Una profunda exploración de la firma del adaptador y su aplicación en el intercambio atómico cross-chain

Con el rápido desarrollo de las soluciones de escalado Layer2 de Bitcoin, la frecuencia de transferencia de activos entre Bitcoin y sus redes Layer2 ha aumentado significativamente. Esta tendencia está impulsada por la mayor escalabilidad, menores tarifas de transacción y alta capacidad de procesamiento que ofrece la tecnología Layer2. Por lo tanto, 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, puentes cross-chain BitVM y intercambios atómicos cross-chain. Estas tres tecnologías tienen características diferentes en términos de supuestos de confianza, seguridad, conveniencia, límites de transacción, etc., y pueden satisfacer diversas necesidades de aplicación.

Este artículo se centra en la tecnología de intercambio atómico cross-chain basada en firmas de adaptador. En comparación con el intercambio atómico basado en el hash time lock (HTLC), el esquema de firma de adaptador tiene las siguientes ventajas:

1. Reemplazó los scripts en cadena, logrando "scripts invisibles"
2. Menor ocupación de espacio en la cadena, menores costos
3. La transacción no puede conectarse, logrando una mejor protección de la privacidad.

Principio de firma del adaptador e intercambio atómico cross-chain

Firma de adaptador Schnorr y intercambio atómico

El proceso básico de firma del adaptador Schnorr es el siguiente:

1. Alice genera un número aleatorio r, calcula R = rG
2. Alice calcula c = H(R||m)
3. Alice calcula s' = r + cx - y, donde y es el valor de ajuste
4. Alice envía (R,s') a Bob
5. ¿Bob verifica s'G ?= R + cX - Y
6. Bob, después de obtener y, puede calcular s = s' + y
7. (R,s) es la firma Schnorr completa.

Proceso de intercambio atómico basado en firmas adaptadoras Schnorr:

1. Alice crea la transacción TxA, enviando monedas a Bob
2. Alice genera la pre-firma (R,s'), y la envía a Bob
3. Bob crea la transacción TxB, paga la moneda a Alice
4. Bob genera la firma completa (R',s), y la envía a Alice
5. Alice puede deducir y después de obtener s, completando la firma de TxA
6. Ambas partes transmiten que el intercambio de la transacción se ha completado.

firma del adaptador ECDSA y intercambio atómico

El proceso básico de firma del adaptador ECDSA es el siguiente:

1. Alice genera un número aleatorio k, calcula R = kG
2. Alice calcula r = R_x mod n
3. Alice calcula s' = k^(-1)(H(m) + rx - y) mod n
4. Alice envía (r,s') a Bob
5. ¿Bob verifica s'G ?= R + r(s'X - Y)
6. Bob, después de obtener y, puede calcular s = s' + y
7. (r,s) es la firma ECDSA completa.

El proceso de intercambio atómico basado en la firma del adaptador ECDSA es similar al esquema de Schnorr.

Problemas existentes y soluciones

problema de seguridad del número aleatorio

Existe el riesgo de filtración y reutilización de números aleatorios en la firma del adaptador, lo que puede llevar a la filtración de la clave privada. La solución es utilizar la norma RFC 6979, generando números aleatorios de manera determinista:

k = SHA256(sk, msg, counter)

Esto asegura que se genere el mismo número aleatorio para la misma entrada, al mismo tiempo que garantiza la aleatoriedad y la imprevisibilidad.

problemas del sistema heterogéneo cross-chain

Bitcoin utiliza el modelo UTXO, mientras que Ethereum Layer 2 utiliza el modelo de cuentas, lo que presenta un desafío para las aplicaciones de firma de adaptadores. La solución es implementar la lógica de intercambio atómico a través de contratos inteligentes en el lado de Layer 2.

Además, diferentes cadenas pueden utilizar diferentes algoritmos de firma. Cuando se utiliza la misma curva pero algoritmos diferentes, ( como Bitcoin utiliza Schnorr, Layer2 utiliza ECDSA ), la firma del adaptador sigue siendo segura. Pero si la curva es diferente, no se puede utilizar la firma del adaptador.

Aplicación de custodia de activos digitales

La firma de adaptador se puede utilizar para implementar la custodia de activos digitales no interactiva. Los pasos principales son los siguientes:

1. Alice y Bob crean una salida de firma múltiple 2-de-2
2. Ambas partes intercambian firmas prefirmadas y texto cifrado
3. Firmar y difundir la transacción de fondos después de verificar la validez del texto cifrado.
4. En caso de disputa, se puede solicitar al custodio que descifre y obtenga el valor de adaptación.
5. La parte que obtiene el valor de adaptación puede completar la firma de la transacción y transmitirla.

Este plan no requiere la participación de un custodio en la inicialización, y no necesita hacer público el contenido del contrato, lo que proporciona una buena privacidad.

Resumen

Este artículo analiza en detalle el principio de aplicación de la firma de adaptador en el intercambio atómico cross-chain, los problemas existentes y las soluciones. La tecnología de firma de adaptador proporciona una solución eficiente y que protege la privacidad para las transacciones cross-chain descentralizadas, y se espera que desempeñe un papel importante en el ecosistema cross-chain del futuro.