アダプタ署名とクロスチェーン原子交換におけるその応用

ビットコインLayer2拡張ソリューションの急速な発展に伴い、ビットコインとそのLayer2ネットワーク間のクロスチェーン資産移転頻度が顕著に増加しています。この傾向は、Layer2技術が提供するより高いスケーラビリティ、より低い取引手数料、そして高いスループットによって推進されています。これらの進歩は、より効率的で経済的な取引を促進し、ビットコインのさまざまなアプリケーションにおけるより広範な採用と統合を推進しています。したがって、ビットコインとLayer2ネットワーク間の相互運用性は、暗号通貨エコシステムの重要な構成要素となり、イノベーションを促進し、ユーザーに多様で強力な金融ツールを提供しています。

! ビットコインおよびレイヤー2資産のクロスチェーンテクノロジーの解析

ビットコインとLayer2間のクロスチェーン取引には、中央集権的クロスチェーン取引、BitVMクロスチェーンブリッジ、クロスチェーン原子交換の3つの典型的なソリューションがあります。これらの3つの技術は、信頼の仮定、安全性、利便性、取引額などの点で異なり、さまざまなアプリケーションのニーズに応えることができます。

中央集権的なクロスチェーン取引の利点は、速度が速く、マッチングプロセスが比較的容易であることです。しかし、この方法の安全性は、中央集権的な機関の信頼性と信用に完全に依存しています。もし中央集権的な機関が技術的な故障、悪意のある攻撃、または契約違反に遭遇した場合、ユーザーの資金は高いリスクにさらされます。さらに、中央集権的なクロスチェーン取引はユーザーのプライバシーが漏洩する可能性もあるため、ユーザーはこの方法を選択する際に慎重に考慮する必要があります。

BitVMクロスチェーンブリッジ技術は相対的に複雑です。この技術は楽観的チャレンジメカニズムを導入しているため、技術は相対的に複雑です。さらに、楽観的チャレンジメカニズムは大量のチャレンジと応答トランザクションを含むため、取引手数料が高くなります。したがって、BitVMクロスチェーンブリッジは超大型取引のみに適しており、使用頻度は低いです。

クロスチェーン原子交換は、分散型暗号通貨取引を実現する契約です。これは、この技術が分散型であり、検閲を受けず、プライバシー保護が優れており、高頻度のクロスチェーン取引を実現できることを意味し、そのため分散型取引所で広く使用されています。

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クロスチェーン原子交換技術は主にハッシュタイムロックとアダプタ署名を含みます。ハッシュタイムロック(HTLC)に基づくクロスチェーン原子交換にはユーザーのプライバシー漏洩問題があります。アダプタ署名に基づくクロスチェーン原子交換には3つの利点があります。まず、アダプタ署名交換スキームは「秘密ハッシュ」交換が依存するオンチェーンスクリプト、つまりタイムロックとハッシュロックを置き換えます。次に、そのようなスクリプトが関与しないため、オンチェーンの占有スペースが減少し、アダプタ署名に基づく原子交換がより軽量で、手数料が低くなります。最後に、アダプタ署名の原子交換に関与する取引はリンクできず、プライバシー保護を実現します。

Schnorr/ECDSAアダプタ署名には乱数の安全性の問題があり、RFC 6979を使用して防ぐ必要があります。RFC 6979は、DSAおよびECDSAを使用して決定論的なデジタル署名を生成する方法を指定し、乱数値kの生成に関連する安全性の問題を解決します。

クロスチェーンのシナリオでは、UTXOとアカウントモデルシステムの非互換性の問題を考慮する必要があります。ビットコインはUTXOモデルを採用しており、Secp256k1曲線に基づいてネイティブなECDSA署名を実現しています。BitlayerはEVM互換のBitcoin L2チェーンで、Secp256k1曲線を採用し、ネイティブなECDSA署名をサポートしています。アダプタ署名はBTC交換に必要なロジックを実現しており、Bitlayerの交換相手はイーサリアムスマートコントラクトの強力な機能によって支えられています。

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ビットコインとビットレイヤーの両方がSecp256k1曲線を使用し、ビットコインがシュノア署名を使用し、ビットレイヤーがECDSAを使用する場合、シュノアとECDSAベースのアダプタ署名は安全であることが証明されます。 ただし、ビットコインがSecp256k1曲線とECDSAで署名されているのに対し、Bitlayerはed25519曲線とSchnorrで署名されている場合、アダプター署名は使用できません。

アダプター署名に基づいて、非対話型の閾値デジタル資産保管を実現することができ、対話なしで閾値支出戦略のサブセットをインスタンス化できます。このサブセットは、初期化に参加する参加者と、初期化に参加しない参加者の2種類で構成され、後者はホスティング側と呼ばれます。ホスティング側は任意のトランザクションに署名することはできず、サポートされている一方に秘密を送信するのみです。

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検証可能な暗号は、非対話型デジタル資産の保管を実現するための重要な暗号学の原則です。現在、Secp256k1の離散対数に基づく検証可能な暗号には、PurifyとJugglingの2つの有望な方法があります。Purifyは、決定論的なnonce(DN)を持つMuSigプロトコルを作成するために最初に提案されました。Juggling暗号には4つのステップがあります：離散対数を分割する、公開鍵を使用して断片をElGamal暗号化する、各断片に範囲証明を作成する、sigmaプロトコルを使用して暗号の正しさを証明する。

! 解析ビットコインおよびレイヤー2資産クロスチェーン技術

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