Assinatura do adaptador e sua aplicação na troca atómica em cadeia cruzada

Com o rápido desenvolvimento das soluções de escalabilidade Layer2 do Bitcoin, a frequência de transferência de ativos entre o Bitcoin e suas redes Layer2 aumentou significativamente. Esta tendência é impulsionada pela maior escalabilidade, menores taxas de transação e alta capacidade de processamento oferecidas pela tecnologia Layer2. Esses avanços promovem transações mais eficientes e econômicas, impulsionando a adoção e integração mais ampla do Bitcoin em diversas aplicações. Assim, a interoperabilidade entre o Bitcoin e as redes Layer2 está se tornando uma parte fundamental do ecossistema de criptomoedas, impulsionando a inovação e fornecendo aos usuários ferramentas financeiras mais diversificadas e robustas.

As transações entre Bitcoin e Layer2 em cadeia cruzada têm três soluções típicas: transações em cadeia cruzada centralizadas, ponte em cadeia cruzada BitVM e troca atômica em cadeia cruzada. Essas três tecnologias variam em suposições de confiança, segurança, conveniência, limites de transação, entre outros, podendo atender a diferentes necessidades de aplicação.

As vantagens das transações em cadeia cruzada centralizadas estão na rapidez e na relativa facilidade do processo de correspondência. No entanto, a segurança deste método depende completamente da fiabilidade e reputação da entidade centralizada. Se a entidade centralizada enfrentar falhas técnicas, ataques maliciosos ou inadimplemento, os fundos dos usuários estão expostos a um risco elevado. Além disso, as transações em cadeia cruzada centralizadas também podem comprometer a privacidade dos usuários, exigindo que estes considerem cuidadosamente ao escolher este método.

A tecnologia da ponte cadeia cruzada BitVM é relativamente complexa. Esta tecnologia introduz o mecanismo de desafio otimista, o que torna a tecnologia relativamente complexa. Além disso, o mecanismo de desafio otimista envolve um grande número de transações de desafio e resposta, resultando em taxas de transação mais altas. Portanto, a ponte cadeia cruzada BitVM é adequada apenas para transações de grande valor, com uma frequência de uso relativamente baixa.

Câmbio atômico em cadeia cruzada é um contrato que permite a troca descentralizada de criptomoedas. Isso significa que a tecnologia é descentralizada, não sujeita a censura, oferece uma boa proteção de privacidade e permite transações em cadeia cruzada de alta frequência, sendo amplamente utilizada em exchanges descentralizadas.

A tecnologia de troca atômica entre cadeias cruzadas inclui principalmente o bloqueio de tempo de hash e a assinatura de adaptador. A troca atômica entre cadeias cruzadas baseada no bloqueio de tempo de hash (HTLC) apresenta problemas de vazamento de privacidade do usuário. A troca atômica entre cadeias cruzadas baseada na assinatura de adaptador tem 3 vantagens: primeiro, o esquema de troca de assinatura de adaptador substitui o script on-chain no qual a troca "hash secreta" se baseia, incluindo bloqueios de tempo e bloqueios de hash. Em segundo lugar, como não envolve tais scripts, o espaço ocupado na cadeia é reduzido, tornando a troca atômica baseada na assinatura de adaptador mais leve e com custos mais baixos. Por fim, as transações envolvidas na troca atômica de assinatura de adaptador não podem ser vinculadas, garantindo proteção da privacidade.

A assinatura do adaptador Schnorr/ECDSA apresenta problemas de segurança relacionados a números aleatórios, sendo necessário utilizar o RFC 6979 para mitigá-los. O RFC 6979 especifica um método para gerar assinaturas digitais determinísticas usando DSA e ECDSA, resolvendo os problemas de segurança associados à geração do valor aleatório k.

Em cenários de cadeia cruzada, é necessário considerar o problema de heterogeneidade entre o sistema UTXO e o modelo de conta. O Bitcoin utiliza o modelo UTXO, baseado na curva Secp256k1 para implementar assinaturas ECDSA nativas. O Bitlayer é uma cadeia L2 Bitcoin compatível com EVM, utilizando a curva Secp256k1 e suportando assinaturas ECDSA nativas. A assinatura do adaptador implementou a lógica necessária para a troca de BTC, enquanto a contraparte da troca do Bitlayer é sustentada pela poderosa funcionalidade de contratos inteligentes do Ethereum.

Se o Bitcoin e o Bitlayer utilizarem a curva Secp256k1, mas o Bitcoin usar assinaturas Schnorr e o Bitlayer usar ECDSA, então a assinatura do adaptador baseada em Schnorr e ECDSA é comprovadamente segura. No entanto, se o Bitcoin usar a curva Secp256k1 e assinaturas ECDSA, enquanto o Bitlayer usar a curva ed25519 e assinaturas Schnorr, não é possível usar assinaturas de adaptador.

A assinatura baseada em adaptadores pode realizar a custódia de ativos digitais de limiar não interativa, e instanciar um subconjunto da estratégia de gastos de limiar sem interações. Este subconjunto é composto por dois tipos de participantes: os participantes que participam da inicialização e os participantes que não participam da inicialização, sendo estes últimos chamados de custodiante. O custodiante não pode assinar qualquer transação, mas apenas enviar segredos a uma das partes suportadas.

A criptografia verificável é um importante primitivo criptográfico para implementar a custódia de ativos digitais não interativos. Atualmente, existem duas abordagens promissoras para realizar a criptografia verificável com base no logaritmo discreto Secp256k1, a saber, Purify e Juggling. Purify foi inicialmente proposto para criar o protocolo MuSig com nonce determinístico (DN). A criptografia Juggling inclui quatro etapas: dividir o logaritmo discreto, usar a chave pública para criptografar os fragmentos com ElGamal, criar provas de intervalo para cada fragmento e usar o protocolo sigma para provar a correção da criptografia.