Подпись адаптера и её применение в кросс-чейн атомарных обменах

С быстрым развитием решений по масштабированию Bitcoin Layer2 частота межсетевых переводов активов между Bitcoin и сетями Layer2 значительно возросла. Эта тенденция обусловлена более высокой масштабируемостью, низкими транзакционными издержками и высокой пропускной способностью, предоставляемыми технологиями Layer2. Эти достижения способствовали более эффективным и экономичным транзакциям, что, в свою очередь, способствовало более широкому внедрению и интеграции Bitcoin в различных приложениях. Таким образом, взаимозаменяемость между Bitcoin и сетями Layer2 становится ключевым компонентом экосистемы криптовалют, способствуя инновациям и предоставляя пользователям более разнообразные и мощные финансовые инструменты.

Существуют три типичных схемы кросс-чейн-транзакций между Биткойном и Layer2: централизованные кросс-чейн-транзакции, мост BitVM и кросс-чейн атомарные свопы. Эти три технологии различаются по предположениям доверия, безопасности, удобству и лимитам транзакций, что позволяет удовлетворять различные потребности приложений.

Преимущества централизованной кросс-чейн торговли заключаются в быстроте и относительной простоте процесса свопа. Однако безопасность этого метода полностью зависит от надежности и репутации централизованной организации. Если централизованная организация столкнется с техническими сбоями, злонамеренными атаками или нарушением обязательств, то средства пользователей окажутся под высоким риском. Кроме того, централизованная кросс-чейн торговля может также привести к утечке личной информации пользователей, поэтому необходимо тщательно рассмотреть этот метод перед его выбором.

Технология кросс-чейн моста BitVM относительно сложна. Эта технология вводит механизм оптимистичных вызовов, поэтому она достаточно сложна. Кроме того, механизм оптимистичных вызовов включает большое количество транзакций вызова и ответа, что приводит к высокой стоимости транзакций. Поэтому кросс-чейн мост BitVM подходит только для очень крупных сделок и используется реже.

Кросс-чейн атомарный обмен — это контракт, позволяющий осуществлять децентрализованные криптовалютные сделки. Атомарный обмен должен включать две стороны, и никакая третья сторона не может прервать или вмешаться в процесс обмена. Это означает, что технология является децентрализованной, не подвержена цензуре, обеспечивает хорошую защиту конфиденциальности и позволяет высокочастотные кросс-чейн сделки, что делает ее широко применимой в децентрализованных биржах.

Технология кросс-чейн атомарного обмена в основном включает хэш-тайм-лок и адаптерные подписи. Кросс-чейн атомарный обмен на основе хэш-тайм-лока (HTLC), хотя и является значительным прорывом в области децентрализованных обменных технологий, имеет проблемы с утечкой конфиденциальности. Кросс-чейн атомарный обмен на основе адаптерных подписей имеет три преимущества: заменяет скрипты на цепочке, уменьшает занимаемое пространство на цепочке, обеспечивает защиту конфиденциальности.

В статье сначала рассматриваются принципы адаптерных подписей Schnorr/ECDSA и кросс-чейн атомного обмена. Затем анализируются проблемы безопасности случайных чисел, существующие в адаптерных подписях, а также проблемы системной и алгоритмической гетерогенности в кросс-чейн сценариях, и предлагаются решения. Наконец, проводятся расширенные применения адаптерных подписей для реализации неинтерактивного хранения цифровых активов.

В отношении проблемы случайных чисел предварительная подпись адаптера Schnorr/ECDSA делает обязательства по случайным числам. Если случайные числа утечет или будут повторно использованы, это приведет к утечке закрытого ключа. Поэтому следует использовать RFC 6979 для решения проблемы повторного использования случайных чисел. RFC 6979 устраняет необходимость в генерации случайных чисел, детерминированно извлекая k из закрытого ключа и сообщения, подлежащего подписанию.

В вопросах кросс-чейн-сценариев необходимо учитывать гетерогенность систем UTXO и учетных моделей. Биткойн использует модель UTXO и реализует нативную ECDSA подпись на основе кривой Secp256k1. Bitlayer является EVM-совместимой цепочкой Bitcoin L2, использующей учетную модель. Подпись адаптера реализует логику, необходимую для обмена BTC, в то время как обмен Bitlayer поддерживается функциональностью смарт-контрактов Ethereum. Кроме того, необходимо учитывать ситуацию с одинаковыми кривыми, но различными алгоритмами, а также вопросы безопасности подписи адаптера при разных кривых.

В заключение, в статье представлено приложение для неинтерактивного хранения цифровых активов на основе подписей адаптеров. Это приложение включает в себя три участника: покупателя, продавца и хранителя, которые могут инстанцировать подмножество стратегий ограниченных расходов без необходимости взаимодействия. В статье также кратко рассматривается проверяемое шифрование как криптографический примитив, включая два способа реализации: Purify и Juggling.

Технология подписи адаптера предоставляет новые возможности для кросс-чейн атомарного обмена, обеспечивая лучшую защиту конфиденциальности и более высокую эффективность. Тем не менее, при практическом применении необходимо учитывать такие проблемы, как безопасность случайных чисел и гетерогенность систем. Будущие исследования могут дальше изучить применение подписи адаптера в большем количестве кросс-чейн сценариев, а также способы оптимизации его производительности и безопасности.