Adaptör İmzası ve Bunun Cross-Chain Atomik Değişimindeki Uygulamaları

Bitcoin'in Layer2 ölçeklendirme çözümlerinin hızlı gelişimiyle birlikte, Bitcoin ile Layer2 ağları arasındaki varlık transferi sıklığı önemli ölçüde artmıştır. Bu trend, Layer2 teknolojisinin sunduğu daha yüksek ölçeklenebilirlik, daha düşük işlem ücretleri ve yüksek işlem hacmi ile desteklenmektedir. Bu nedenle, Bitcoin ile Layer2 ağları arasındaki birlikte çalışabilirlik, kripto para ekosisteminin ana bileşeni haline gelmekte, yeniliği teşvik etmekte ve kullanıcılara daha çeşitlendirilmiş ve güçlü finansal araçlar sunmaktadır.

Bitcoin ile Layer2 arasındaki cross-chain işlemler için üç ana çözüm vardır: merkezi cross-chain işlemler, BitVM cross-chain köprüsü ve cross-chain atomik takas. Bu teknolojiler, güven varsayımları, güvenlik, kullanım kolaylığı ve işlem limitleri gibi konularda farklı özelliklere sahiptir ve çeşitli uygulama ihtiyaçlarını karşılayabilir.

Merkezi cross-chain ticaretin hızı yüksektir, eşleştirme süreci görece kolaydır, ancak güvenlik tamamen merkezi kuruluşların güvenilirliğine bağlıdır. BitVM cross-chain köprüsü, optimistik meydan okuma mekanizmasını tanıtarak, teknik olarak görece karmaşık bir yapı sunar ve işlem ücretleri yüksektir, yalnızca çok büyük işlemler için uygundur. Cross-chain atomik takas, merkeziyetsiz, sansüre tabi olmayan ve iyi bir gizlilik korumasına sahip bir teknolojidir; yüksek frekanslı cross-chain işlemlerini gerçekleştirebilir ve merkeziyetsiz borsalarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Cross-chain atomik değişim teknolojisi esas olarak hash zaman kilidi ve adaptör imzasını içerir. Hash zaman kilidine dayanan atomik değişim, merkeziyetsiz değişim teknolojisinde önemli bir atılım olmasına rağmen, kullanıcı gizliliği ihlali sorununu barındırmaktadır. Adaptör imzasına dayanan atomik değişim, zincir üzerindeki scriptleri değiştirmiştir, bu da değişimi daha hafif, maliyetleri daha düşük hale getirmiş ve gizlilik korumasını sağlamıştır.

Bu makale, Schnorr/ECDSA adaptör imzası ve cross-chain atomik takas ilkesini tanıtmaktadır, adaptör imzasındaki rastgele sayı güvenlik sorununu ve cross-chain senaryolarındaki sistem heterojenlik sorununu analiz etmekte ve çözüm önerileri sunmaktadır. Son olarak, adaptör imzasının genişletilmiş uygulamaları ile etkileşimsiz dijital varlık saklama işlemi gerçekleştirilmiştir.

Adaptör İmzası ve Cross-Chain Atomik Değişim

Schnorr adaptör imzası ve atomik takas

Schnorr adaptör imza süreci aşağıdaki gibidir:

1. Alice rastgele sayı r'yi seçer, R = r·G'yi hesaplar.
2. Alice, c = H(R||P||m) hesaplar.
3. Alice s' = r + c·x hesaplar.
4. Alice (R,s')'i Bob'a gönderdi.
5. Bob doğruluyor s'·G = R + c·P
6. Bob y'yi seçer, Y = y·G'yi hesaplar.
7. Bob s = s' + y hesaplıyor
8. Bob yayınlıyor (R,s) işlemi tamamlandı

Atomik değişim süreci:

1. Alice, Bob'a Bitcoin göndererek TX1 işlemini oluşturdu.
2. Alice, TX1 üzerinde adaptör imzası yapar, (R, s') alır.
3. Alice (R,s')'i Bob'a gönderdi.
4. Bob doğruladı (R,s')
5. Bob, altcoin'i Alice'e göndermek için TX2 işlemi oluşturdu.
6. Bob, TX2 üzerinde standart imza atar ve yayınlar.
7. Alice TX2'yi aldıktan sonra y'yi Bob'a söyledi.
8. Bob, s = s' + y'yi hesapladı, TX1 işlemini yayınladı.
9. Alice, s'den y'yi çıkarır ve TX2'yi tamamlar.

ECDSA adaptör imzası ve atomik takas

ECDSA adaptör imza süreci aşağıdaki gibidir:

1. Alice rastgele bir k sayısı seçer, R = k·G hesaplar.
2. Alice r = R_x mod n hesaplar
3. Alice, s' = k^(-1)(H(m) + rx) mod n hesaplar
4. Alice (r,s')'i Bob'a gönderdi
5. Bob, r = (s'^(-1)H(m)·G + s'^(-1)r·P)_x mod n
6. Bob y'yi seçer, Y = y·G'yi hesaplar.
7. Bob s = s' + y mod n hesaplar
8. Bob yayınlıyor (r,s) işlemi tamamlandı

Atomik takas süreci, Schnorr imza sürecine benzer.

Sorunlar ve Çözümler

rastgele sayı sorunu ve çözüm yolları

Adaptör imzasında rastgele sayı sızıntısı ve yeniden kullanımı sorunu var, bu da özel anahtarın sızmasına neden olabilir. Çözüm, RFC 6979'u kullanarak rastgele sayıları belirleyici bir şekilde oluşturmaktır:

k = SHA256(sk, msg, counter)

Bu, k'nın her mesaj için benzersiz olmasını sağlarken, aynı zamanda tekrar üretilebilirlik sunarak rastgele sayı üreteciyle ilgili güvenlik risklerini önler.

cross-chain senaryoları sorunları ve çözümleri

1. UTXO ve hesap modeli sistemlerinin heterojenlik sorunu: Bitcoin UTXO modelini kullanırken, Ethereum hesap modelini kullanıyor, bu da Ethereum'da önceden imzalanmış işlemlerin gerçekleştirilememesine neden oluyor. Çözüm, Ethereum tarafında akıllı sözleşmeler kullanarak atomik takas mantığını gerçekleştirmektir.

2. Aynı eğri, farklı algoritmaların adaptör imza güvenliği: İki zincir aynı eğriyi kullanıp farklı imza algoritmaları kullandığında, adaptör imzası hala güvenlidir.

3. Farklı eğrilerin adaptör imzaları güvensizdir: İki zincir farklı eliptik eğriler kullandığında, atomik takas için adaptör imzası kullanılamaz.

Dijital Varlık Saklama Uygulaması

Adaptör imzasına dayalı olarak etkileşimsiz dijital varlık yönetimi gerçekleştirilebilir:

1. Alice ve Bob, 2-of-2 MuSig çıktılı finansman işlemi oluşturdu.
2. Alice ve Bob, adaptor secret'e dayalı olarak ön imzalar oluşturur ve secret'ı doğrulanabilir şifreleme yöntemi ile şifreler.
3. Anlaşmazlık durumunda, saklayıcı secret'ı çözebilir ve bir tarafın işlemi tamamlamasına yardımcı olabilir.

Doğrulanabilir şifreleme, Purify veya Juggling yöntemleriyle gerçekleştirilebilir.

Özet

Bu makale, Schnorr/ECDSA adaptör imzası ve cross-chain atomik değişim prensiplerini detaylı bir şekilde açıklamakta, içindeki güvenlik sorunlarını analiz etmekte ve çözüm önerileri sunmaktadır. Adaptör imzası, cross-chain senaryolarında sistem modeli ve algoritma farklılıklarını dikkate almalıdır. Bu teknoloji ayrıca etkileşimsiz dijital varlıkların saklanması gibi senaryolara genişletilebilir.