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

Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ mở rộng Layer2 của Bitcoin, việc chuyển nhượng tài sản giữa Bitcoin và mạng Layer2 ngày càng trở nên phổ biến. Xu hướng này bắt nguồn từ khả năng mở rộng cao hơn, phí giao dịch thấp hơn và thông lượng cao hơn mà công nghệ Layer2 cung cấp. Những tiến bộ này thúc đẩy giao dịch hiệu quả hơn và tiết kiệm hơn, thúc đẩy việc áp dụng và tích hợp Bitcoin trong nhiều ứng dụng khác nhau. Do đó, tính tương tác giữa Bitcoin và mạng Layer2 đang trở thành một phần quan trọng trong hệ sinh thái tiền điện tử, 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 chủ yếu có ba giải pháp: giao dịch chuỗi cross tập trung, cầu chuỗi cross BitVM và hoán đổi nguyên tử chuỗi cross. Ba công nghệ này có đặc điểm riêng trong giả định tin cậy, an ninh, tiện lợi, hạn mức giao dịch, v.v., có thể đáp ứng các nhu cầu ứng dụng khác nhau.

Giao dịch chuỗi cross tập trung có tốc độ nhanh, quá trình khớp lệnh tương đối đơn giản, nhưng độ an toàn hoàn toàn phụ thuộc vào độ tin cậy và uy tín của tổ chức tập trung. Nếu tổ chức tập trung gặp sự cố, quỹ của người dùng sẽ đối mặt với rủi ro cao hơn. Hơn nữa, giao dịch chuỗi cross tập trung cũng có thể làm lộ thông tin cá nhân của người dùng.

Công nghệ cầu nối BitVM chuỗi cross tương đối phức tạp, đã đưa vào cơ chế thách thức lạc quan. Tuy nhiên, do liên quan đến một lượng lớn giao dịch thách thức và phản hồi, phí giao dịch tương đối cao, do đó chủ yếu phù hợp cho các giao dịch lớn, tần suất sử dụng thấp.

Giao dịch trao đổi nguyên tử chuỗi cross là một loại hợp đồng giao dịch tiền điện tử phi tập trung. Nó có đặc điểm phi tập trung, không bị kiểm duyệt, bảo vệ quyền riêng tư tốt, có khả năng thực hiện giao dịch chuỗi cross tần suất cao và được ứng dụng rộng rãi trong các sàn giao dịch phi tập trung. Hiện tại, giao dịch trao đổi nguyên tử chuỗi cross chủ yếu bao gồm hai công nghệ dựa trên khóa thời gian băm (HTLC) và chữ ký thích ứng.

Mặc dù HTLC giao dịch nguyên tử là một bước đột phá lớn trong công nghệ trao đổi phi tập trung, nhưng vẫn tồn tại vấn đề rò rỉ thông tin cá nhân của người dùng. Mỗi lần trao đổi, hai chuỗi blockchain sẽ xuất hiện các giá trị băm giống nhau và chỉ cách nhau vài khối. Điều này có nghĩa là người quan sát có thể liên kết các loại tiền tệ tham gia trao đổi, dễ dàng suy ra danh tính của những người tham gia.

So với HTLC, hoán đổi nguyên tử dựa trên chữ ký của bộ điều hợp có ba lợi thế: Thứ nhất, nó thay thế các kịch bản trên chuỗi, giảm không gian chiếm dụng trên chuỗi, làm cho việc hoán đổi nhẹ hơn và chi phí thấp hơn. Thứ hai, do không liên quan đến kịch bản, nó được gọi là "kịch bản vô hình". Cuối cùng, các giao dịch liên quan không thể được liên kết, đạt được sự bảo vệ quyền riêng tư tốt hơn.

Bài viết giới thiệu về chữ ký bộ điều hợp Schnorr/ECDSA và nguyên lý trao đổi nguyên tử chuỗi cross, phân tích vấn đề an toàn số ngẫu nhiên trong chữ ký bộ điều hợp và vấn đề hệ thống không đồng nhất và thuật toán không đồng nhất trong các tình huống chuỗi cross, đồng thời đưa ra giải pháp. Cuối cùng, bài viết thảo luận về ứng dụng mở rộng của chữ ký bộ điều hợp trong việc lưu ký tài sản số không tương tác.

Chữ ký thích ứng Schnorr và trao đổi nguyên tử

Chữ ký bộ điều hợp ECDSA và trao đổi nguyên tử

Chứng minh không biết $\mathsf{zk}{r|\hat{R}=r\cdot G,R=r\cdot Y}$

Vấn đề và Giải pháp

Vấn đề số ngẫu nhiên và giải pháp

Có vấn đề rò rỉ và tái sử dụng số ngẫu nhiên trong chữ ký bộ chuyển đổi, có thể dẫn đến việc rò rỉ khóa riêng. Giải pháp là sử dụng RFC 6979, thông qua việc xác định ngẫu nhiên một cách xác định từ khóa riêng và tin nhắn cần ký, loại bỏ nhu cầu tạo số ngẫu nhiên, tăng cường tính bảo mật.

Vấn đề và giải pháp trong các tình huống chuỗi cross

Trong trường hợp hệ thống UTXO và mô hình tài khoản không đồng nhất, cần sử dụng hợp đồng thông minh để thực hiện trao đổi nguyên tử, nhưng sẽ hy sinh một phần quyền riêng tư. Đối với những đường cong giống nhau nhưng thuật toán khác nhau, chữ ký bộ điều hợp là an toàn. Nhưng nếu đường cong khác nhau, thì không thể sử dụng chữ ký bộ điều hợp.

Ứng dụng lưu ký tài sản số

Chữ ký bộ điều hợp có thể được sử dụng để thực hiện việc lưu trữ tài sản kỹ thuật số ngưỡng không tương tác. Phương pháp này so với chữ ký ngưỡng truyền thống có một số lợi thế, chẳng hạn như không cần bên thứ ba cùng thực hiện giao thức tạo khóa phi tập trung.

Quá trình ủy thác bao gồm việc tạo giao dịch funding chưa ký, trao đổi chữ ký trước và mật mã, xác minh tính hợp lệ của mật mã và các bước khác. Trong trường hợp có tranh chấp, bên ủy thác có thể phán quyết theo tình huống thực tế và giải mã mật mã tương ứng.

Mã hóa có thể xác minh là nguyên lý mật mã quan trọng trong quá trình này. Hiện tại có hai phương pháp chính là Purify và Juggling để thực hiện mã hóa có thể xác minh dựa trên logarit rời rạc Secp256k1.

Tóm tắt

Bài viết này mô tả chi tiết về nguyên lý ký tên thích ứng Schnorr/ECDSA và trao đổi nguyên tử chuỗi cross, phân tích các vấn đề an ninh liên quan và giải pháp, thảo luận về các yếu tố cần xem xét trong các tình huống ứng dụng chuỗi cross, và giới thiệu ứng dụng của ký tên thích ứng trong việc quản lý tài sản kỹ thuật số không tương tác. Công nghệ ký tên thích ứng cung cấp những khả năng mới cho giao dịch chuỗi cross và quản lý tài sản, nhưng trong thực tế, vẫn cần xem xét nhiều yếu tố để đảm bảo tính an toàn và hiệu quả.