アダプタ署名とクロスチェーン原子交換におけるその応用

ビットコインのLayer2拡張ソリューションの急速な発展に伴い、ビットコインとLayer2ネットワーク間のクロスチェーン資産移転頻度が著しく増加しています。この傾向は、Layer2技術が提供するより高いスケーラビリティ、より低い取引手数料、および高いスループットによって推進されています。これらの進歩は、より効率的で経済的な取引を促進し、ビットコインのさまざまなアプリケーションにおけるより広範な採用と統合を促進しています。したがって、ビットコインとLayer2ネットワーク間の相互運用性は、暗号通貨エコシステムの重要な構成要素となり、革新を推進し、ユーザーにより多様で強力な金融ツールを提供しています。

! ビットコインおよびレイヤー2資産のクロスチェーンテクノロジーの解析

ビットコインとLayer2間のクロスチェーン取引には、中央集権型クロスチェーン取引、BitVMクロスチェーンブリッジ、クロスチェーン原子交換の3つの典型的なソリューションがあります。これらの3つの技術は、信頼の仮定、安全性、利便性、取引額などの観点で異なり、さまざまなアプリケーションのニーズを満たすことができます。

中央集権型クロスチェーン取引の利点は、スピードが速く、マッチングプロセスが比較的容易であることです。しかし、この方法の安全性は完全に中央集権機関の信頼性と信用に依存しています。中央集権機関が技術的な障害や悪意のある攻撃、違約に直面した場合、ユーザーの資金は高いリスクにさらされます。さらに、中央集権型クロスチェーン取引はユーザーのプライバシーを漏洩する可能性もあり、この方法を選択する際には慎重に考慮する必要があります。

BitVMクロスチェーンブリッジ技術は相対的に複雑です。この技術は楽観的チャレンジメカニズムを導入しているため、技術は相対的に複雑です。さらに、楽観的チャレンジメカニズムは大量のチャレンジとレスポンス取引を含むため、取引手数料も高くなります。したがって、BitVMクロスチェーンブリッジは超大口取引にのみ適しており、使用頻度は低いです。

クロスチェーン原子交換は、分散型暗号通貨取引を実現するための契約です。原子交換は二者を含む必要があり、第三者が交換プロセスを中断または干渉することはできません。これは、この技術が分散型であり、検閲を受けず、プライバシー保護が優れており、高頻度のクロスチェーン取引を実現できることを意味し、分散型取引所で広く利用されています。

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クロスチェーン原子交換技術は主にハッシュ時間ロックとアダプタ署名を含みます。ハッシュ時間ロック(HTLC)に基づくクロスチェーン原子交換は、去中心化交換技術分野の重大な突破口ですが、プライバシー漏洩の問題があります。アダプタ署名に基づくクロスチェーン原子交換には3つの利点があります: チェーン上のスクリプトを置き換え、チェーン上の占有スペースを減少させ、プライバシー保護を実現します。

本文では、まずSchnorr/ECDSAアダプタ署名とクロスチェーン原子交換の原理について紹介します。次に、アダプタ署名に存在するランダム数のセキュリティ問題とクロスチェーンシナリオにおけるシステムの非一様性およびアルゴリズムの非一様性の問題を分析し、その解決策を示します。最後に、アダプタ署名の拡張応用について説明し、非対話型のデジタル資産の保管を実現します。

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ランダム数の問題に関して、Schnorr/ECDSAアダプタ署名のプレ署名は、ランダム数にコミットしています。ランダム数が漏洩または再利用されると、秘密鍵が漏洩する可能性があります。したがって、RFC 6979を使用してランダム数の再利用の問題を解決すべきです。RFC 6979は、秘密鍵と署名対象のメッセージから決定論的にkを導出することにより、ランダム数を生成する必要を排除します。

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クロスチェーンのシナリオに関する問題では、UTXOとアカウントモデルシステムの非互換性を考慮する必要があります。ビットコインはUTXOモデルを採用しており、Secp256k1曲線に基づいてネイティブなECDSA署名を実現しています。一方、BitlayerはEVM互換のBitcoin L2チェーンで、アカウントモデルを採用しています。アダプタ署名はBTC交換に必要なロジックを実装しており、Bitlayerの交換相手はイーサリアムスマートコントラクトの機能で支えられています。さらに、同じ曲線の異なるアルゴリズムや、曲線が異なる場合のアダプタ署名の安全性問題も考慮する必要があります。

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最後に、本稿ではアダプタ署名に基づく非対話型デジタル資産保管アプリケーションについて紹介します。このアプリケーションは、買い手、売り手、保管者の3つの参加者が関与し、相互作用なしに閾値支出戦略のサブセットをインスタンス化することができます。この記事では、PurifyとJugglingの2つの実装方法を含む可検証暗号という暗号学的原理についても簡単に説明します。

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アダプタ署名技術はクロスチェーン原子交換に新たな可能性を提供し、より良いプライバシー保護と高い効率を持っています。しかし、実際の応用においてはランダム数の安全性、システムの異種性などの問題を考慮する必要があります。今後の研究では、アダプタ署名のさらなるクロスチェーンシナリオへの応用や、その性能と安全性の最適化を探ることができます。

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