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 redes Layer2 aumentou significativamente. Esta tendência é impulsionada pela maior escalabilidade, menores taxas de transação e alta capacidade de processamento proporcionadas pela tecnologia Layer2. Esses avanços promovem transações mais eficientes e econômicas, impulsionando a adoção e integração mais ampla do Bitcoin em várias aplicações. Assim, 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.

As transações entre Bitcoin e Layer2 têm três esquemas típicos de cadeia cruzada, a saber, transações de cadeia cruzada centralizadas, a ponte de cadeia cruzada BitVM e trocas atômicas de cadeia cruzada. Essas três tecnologias diferem em suposições de confiança, segurança, conveniência, limites de transação, entre outros aspectos, podendo atender a diferentes necessidades de aplicação.

As vantagens da negociação em cadeia cruzada centralizada incluem a rapidez e a facilidade do processo de correspondência. No entanto, a segurança desse método depende completamente da confiabilidade e reputação das instituições centralizadas. Se uma instituição centralizada sofrer falhas técnicas, ataques maliciosos ou inadimplemento, os fundos dos usuários enfrentam um risco elevado. Além disso, a negociação em cadeia cruzada centralizada também pode expor a privacidade dos usuários, exigindo que os usuários considerem cuidadosamente ao escolher esse método.

A tecnologia da ponte cadeia cruzada BitVM é relativamente complexa. Essa tecnologia introduz um mecanismo de desafio otimista, portanto, a tecnologia é relativamente complexa. Além disso, o mecanismo de desafio otimista envolve uma grande quantidade de transações de desafio e resposta, com taxas de transação bastante elevadas. Portanto, a ponte cadeia cruzada BitVM é adequada apenas para transações de grande valor, com baixa frequência de uso.

Cadeia cruzada de troca atômica é um contrato que permite a negociação descentralizada de criptomoedas. A troca atômica deve envolver duas partes, e nenhuma terceira parte pode interromper ou interferir no processo de troca. Isso significa que a tecnologia é descentralizada, não sujeita a censura, com uma melhor proteção de privacidade, e pode realizar negociações de cadeia cruzada em alta frequência, sendo amplamente aplicada em exchanges descentralizadas.

A tecnologia de troca atômica entre cadeias cruzadas inclui principalmente o Hash Time Lock e a assinatura de adaptador. A troca atômica entre cadeias cruzadas baseada no Hash Time Lock (HTLC), embora seja um grande avanço no campo das tecnologias de troca descentralizada, apresenta problemas de vazamento de privacidade. A troca atômica entre cadeias cruzadas baseada na assinatura de adaptador tem três vantagens: substitui o script na cadeia, reduz o espaço ocupado na cadeia e implementa a proteção de privacidade.

Este artigo apresenta primeiro os princípios da assinatura adaptadora Schnorr/ECDSA e da troca atómica em cadeia cruzada. Em seguida, analisa os problemas de segurança do número aleatório que existem nas assinaturas adaptadoras e os problemas de heterogeneidade do sistema e heterogeneidade do algoritmo no cenário de cadeia cruzada, e apresenta soluções. Por fim, expande a aplicação da assinatura adaptadora, implementando a custódia de ativos digitais não interativa.

No que diz respeito ao problema dos números aleatórios, as assinaturas pré-assinadas do adaptador Schnorr/ECDSA comprometem os números aleatórios. Se os números aleatórios forem revelados ou reutilizados, isso pode levar à revelação da chave privada. Portanto, deve-se utilizar o RFC 6979 para resolver o problema da reutilização de números aleatórios. O RFC 6979 elimina a necessidade de gerar números aleatórios ao derivar deterministicamente k a partir da chave privada e da mensagem a ser assinada.

No que diz respeito aos problemas de cenários de cadeia cruzada, é necessário considerar a questão da heterogeneidade entre o sistema UTXO e o modelo de contas. O Bitcoin utiliza o modelo UTXO, baseado na curva Secp256k1, para implementar a assinatura ECDSA nativa. Por outro lado, o Bitlayer é uma cadeia L2 do Bitcoin compatível com EVM e utiliza o modelo de contas. A assinatura do adaptador implementa a lógica necessária para a troca de BTC, enquanto a troca no Bitlayer é suportada pela funcionalidade de contratos inteligentes do Ethereum. Além disso, também é necessário considerar a situação de diferentes algoritmos na mesma curva e a questão da segurança da assinatura do adaptador quando as curvas são diferentes.

Por fim, este artigo apresenta uma aplicação de custódia de ativos digitais não interativa baseada em assinaturas de adaptador. Esta aplicação envolve três participantes: comprador, vendedor e custodiante, podendo instanciar um subconjunto de estratégias de gastos de limite sem necessidade de interação. O artigo também apresenta brevemente a criptografia verificável, um primitivo criptográfico, incluindo duas implementações: Purify e Juggling.

A tecnologia de assinatura de adaptadores oferece novas possibilidades para trocas atômicas entre cadeias cruzadas, com melhor proteção de privacidade e maior eficiência. No entanto, na aplicação prática, ainda é necessário considerar questões como a segurança de números aleatórios e a heterogeneidade do sistema. Pesquisas futuras podem explorar mais a aplicação da assinatura de adaptadores em mais cenários de cadeia cruzada, bem como como otimizar seu desempenho e segurança.