Exploração aprofundada da assinatura do adaptador e sua aplicação na troca atómica em cadeia cruzada

Com o rápido desenvolvimento das soluções de escalabilidade Layer2 do Bitcoin, a frequência de transferência de ativos entre o Bitcoin e suas redes Layer2 aumentou significativamente. Essa tendência é impulsionada pela maior escalabilidade, menores taxas de transação e alta taxa de transferência proporcionadas pela tecnologia Layer2. Portanto, a interoperabilidade entre o Bitcoin e as redes Layer2 está se tornando uma parte fundamental do ecossistema de criptomoedas, promovendo inovações e oferecendo aos usuários ferramentas financeiras mais diversificadas e robustas.

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

Este artigo foca na tecnologia de troca atômica em cadeia cruzada baseada em assinaturas de adaptador. Em comparação com a troca atômica baseada em bloqueio de tempo de hash (HTLC), o esquema de assinatura de adaptador apresenta as seguintes vantagens:

1. Substituiu o script on-chain, implementando o "script invisível"
2. O espaço ocupado na cadeia é menor, as taxas são mais baixas
3. A negociação não consegue conectar, proporcionando uma melhor proteção de privacidade

Assinatura do adaptador e princípio da troca atômica em cadeia cruzada

Assinatura do adaptador Schnorr e troca atómica

O fluxo básico de assinatura do adaptador Schnorr é o seguinte:

1. Alice gera um número aleatório r, calcula R = rG
2. Alice calcula c = H(R||m)
3. Alice calcula s' = r + cx - y, onde y é o valor de adaptação
4. Alice envia (R,s') para Bob
5. Bob verifica s'G ?= R + cX - Y
6. Bob pode calcular s = s' + y após obter y
7. (R,s) é a assinatura Schnorr completa.

Processo de troca atómica baseado em assinaturas adaptadas Schnorr:

1. Alice cria a transação TxA, enviando moedas para Bob
2. Alice gera uma pré-assinatura (R,s') e envia para o Bob
3. Bob cria a transação TxB, pagando a moeda a Alice
4. Bob gera a assinatura completa (R',s), envia para Alice
5. Alice pode derivar y após obter s, completando a assinatura do TxA
6. Ambas as partes transmitem a conclusão da troca da transação

Assinatura do adaptador ECDSA e troca atómica

O fluxo básico da assinatura do adaptador ECDSA é o seguinte:

1. Alice gera um número aleatório k, calcula R = kG
2. Alice calcula r = R_x mod n
3. Alice calcula s' = k^(-1)(H(m) + rx - y) mod n
4. Alice envia (r,s') para Bob
5. Bob verifica s'G ?= R + r(s'X - Y)
6. Bob pode calcular s = s' + y após obter y
7. (r,s) é a assinatura ECDSA completa

O processo de troca atómica baseado na assinatura do adaptador ECDSA é semelhante ao esquema Schnorr.

Problemas existentes e soluções

problema de segurança de números aleatórios

Existe o risco de vazamento e reutilização de números aleatórios na assinatura do adaptador, o que pode levar ao vazamento da chave privada. A solução é usar a norma RFC 6979, gerando números aleatórios de maneira determinística:

k = SHA256(sk, msg, counter)

Isto garante que a mesma entrada gera o mesmo número aleatório, ao mesmo tempo que assegura a aleatoriedade e a imprevisibilidade.

problema de sistema heterogêneo de cadeia cruzada

O Bitcoin adota o modelo UTXO, enquanto o Ethereum Layer 2 utiliza o modelo de conta, o que traz desafios para a aplicação de assinatura de adaptadores. A solução é implementar a lógica de troca atómica através de contratos inteligentes no lado do Layer 2.

Além disso, cadeias diferentes podem adotar diferentes algoritmos de assinatura. Quando a mesma curva é usada, mas algoritmos diferentes, como Bitcoin usando Schnorr, Layer2 usando ECDSA(, a assinatura do adaptador ainda é segura. Mas se as curvas forem diferentes, a assinatura do adaptador não pode ser usada.

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Aplicação de Custódia de Ativos Digitais

A assinatura do adaptador pode ser utilizada para implementar a custódia de ativos digitais não interativa. Os principais passos são os seguintes:

1. Alice e Bob criam uma saída de múltipla assinatura 2-de-2
2. As partes trocam assinaturas pré-assinadas e texto cifrado
3. Assine e transmita a transação de fundos após verificar a validade do texto cifrado.
4. Em caso de disputa, pode solicitar ao custodiante a descriptação para obter o valor de adaptação.
5. A parte que obtiver o valor de adaptação pode completar a assinatura da transação e transmiti-la.

Este plano não requer a participação de um custodiante na inicialização e não exige a divulgação do conteúdo do contrato, oferecendo uma boa privacidade.

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Resumo

Este artigo analisa detalhadamente os princípios de aplicação da assinatura de adaptador na troca atômica em cadeia cruzada, os problemas existentes e as soluções. A tecnologia de assinatura de adaptador oferece uma solução eficiente e que protege a privacidade para transações descentralizadas em cadeia cruzada, com potencial para desempenhar um papel importante no futuro da ecologia de cadeia cruzada.

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