Adaptör İmzası ve Cross-Chain Atomik Değişimindeki Uygulamaları

Bitcoin Layer2 genişleme çözümlerinin hızlı gelişimi ile birlikte, Bitcoin ile Layer2 ağları arasındaki cross-chain varlık transferi sıklığı önemli ölçüde artmıştır. Bu eğilim, Layer2 teknolojisinin sunduğu daha yüksek ölçeklenebilirlik, daha düşük işlem ücretleri ve yüksek işleme hızı ile desteklenmektedir. Bu ilerlemeler, daha verimli ve maliyet etkin işlemleri teşvik ederek Bitcoin'in çeşitli uygulamalarda daha geniş kabulü ve entegrasyonunu sağlamaktadır. Bu nedenle, Bitcoin ile Layer2 ağları arasındaki birlikte çalışabilirlik, kripto para ekosisteminin önemli bir bileşeni haline gelmekte, yenilikleri teşvik etmekte ve kullanıcılara daha çeşitli ve güçlü finansal araçlar sunmaktadır.

Bitcoin ile Layer2 arasındaki cross-chain işlemler için üç ana çözüm bulunmaktadır: merkezi cross-chain işlemler, BitVM cross-chain köprüsü ve cross-chain atomik takas. Bu teknolojilerin güven varsayımları, güvenliği, kullanım kolaylığı ve işlem limitleri gibi yönlerde kendine özgü özellikleri vardır ve farklı uygulama ihtiyaçlarını karşılayabilir.

Merkezi cross-chain işlem hızı hızlı, eşleştirme kolaydır, ancak güvenlik tamamen merkezi kuruluşlara bağımlıdır ve bu da fon riskleri ve gizlilik ihlali sorunlarını beraberinde getirir. BitVM cross-chain köprüsü, iyimser meydan okuma mekanizmasını tanıtarak, teknik olarak oldukça karmaşık hale gelmiştir, işlem ücretleri yüksektir ve esas olarak büyük ölçekli işlemler için uygundur. Cross-chain atomik takas, merkeziyetsiz, sansürden bağımsız ve iyi gizlilik korumasına sahip yüksek frekanslı cross-chain işlem çözümüdür ve merkeziyetsiz borsalarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Cross-chain atomik takas teknolojisi esasen hash zaman kilidi ve adaptör imzası olmak üzere iki türü içerir. Hash zaman kilidi (HTLC) temelinde atomik takas, merkeziyetsiz takas için önemli bir atılım olmuştur, ancak kullanıcı gizliliği ihlali sorunu vardır. Adaptör imzası temelinde atomik takas, zincir üzerindeki scripti değiştirmiştir, daha az yer kaplamakta, daha düşük maliyetler sunmakta ve işlemler birbirine bağlanamamaktadır, böylece daha iyi gizlilik koruması sağlanmaktadır.

Bu makalede Schnorr/ECDSA adaptör imzalarının ve cross-chain atomik değişimin prensipleri tanıtılmakta, adaptör imzalarındaki rastgele sayı güvenlik sorunları ve cross-chain senaryolarındaki sistem heterojenliği sorunları analiz edilmekte ve ilgili çözümler sunulmaktadır. Son olarak, adaptör imzasının genişletilmiş uygulamaları ele alınmakta ve etkileşimsiz dijital varlık güvencesi sağlanmaktadır.

Schnorr adaptör imzaları ve atomik değişim

Schnorr adaptör imzasının temel süreci aşağıdaki gibidir:

1. Alice rastgele bir sayı r üretir, R = r·G hesaplar.
2. Alice uyumlayıcı imzasını hesaplar: c = H(X,R,m), s' = r + c·x
3. Alice, (R,s')'i Bob'a gönderdi.
4. Bob doğrulayıcı adaptör imzası: s'·G = R + c·X
5. Bob y'yi üretir, Y = y·G'yi hesaplar
6. Bob, s = s' + y hesaplar, tam imza (R, s)'i elde eder.
7. Alice, s'den y = s - s' değerini çıkarır.

Schnorr adaptör imzasına dayalı atomik takas süreci aşağıdaki gibidir:

1. Alice, TxA işlemini oluşturur ve parayı Bob'a gönderir.
2. Bob, Alice'ye coin göndererek TxB işlemini oluşturur.
3. Alice, TxA için adaptör imzası oluşturur ve bunu Bob'a gönderir.
4. Bob, TxB için adaptör imzası oluşturur ve Alice'e gönderir.
5. Bob, tam imzalı TxB'yi yayınlar.
6. Alice, TxB imzasından y'yi çıkarır, TxA imzasını tamamlar ve yayınlar.

ECDSA adaptör imzası ve atomik değişim

ECDSA adaptörü imza süreci aşağıdaki gibidir:

1. Alice rastgele sayı k üretir, R = k·G hesaplar
2. Alice hesaplar: z = H(m), s' = k^(-1)·(z + R_x·x)
3. Alice (R,s')'i Bob'a gönderdi.
4. Bob'un adaptör imzasını doğrulaması: R = (z·s'^(-1))·G + (R_x·s'^(-1))·X
5. Bob y'yi oluşturur, Y = y·G'yi hesaplar
6. Bob, s = s' + y hesaplar, (R tam imzasını alır, s)
7. Alice, s'den y = s - s' çıkarır.

ECDSA adaptör imzasına dayalı atomik değişim süreci, Schnorr'a benzer.

Sorular ve Çözümler

rastgele sayı sorunları ve çözümleri

Adaptör imzasında rastgele sayı sızıntısı ve yeniden kullanma sorunu var, bu da özel anahtarın sızmasına neden olabilir. Çözüm, RFC 6979'u kullanarak özel anahtardan ve mesajdan rastgele sayı k'yı belirleyici bir yöntemle çıkarmaktır:

k = SHA256(sk, msg, counter)

Bu, her mesaj için k'nın benzersiz olmasını sağlarken, aynı zamanda yeniden üretilebilirlik sunar ve özel anahtarın ifşa riskiyi azaltır.

cross-chain senaryo sorunları ve çözümleri

1. UTXO ve hesap modeli sistemleri arasındaki heterojenlik sorunu: Bitcoin UTXO modelini kullanırken, Bitlayer hesap modelini kullanıyor. Çözüm, Bitlayer tarafında atomik değişim sağlamak için akıllı sözleşmelerin kullanılmasıdır, ancak bu belirli bir gizlilikten feragat edilmesine neden olacaktır.

2. Aynı eğri, farklı algoritmalara sahip adaptör imzaları güvenlidir. Örneğin, Bitcoin Schnorr imzası kullanırken, Bitlayer ECDSA kullanır; güvenlik temelinde kanıtlanabilir.

3. Farklı eğrilerin adaptör imzaları güvenli değildir. Örneğin Bitcoin Secp256k1 kullanırken, Bitlayer ed25519 kullanır; eğrilerin farklı olması modüler katsayıların farklı olmasına neden olur ve bu da güvenli bir şekilde kullanılamaz.

Dijital Varlık Saklama Uygulaması

Adaptör imzasına dayalı olarak etkileşimsiz 2-of-3 dijital varlık saklama sağlanabilir:

1. Alice ve Bob, 2-of-2 MuSig çıktılı fonlama işlemi oluşturdu.
2. Alice ve Bob sırasıyla adaptör imzası ve şifreli metni oluşturarak birbirlerine gönderir.
3. Doğruladıktan sonra funding işlemini imzala ve yayımla
4. Bir anlaşmazlık durumunda, saklayıcı şifreli veriyi çözebilir ve secret'i elde edebilir, böylece bir tarafa işlemi tamamlaması için yardımcı olabilir.

Bu çözüm, bir aracının başlangıca katılmasını gerektirmeden, etkileşimsiz avantajlar sunar. Uygulamada, Purify ve Juggling gibi doğrulanabilir şifreleme teknikleri kullanılmıştır.

Genel olarak, adaptör imzası, cross-chain atomik değişim ve dijital varlıkların saklanması gibi uygulamalar için yenilikçi kriptografik araçlar sunmaktadır, ancak pratik uygulamalarda rastgele sayı güvenliği ve sistem uyumluluğu gibi sorunlara dikkat edilmesi gerekmektedir.