Assinatura do adaptador e sua aplicação em trocas atômicas em cadeia cruzada

Com o rápido desenvolvimento das soluções de escalabilidade Layer2 do Bitcoin, a frequência de transferência de ativos entre o Bitcoin e as suas redes Layer2 aumentou significativamente. Esta tendência está a promover uma adoção e integração mais ampla do Bitcoin em várias aplicações. A interoperabilidade entre o Bitcoin e as redes Layer2 está a tornar-se uma componente chave do ecossistema das criptomoedas, impulsionando a inovação e proporcionando aos utilizadores ferramentas financeiras mais diversificadas e poderosas.

Atualmente, existem três principais soluções para transações de cadeia cruzada entre Bitcoin e Layer2: transações de cadeia cruzada centralizadas, ponte de cadeia cruzada BitVM e trocas atômicas de cadeia cruzada. Essas tecnologias têm suas vantagens e desvantagens em termos de suposições de confiança, segurança, conveniência e limites de transação, podendo atender a diferentes necessidades de aplicação.

A troca atômica em cadeia cruzada é uma tecnologia descentralizada, sem censura e com boa proteção de privacidade, que pode realizar transações em cadeia cruzada de alta frequência, sendo amplamente utilizada em trocas descentralizadas. Atualmente, a troca atômica em cadeia cruzada é principalmente implementada com base em duas tecnologias: Hash Time Lock (HTLC) e assinatura de adaptador.

Este artigo foca na tecnologia de troca atômica em cadeia cruzada baseada em assinaturas de adaptador. A assinatura de adaptador é uma assinatura adicional que revela simultaneamente duas partes de dados a ambas as partes, sendo uma técnica chave para realizar trocas atômicas sem scripts. Comparada ao HTLC, a assinatura de adaptador apresenta vantagens como menor ocupação de espaço, custos baixos e melhor privacidade.

O artigo primeiro detalha os princípios das assinaturas de adaptador Schnorr e ECDSA e suas aplicações na troca atômica em cadeia cruzada. Em seguida, analisa os problemas de segurança dos números aleatórios existentes nas assinaturas de adaptador, bem como os problemas de heterogeneidade de sistemas e heterogeneidade de algoritmos em cenários de cadeia cruzada, e apresenta as soluções correspondentes. Por fim, explora as aplicações expandidas das assinaturas de adaptador na custódia de ativos digitais não interativos.

Assinatura do adaptador e troca atômica em cadeia cruzada

Assinatura do adaptador Schnorr e troca atômica

O princípio básico da assinatura de adaptador Schnorr é introduzir um adaptador y com base na assinatura Schnorr original, de modo que apenas a parte que conhece y possa completar a assinatura final. Na troca atômica em cadeia cruzada, ambas as partes podem realizar a troca atômica de ativos trocando seus respectivos adaptadores y.

Assinatura do adaptador ECDSA e troca atômica

O princípio da assinatura do adaptador ECDSA é semelhante ao de Schnorr, mas devido à estrutura especial da assinatura ECDSA, é necessário introduzir provas de conhecimento zero para garantir a segurança. O fluxo de aplicação na troca de cadeia cruzada é basicamente o mesmo que a assinatura do adaptador Schnorr.

Problemas e Soluções

problema e solução de número aleatório

A divulgação ou reutilização de números aleatórios na assinatura do adaptador pode levar à divulgação da chave privada. Para resolver esse problema, pode-se adotar a norma RFC 6979, que permite a extração de números aleatórios de forma determinística a partir da chave privada e da mensagem.

problemas e soluções de cenários de cadeia cruzada

Ao realizar trocas atómicas entre sistemas heterogéneos de modelo UTXO e modelo de conta, é necessário utilizar contratos inteligentes para implementar a pré-assinatura das transações de reembolso.

Para sistemas que usam a mesma curva, mas algoritmos de assinatura diferentes, a assinatura do adaptador ainda é segura. Mas se as curvas forem diferentes, não é possível usar diretamente a assinatura do adaptador para troca atômica.

Aplicação de Custódia de Ativos Digitais

A assinatura do adaptador pode ser expandida para ser aplicada a custódia de ativos digitais não interativos. Ao introduzir o custodiante, é possível realizar transações de custódia 2 de 3 entre Alice e Bob, sem a necessidade de envolvimento do custodiante na configuração inicial.

A criptografia verificável é a tecnologia chave para a custódia de ativos não interativa. Atualmente, existem principalmente duas soluções de criptografia verificável, Purify e Juggling, que podem ser utilizadas para o logaritmo discreto na curva Secp256k1.

Resumo

A assinatura do adaptador fornece uma maneira eficiente e de proteção de privacidade para a troca atômica entre cadeias cruzadas. No entanto, na aplicação prática, ainda é necessário considerar questões como a segurança do número aleatório e a heterogeneidade do sistema. Além disso, a assinatura do adaptador também pode ser aplicada de forma extensiva em cenários de custódia de ativos digitais, apresentando um amplo potencial de aplicação.