈時間達到 UNIX 時間戳 17 5000 0000（大約是 2025 年 6 月）之後，用一個簽名來花費。
  • Miniscript：and_v(v:pk(Alice),after(1750000000))

絕對時間鎖會設置一個固定的未來時間；在一個絕對時間鎖過期後，以相同條件設置絕對時間鎖將不再有約束作用。

miniscript-fragment-absolute-timelock.png

- Miniscript 片段：絕對時間鎖 -

相對時間鎖：older(n)

鎖定資金一段時間，直到這段時間過去。這段時間可以用區塊數量來定義，也可以用日曆時間（日期、小時）來定義。相對時間鎖從帶有它的 UTXO 被創造的一刻開始倒計時，一旦所定義的時間段過去，相關的花費路徑也就激活。

  • 例子：在資金誕生的 1 2960 個區塊（大約 90 天）之後，需要一個簽名來花費。
  • Miniscript：and_v(v:pk(Alice),older(12960)

各個 UTXO 的相對時間鎖是相互獨立的，不會因為它們都處於同一個錢包中而統一計時。在一個 UTXO 的相對時間鎖到期之後，可使用相同的時間鎖條件來 “刷新” 倒計時 ——可以將它轉移到同一錢包的新地址來重設時間鎖。

miniscript-fragment-relative-timelock.png

- Miniscript 片段：相對時間鎖 -

- - -

在設定時間鎖的時候，錢包軟件界面所展示的日曆日期只是一種估計。如果所設置的時間鎖基於區塊高度，那麼網絡到達那個高度之後，這個時間鎖就過期。如果所設置的時間鎖基於日曆時間，比特幣網絡使用過往區塊時間中值（具體來說，過去 11 個區塊的時間戳的中值）來決定當前時間，會跟人們使用的日曆和時鐘有些偏差，所以，花費交易變得有效的時間取決於比特幣網絡的狀態，不會跟人們的預期（界面所展示的時間）完全一致。

2.4 哈希鎖

哈希鎖要求揭曉與一個哈希值對應的秘密值（其原像）。除非秘密揭曉，否則這個鎖不會解開。

  • 例子：揭曉一個 SHA256 哈希值 H 背後的原像，並提供一個簽名，才能花費。
  • Miniscript：and_v(v:pk(Alice),sha256(H))


Miniscript 中的哈希鎖類型

  • sha256(H) —— 原像必須在 SHA256 操作後得到 H（預期原像是一個 64 位的十六進制字符串）
  • hash256(H) —— 原像必須在連續兩次 SHA256 操作後得到 H（預期原像是一個 64 位的十六進制字符串）
  • ripemd160(H) —— 原像必須在RIPEMD-160 操作後得到 H（預期原像是一個 40 位的十六進制字符串）
  • hash160(H) —— 也想必須在 HASH160 操作（先運行 SHA256 操作，再運行 RIPEMD160 操作）後得到 H（預期原像是一個 40 位的十六進制字符串）

miniscript-fragment-hashlock.png

- Miniscript 片段：哈希鎖 -

2.5 邏輯基礎：AND、OR、ANDOR

這三種邏輯操作符是 Miniscript 的基礎。它們描述了不同的條件是如何組合的（通常通過時間鎖）。

AND：要解鎖，必須讓兩個條件都為真。

  • 例子：花費需要 Alice 的簽名，並且要在收到資金的 1 2960 個區塊（大約 90 天）以後。
  • Miniscript：and_v(v:pk(Alice),older(12960))

miniscript-fragment-and.png

- Miniscript 片段：AND -

- - -

OR：兩個條件中，至少一個為真，即可解鎖。

  • 例子：花費需要兩個公鑰中的任意一個簽名。
  • Miniscript：or_d(pk(Alice),pk(Bob))

miniscript-fragment-or.png

- Miniscript 片段：OR -

ANDOR：資金會使用一個 if/else 規則來鎖定：如果第一個條件為真，那麼第二個條件也必須為真（才能解鎖）；如果第一個條件為假，那麼第三個條件必須為真（才能花費）。

  • 例子：如果 Alice 簽名了，那麼 Bob 也需要簽名；如果 Alice 沒簽名，那麼需要 Charlie 的簽名。
  • Miniscript：andor(pk(Alice), pk(Bob), pk(Charlie))

miniscript-fragment-and-or.png

- Miniscript 片段：ANDOR -

2.6 閾值

閾值：thresh(k, …)

閾值條件比多簽名更為靈活。它要求 k 個條件為真；但與多簽名不同的是，它的子元素並不限於公鑰，可以是邏輯表達式、時間鎖、哈希鎖，等等。

  • 例子：Alice 和 Bob 一起簽名（才能花費）；資金靜置 90 天以後，兩個人中的任何一個都可以獨自花費。
  • Miniscript：thresh(2,pk(Alice),s:pk(Bob),sln:older(12960))

miniscript-fragment-threshold.png

- Miniscript 片段：閾值 -

2.7 Taproot Scripts

Taproot 讓你可以為資金承諾多個花費分支，而在使用時只需揭曉一個（也就是你真正使用的那個）。它提供了兩種花費方式：

  • 密鑰路徑：用一個聚合公鑰來花費。這樣的交易在區塊鏈上的表現就是一個普通的單簽名交易，即使這個公鑰是由多個人共同構造的（比如使用 MuSig2）。
  • 腳本路徑：使用被承諾的其中一個 Taproot 腳本分支。只有你用到的那個分支才會揭曉，其餘分支會被隱藏。

這種結構兼顧了效率和隱私性：日常使用可以通過密鑰路徑；而更復雜的花費條件可以隱藏起來，直到需要動用的時候才揭曉。

  • 例子：日常花費使用密鑰路徑中的一個聚合公鑰（稱為 Alice）；如果聚合公鑰無法簽名，腳本路徑允許 Charlie 隨時用簽名來花費，而 Bob 在資金創建的 90 天才能花費。
  • Miniscript：tr(pk(Alice), {and_v(v:pk(Bob),older(12960)),pk(Charlie)})

miniscript-fragment-taproot-scripts.png

- Miniscript 片段：Taproot scripts -

2.8 MuSig2

“MuSig2” 是一個基於 Schnorr 的多重簽名方案，它讓多個參與者可以一同生成一個聚合簽名。在鏈上，這個聚合簽名看起來跟常規的單簽名沒有區別。這提高了隱私性和效率，同時降低了交易體積和手續費。

  • 例子：需要 Alice、Bob 和 Charlie 三人中的兩個簽名才能花費。他們所生成的簽名，在區塊鏈上看起來就是一個單簽名，所以沒有人能夠分辨出這是一個多方錢包。所以多方錢包變得更加隱私和高效了。
  • Miniscript：tr(musig(Alice, Charlie), {pk(musig(Alice, Bob)),pk(musig(Bob, Charlie))})

miniscript-fragment-musig2.png

- Miniscript 片段：MuSig2 -

3. 在 Nunchuk 中使用 Miniscript

3.1 創建 Miniscript 錢包

Nunchuk 讓用戶輕鬆就能用 Miniscript 構建高級的花費條件。你可以從現成的模板開始，也可以輸入自己定製的腳本。

在 Nunchuk 中創建一個 miniscript 錢包：Home → Create new wallet（創建新錢包） → Miniscript

  • 模板：選擇花費條件，比如 “Expanding Multisig（擴展的多簽名）”、“Decaying Multisig（遞減式多簽名）” 或 “Flexible Multisig（靈活多簽名）”。每一種模板都可以調整參數，比如公鑰的數量、時間延遲，不需要你編寫任何代碼。

create-miniscript-wallet-via-timelock.png

- 通過模板創建 miniscript 錢包 -

  • 自定義腳本：對於高級用戶，你可以粘貼一個明文的 Miniscript 花費條件，或者從文件中導入。Nunchuk 會自動分析腳本、檢查正確性，並用大白話向你展示花費條件。

create-miniscript-wallet-using-a-custom-script.png

- 使用自定義腳本創建一個 miniscript 錢包 -

3.2 Miniscript 團體錢包

Nunchuk 的 “團體錢包（Group Wallet）” 功能讓使用多臺設備的多個人可以一起管理一個比特幣錢包，並且他們之間的數據通信是端到端加密的。每一個參與者都可以自己的密鑰，而花費條件是集體強制執行的，不依賴於任何託管商。在跟 Miniscript 結合時，團體錢包支持高級的多方條件，可以反映現實世界中的治理機制。跟普通的 miniscript 錢包一樣，你可以從現成的模板開始，也可以自定義腳本。

要在 Nunchuk 中創建一個 miniscript 團體錢包，請點擊：Home → Create new wallet（創建新錢包） → Group wallet（團體錢包） → Settings（設定） → Miniscript.

minisciprt-group-wallet.png

- 例子：一個公司的兩位執行官和四位董事建立了一個團體錢包。日常操作只需要兩個執行官簽名；但在另一條花費路徑中，四位董事中的任何三位都可以授權一筆交易 -

3.3 Miniscript 錢包復原

要復原 miniscript 錢包，除了常用材料，比如私鑰和原像，備份好的錢包配置文件（無論是輸出描述符形式還是 BSMS 文件形式），是絕對必要的。

BSMS 格式是圍繞 “輸出描述符（Output Descriptor）” 的封裝形式，包含了比如錢包的第一個地址這樣的元數據。這些元數據作為一種校驗和（checksum），並且可以快速定位錢包。錢包配置文件相當於一種地圖，定義了一個錢包是如何構造出來的。

Miniscript 團體錢包也用同樣的要求：沒有錢包配置文件，錢包就無法重新構造出來，即使所有成員的私鑰都沒有丟失，也做不到。

要在 Nunchuk 中復原一個 miniscript 錢包，請點擊：

Home → Create new wallet（創建新錢包） → Recover existing wallet（復原現有錢包） → Recover using BSMS/descriptors（使用 BSMS/描述符 來複原）

要在 Nunchuk 中復原一個 miniscript 團體錢包，請點擊：

Home → Create new wallet（創建新錢包 → Recover existing wallet（復原現有錢包） → Recover group wallet（復原團體錢包）

miniscript-wallet-recovery.png

- 復原一個 miniscript 錢包或 miniscript 團體錢包 -

BSMS 1.0tr(xpub661MyMwAqRbcGgLWCDJNFcLYg8KgQimdffZdRobPJ585b93QjtCgqbPCo54DP3kpzwFpaZxoi6Snia3VDSV4oV81H4BxfaUbAzP2EpGHWDr/**,{multi_a(2,[8a0ba421/87'/0'/0']xpub6DWv19xigzHyBJJvE4iMTyTxQrn5TkBAr8k4gUJ8gycB8U7S7s8QRfBTa4Je2on9FE7jiUa3ijxuNyygEcpe8CGQUEz6W2PGtZ8SUJWc8fC/**,[d33f8331/87'/0'/0']xpub6C3RqV6jatGDLEiGpi92fsDLApCLC6SB28bMjwSaU4w3sdxmhWJRmzsxPDr8zv2hkyt1czkd3siMHJ6uAzN4T1gC5W6Vdd75XyJknN9N1Zb/**,[45c72f63/87'/0'/0']xpub6Ci35gULWq49uY6txiEHLJd8R9ESbadyed8zPACMgi6Cu5cd4BLG9p1ZDP3PnGNNaEHbGuy1uzEJDsEdWQck1C75DkaB13P8kX8UZkc7E8i/**),and_v(v:multi_a(1,[1e897bbf/87'/0'/0']xpub6CSCZZo8sDS2wjXUitr4FQUZwenEL1KcZrgYvi2mvSnVbYztYBxVLj5mKYcpNvB6RkLNEQzaaf8SWquzdhC6ncwasXk8STEjKwYRrd1QZcZ/**,[0cd15c3e/87'/0'/0']xpub6C3JCSGe5J2iqZymN7pKrYisD9po9FRqSRNot6561iLrzFjrPMNm8qn5VeYgTdWAtR66Kfr9oZWrjxSDLxB7GQ5dEi7hiUbjHyDxjaQxww6/**,[03c341e8/87'/0'/0']xpub6Bw2SYRUCc3Pcsgk39WkvkewHnxSLSERZmkUPBy91nrzKXehFBNLEzF2uJ2YiBhrS7kqagpGxBqhVziYawzUHePkB7pQGBMAnQmoYAxEAwz/**),after(1758819600))})/0/*,/1/*bc1pzmlufvqn5dpcquqysj4fr9skwxjj60wg7zyrpk4j8ftccz9ck9rs9fmjam

- 一個 miniscript 錢包的 BSMS 文件 -

4. 應用場景和案例

4.1 應用場景

Miniscript 為超越基礎多簽名的花費策略打開了大門。一些現實世界的應用場景包括：

  • 遺產規劃：一種保險櫃，繼承人可以在一個定義好的時延之後解鎖，同時錢包的主人可以在自己生前完全控制其中的資金。
  • 公司財庫：要求多位執行官簽名以從財庫支出，同時隱藏為緊急情形而準備的備用花費路徑。
  • 託管與交易：使用哈希鎖和時間鎖來支出原子化的互換以及安全託管，無需中介。
  • 保險：保險供應商可以強制執行賠付條件（需要多個簽名），或者，資金可以在時間鎖過期、提供一個可驗證的事件聲明之後釋放。
  • 借貸：貸款可以用比特幣抵押品來擔保；比特幣抵押品可以通過閾值條件、時間鎖和退款路徑來強制執行還款或者清算，從而減少對可信任中介的需要。
  • 緊急復原：一個通常需要 2-of-3 多簽名來解鎖的錢包，在資金長期不移動之後，激活一個緊急復原花費條件，一個或一組復原密鑰可以解鎖資金。
  • 保護隱私的託管：使用 Taproot 和 MuSig2，即使複雜的多方條款，其花費交易在鏈上看起來也跟單簽名交易一樣，在保護隱私的同時，也保留了健壯的安全性。

4.2 案例

A）帶有時間鎖的繼承（一勞永逸的復原）

  • 花費條件背後的想法：當前使用 2-of-3 多簽名；在你離線 6 個月之後，一個指定的後備密鑰可以取出錢包中的資金。

  • 有何意義：減少資金永久丟失的風險，同時，不將直接的控制權交給他人。

  • 如何工作：閾值簽名和一個帶有時間鎖的復原路徑。

  • Miniscript 例子：

    andor(      pk(backup_key),      older(4224679),      multi(2,A,B,C)      )

B）帶有分級許可機制的企業財庫

  • 花費條件背後的想法：

    • 日常花費：任意 2 位財務總監 + 1 個聯合簽名機器（例如 硬件簽名模塊（HSM）/KMS（密鑰管理服務器））
    • 大額支出：任意 2 位財務總監 + 首席財務官（CFO）
    • 延遲/緊急 訪問：任何 2 位財務總監在為期 7 天的延遲之後可以花費

  • 有何意義：日常便利和安全保障。

  • 如何工作：閾值/AND 加上 OR 分支和一個可選的時間鎖。團隊在使用時自己選擇分支。

  • Miniscript 例子：

    and_v(      or_c(           pk(HSM),           or_i(                   v:pk(CFO),                   v:older(4195485)                   )           ),      multi(2,LeadA,LeadB,LeadC))

C）用於 OTC 交易的可控託管

  • 花費條件背後的想法：買方 + 賣方，或者，時間窗口結束後，任何一方 + 仲裁方

  • 有何意義：無託管者。清晰的、基於規則的調解路徑。

  • 如何工作：帶有一個時間鎖備用條件的 OR 邏輯。

  • Miniscript 例子：

    thresh(2,       pk(Buyer),       s:pk(Seller),       sj:and_v(                   v:pk(Arbiter),                   n:older(4194472)                   )       )

D）在鏈上難尋蹤跡的多方錢包

  • 花費條件背後的想法：三個設備共同控制；可以使用一個聚合公鑰來花費，所以簽名者的數量不會暴露。

  • 有何意義：實現團隊安全性，同時無需暴露治理結構。

  • 如何工作：可以選擇 Taproot 和 MuSig2 。MuSig2 將多個簽名者聚合成一個公鑰；Taproot 隱藏未使用的分支。在一個腳本路徑中，只有被執行的分支才會揭曉。

  • Miniscript 例子（Taproot）：

    tr(    musig(A,B),       {           pk(musig(A,C)),           pk(musig(B,C))       }  )

5. 結論

比特幣一向具有使用豐富花費條件的能力，但其低層編程語言太過困難，而且對絕大部分用戶都很危險。Miniscript 通過提供一種結構化的、安全的、可組合的語言來表達花費條件，改變了局面。

使用 Miniscript，遺產規劃、企業財庫、原子化互換、保護隱私的託管等等高級用途都成為了囊中之物。

作為一款軟件錢包，Nunchuk 將 Miniscript 帶到了用戶友好的界面中，比特幣生態系統也獲得了一種強大的新標準。最終，複雜的合約也可以用安全、可分析、易讀的方式來表達 —— 開啟下一代的比特幣保管和智能合約設計。

腳註：支持 MiniScript 的硬件簽名器

（最後更新於 2025年 8 月 27 日）

  • 支持單純的隔離見證 Miniscript ：Tapsigner、Coldcard（EDGE 固件 v6.3.3 及更高版本）、Jade（固件 v1.0.30 及更高版本）、Jade Plus（固件 v1.0.30 及更高版本）、Ledger（固件 v2.1.0 及更高版本）、Specter DIY（固件 v1.5.0 及更高版本）
  • 支持 Taproot Miniscript ：Coldcard（EDGE 固件 v6.3.3 及更高版本）、Ledger（固件 v2.2.1 及更高版本）、Specter DIY（固件 v1.9.0 及更高版本）
  • 支持 MuSig2：尚無（即當前只能使用軟件密鑰）

（完）

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