Firma de adaptador y su aplicación en intercambios atómicos cross-chain

Con el rápido desarrollo de las soluciones de escalado Layer2 de Bitcoin, la frecuencia de transferencia de activos entre Bitcoin y su red Layer2 ha aumentado significativamente. Esta tendencia ha fomentado una adopción e integración más amplia de Bitcoin en diversas aplicaciones. La interoperabilidad entre Bitcoin y las redes Layer2 se está convirtiendo en un componente clave del ecosistema de criptomonedas, impulsando la innovación y proporcionando a los usuarios herramientas financieras más diversas y potentes.

Actualmente, hay tres soluciones principales para las transacciones cross-chain entre Bitcoin y Layer2: transacciones cross-chain centralizadas, el puente cross-chain BitVM y el intercambio atómico cross-chain. Estas tecnologías tienen ventajas y desventajas en términos de suposiciones de confianza, seguridad, conveniencia, límites de transacción, etc., y pueden satisfacer diferentes necesidades de aplicación.

El intercambio atómico cross-chain es una tecnología descentralizada, no censurable y con una buena protección de la privacidad, que permite realizar transacciones cross-chain de alta frecuencia y se utiliza ampliamente en los intercambios descentralizados. Actualmente, el intercambio atómico cross-chain se basa principalmente en dos tecnologías: HTLC( de bloqueo de tiempo hash ) y firmas de adaptador.

Este artículo se centra en la tecnología de intercambio atómico cross-chain basada en firmas de adaptador. La firma de adaptador es una firma adicional que puede revelar simultáneamente dos partes de datos a ambas partes, y es la tecnología clave para lograr intercambios atómicos sin script. En comparación con HTLC, la firma de adaptador tiene ventajas como un menor uso de espacio, costos bajos y mejor privacidad.

El artículo primero detalla los principios de las firmas de adaptador Schnorr y ECDSA, así como su aplicación en el intercambio atómico cross-chain. Luego, se analizan los problemas de seguridad de los números aleatorios que existen en las firmas de adaptador, así como los problemas de heterogeneidad del sistema y heterogeneidad algorítmica en escenarios cross-chain, y se presentan soluciones correspondientes. Finalmente, se explora la aplicación extendida de las firmas de adaptador en la custodia de activos digitales no interactivos.

Firma del adaptador e intercambio atómico cross-chain

Firma de adaptador Schnorr y intercambio atómico

El principio básico de la firma de adaptador Schnorr es introducir un adaptador y sobre la base de la firma Schnorr original, de modo que solo la parte que conoce y pueda completar la firma final. En el intercambio atómico cross-chain, ambas partes pueden realizar el intercambio atómico de activos intercambiando sus respectivos adaptadores y.

Firma del adaptador ECDSA y intercambio atómico

El principio de la firma del adaptador ECDSA es similar al de Schnorr, pero debido a la estructura especial de la firma ECDSA, es necesario introducir pruebas de conocimiento cero para garantizar la seguridad. El proceso de aplicación en el intercambio cross-chain es básicamente el mismo que el de la firma del adaptador Schnorr.

Problemas y soluciones

problema de números aleatorios y soluciones

La filtración o reutilización de números aleatorios en la firma del adaptador puede llevar a la filtración de la clave privada. Para resolver este problema, se puede adoptar la norma RFC 6979, que permite extraer números aleatorios de manera determinística a partir de la clave privada y el mensaje.

problemas y soluciones de escenarios cross-chain

Al realizar intercambios atómicos entre sistemas heterogéneos del modelo UTXO y el modelo de cuentas, es necesario implementar la transacción de reembolso prefirmada a través de contratos inteligentes.

Para los sistemas que utilizan la misma curva pero diferentes algoritmos de firma, la firma del adaptador sigue siendo segura. Sin embargo, si las curvas son diferentes, no se puede utilizar directamente la firma del adaptador para el intercambio atómico.

Aplicación de custodia de activos digitales

La firma del adaptador puede extenderse para aplicarse a la custodia de activos digitales no interactivos. Al introducir un custodio, se puede realizar una transacción de custodia 2-de-3 entre Alice y Bob, sin necesidad de que el custodio participe en la configuración inicial.

La criptografía verificable es la tecnología clave para implementar la custodia de activos no interactiva. Actualmente, hay dos esquemas de criptografía verificable, Purify y Juggling, que se pueden utilizar para el logaritmo discreto sobre la curva Secp256k1.

Resumen

La firma del adaptador proporciona una forma eficiente y privada de implementar el intercambio atómico cross-chain. Sin embargo, en la aplicación práctica, aún se deben considerar problemas como la seguridad del número aleatorio y la heterogeneidad del sistema. Además, la firma del adaptador también puede ampliarse a escenarios como la custodia de activos digitales, lo que presenta amplias perspectivas de aplicación.