Chữ ký bộ điều hợp và ứng dụng của nó trong trao đổi nguyên tử chuỗi cross

Với sự phát triển nhanh chóng của các giải pháp mở rộng Layer2 cho Bitcoin, tần suất chuyển giao tài sản giữa Bitcoin và mạng Layer2 của nó đã tăng lên đáng kể. Xu hướng này được thúc đẩy bởi khả năng mở rộng cao hơn, phí giao dịch thấp hơn và thông lượng cao mà công nghệ Layer2 cung cấp. Những tiến bộ này đã thúc đẩy các giao dịch hiệu quả hơn và kinh tế hơn, từ đó thúc đẩy việc áp dụng và tích hợp Bitcoin rộng rãi hơn trong nhiều ứng dụng khác nhau. Do đó, khả năng tương tác giữa Bitcoin và mạng Layer2 đang trở thành một phần quan trọng trong hệ sinh thái tiền mã hóa, thúc đẩy đổi mới và cung cấp cho người dùng nhiều công cụ tài chính đa dạng và mạnh mẽ hơn.

Giao dịch chuỗi cross giữa Bitcoin và Layer2 có ba phương án điển hình, bao gồm giao dịch chuỗi cross tập trung, cầu chuỗi cross BitVM và trao đổi nguyên tử chuỗi cross. Ba công nghệ này khác nhau về giả định tin cậy, tính an toàn, sự tiện lợi, và hạn mức giao dịch, có thể đáp ứng các nhu cầu ứng dụng khác nhau.

Ưu điểm của giao dịch chuỗi cross tập trung là tốc độ nhanh, quá trình khớp lệnh tương đối dễ dàng. Tuy nhiên, tính bảo mật của phương pháp này hoàn toàn phụ thuộc vào độ tin cậy và uy tín của các tổ chức trung tâm. Nếu tổ chức trung tâm gặp sự cố kỹ thuật, tấn công ác ý, hoặc vi phạm hợp đồng, thì tiền của người dùng sẽ đối mặt với rủi ro cao. Hơn nữa, giao dịch chuỗi cross tập trung cũng có thể rò rỉ thông tin riêng tư của người dùng, do đó người dùng cần cân nhắc kỹ lưỡng khi chọn phương pháp này.

Công nghệ cầu nối chuỗi cross BitVM tương đối phức tạp. Công nghệ này giới thiệu cơ chế thách thức lạc quan, vì vậy công nghệ tương đối phức tạp. Hơn nữa, cơ chế thách thức lạc quan liên quan đến một lượng lớn giao dịch thách thức và phản hồi, phí giao dịch khá cao. Do đó, cầu nối chuỗi cross BitVM chỉ phù hợp cho các giao dịch có giá trị rất lớn, tần suất sử dụng thấp.

Giao dịch nguyên tử chuỗi cross là một hợp đồng thực hiện giao dịch tiền điện tử phi tập trung. Điều này có nghĩa là công nghệ này là phi tập trung, không bị kiểm duyệt, có khả năng bảo vệ quyền riêng tư tốt hơn, có thể thực hiện giao dịch chuỗi cross tần suất cao, do đó được áp dụng rộng rãi trong các sàn giao dịch phi tập trung.

Công nghệ trao đổi nguyên tử chuỗi cross chủ yếu bao gồm khóa thời gian băm và chữ ký bộ điều hợp. Trao đổi nguyên tử chuỗi cross dựa trên khóa thời gian băm (HTLC) gặp phải vấn đề rò rỉ quyền riêng tư của người dùng. Trao đổi nguyên tử chuỗi cross dựa trên chữ ký bộ điều hợp có 3 lợi thế: Thứ nhất, kế hoạch trao đổi chữ ký bộ điều hợp thay thế các kịch bản trên chuỗi mà "băm bí mật" dựa vào, bao gồm khóa thời gian và khóa băm. Thứ hai, do không liên quan đến những kịch bản như vậy, không gian chiếm chỗ trên chuỗi giảm, khiến cho trao đổi nguyên tử dựa trên chữ ký bộ điều hợp nhẹ hơn và chi phí thấp hơn. Cuối cùng, các giao dịch liên quan đến trao đổi chữ ký bộ điều hợp không thể liên kết, đảm bảo bảo vệ quyền riêng tư.

Chữ ký thích ứng Schnorr/ECDSA gặp vấn đề bảo mật ngẫu nhiên, cần sử dụng RFC 6979 để phòng ngừa. RFC 6979 quy định một phương pháp tạo chữ ký số xác định bằng cách sử dụng DSA và ECDSA, giải quyết các vấn đề bảo mật liên quan đến việc tạo giá trị ngẫu nhiên k.

Trong bối cảnh chuỗi cross, cần xem xét vấn đề tính không đồng nhất giữa hệ thống mô hình UTXO và tài khoản. Bitcoin sử dụng mô hình UTXO, dựa trên đường cong Secp256k1 để thực hiện chữ ký ECDSA gốc. Bitlayer là chuỗi L2 Bitcoin tương thích EVM, sử dụng đường cong Secp256k1, hỗ trợ chữ ký ECDSA gốc. Chữ ký bộ điều hợp thực hiện logic cần thiết cho việc trao đổi BTC, trong khi bên trao đổi Bitlayer được hỗ trợ bởi sức mạnh của hợp đồng thông minh Ethereum.

Nếu Bitcoin và Bitlayer đều sử dụng đường cong Secp256k1, nhưng Bitcoin sử dụng chữ ký Schnorr, trong khi Bitlayer sử dụng ECDSA, thì chữ ký bộ điều hợp dựa trên Schnorr và ECDSA là an toàn có thể chứng minh. Tuy nhiên, nếu Bitcoin sử dụng đường cong Secp256k1 và chữ ký ECDSA, trong khi Bitlayer sử dụng đường cong ed25519 và chữ ký Schnorr, thì không thể sử dụng chữ ký bộ điều hợp.

Dựa trên chữ ký của bộ điều hợp, có thể thực hiện quản lý tài sản số ngưỡng không tương tác, và trong trường hợp không cần tương tác, có thể khởi tạo một tập con của chiến lược chi tiêu ngưỡng. Tập con này bao gồm 2 loại người tham gia: người tham gia khởi tạo và người không tham gia khởi tạo, người sau được gọi là bên quản lý. Bên quản lý không thể ký bất kỳ giao dịch nào, mà chỉ gửi bí mật cho một bên được hỗ trợ.

Mã hóa có thể xác minh là một nguyên lý mật mã quan trọng để thực hiện lưu ký tài sản kỹ thuật số không tương tác. Hiện tại, có hai cách triển vọng để thực hiện mã hóa có thể xác minh dựa trên logarit rời rạc Secp256k1, đó là Purify và Juggling. Purify ban đầu được đề xuất để tạo ra giao thức MuSig với nonce xác định (DN). Mã hóa Juggling bao gồm bốn bước: chia nhỏ logarit rời rạc, sử dụng khóa công khai để mã hóa các đoạn bằng ElGamal, tạo chứng minh phạm vi cho mỗi đoạn, và sử dụng giao thức sigma để chứng minh tính đúng đắn của mã hóa.