Adaptör İmzası ve Çapraz Zincir Atomik Değişimindeki Uygulaması

Bitcoin Layer2 ölçeklenme çözümlerinin hızlı gelişimiyle birlikte, Bitcoin ile Layer2 ağları arasındaki cross-chain varlık transferi sıklığı önemli ölçüde artmıştır. Bu trend, Layer2 teknolojisinin sağladığı daha yüksek ölçeklenebilirlik, daha düşük işlem ücretleri ve yüksek işlem hacmi ile desteklenmektedir. Bu ilerlemeler, daha verimli ve ekonomik işlemleri teşvik ederek Bitcoin'in çeşitli uygulamalardaki daha geniş benimsenmesini ve entegrasyonunu sağlamaktadır. Bu nedenle, Bitcoin ile Layer2 ağları arasındaki birlikte çalışabilirlik, kripto para ekosisteminin ana bileşeni haline gelmekte, yenilikleri teşvik etmekte ve kullanıcılara daha çeşitli ve güçlü finansal araçlar sunmaktadır.

Bitcoin ile Layer2 arasındaki cross-chain işlemler için üç tipik çözüm vardır: merkezi cross-chain işlemleri, BitVM cross-chain köprüsü ve cross-chain atomik takas. Bu üç teknoloji, güven varsayımları, güvenlik, kullanım kolaylığı, işlem limitleri gibi alanlarda farklı özellikler taşır ve farklı uygulama ihtiyaçlarını karşılayabilir.

Merkezi çapraz zincir işlemleri hızlıdır, eşleştirme süreci nispeten kolaydır, ancak güvenlik tamamen merkezi kuruluşların güvenilirliğine ve itibarına bağlıdır, bu da yüksek riskler taşır. BitVM çapraz zincir köprü teknolojisi nispeten karmaşıktır, iyimser meydan okuma mekanizmasını tanıtır, işlem ücretleri yüksektir, yalnızca büyük ölçekli işlemler için uygundur. Çapraz zincir atomik takas, merkeziyetsiz, sansüre maruz kalmayan ve iyi gizlilik korumasına sahip bir teknolojidir, yüksek frekanslı çapraz zincir işlemlerini gerçekleştirebilir ve merkeziyetsiz borsalarda geniş ölçüde uygulanmaktadır.

Cross-chain atomik takas teknolojisi esas olarak, hash zaman kilidi ( HTLC ) ve adaptör imzasına dayalı iki çözümden oluşmaktadır. HTLC çözümünün kullanıcı gizliliği sızıntısı gibi bir sorunu vardır. Adaptör imzasına dayalı atomik takas, HTLC'ye göre üç avantaja sahiptir: zincir üstü scripti değiştirdi, zincir üstü alan kullanımını azalttı; daha hafif, daha düşük maliyetli; daha iyi gizlilik koruması sağladı.

Adaptör İmzası ve Cross-Chain Atomik Değişim

Schnorr adaptör imzası ve atomik takas

Schnorr adaptör imzası süreci aşağıdaki gibidir:

1. Alice rastgele bir sayı r üretir, R = r·G hesaplanır.
2. Alice, c = H(X||R||m) hesaplar.
3. Alice s' = r + c·x hesaplar
4. Alice (R,s')'i Bob'a gönderdi
5. Bob doğruluyor s'·G ?= R + c·X
6. Bob s = s' + y hesaplar
7. (R,s) geçerli bir Schnorr imzasıdır

Schnorr adaptör imzasına dayalı cross-chain atomik değişim süreci şöyledir:

1. Alice, Bob'a Bitcoin göndermek için TxA işlemini oluşturur.
2. Bob, Bitcoin'ini Alice'e göndermek için TxB işlemini oluşturur.
3. Alice rastgele bir sayı y üretir, Y = y·G hesaplar.
4. Alice, TxA için bir adaptör imzası yapar ve (R,s')'i Bob'a gönderir.
5. Bob, adaptör imzasını doğruladı
6. Bob, TxB üzerinde standart Schnorr imzası yapar ve TxB'yi yayar.
7. Alice TxB'yi aldıktan sonra, y'yi Bob'a gönderir.
8. Bob, s = s' + y' hesaplayarak TxA'nın tam imzasını elde eder.
9. Bob TxA'yı yayınlar, takası tamamlar.

ECDSA adaptör imzası ve atomik değişim

ECDSA adaptör imzası süreci aşağıdaki gibidir:

1. Alice rastgele bir sayı k üretir, R = k·G hesaplar.
2. Alice r = R_x mod n hesaplar
3. Alice s' = k^(-1)(H(m) + r·x) mod n hesaplar
4. Alice (r,s')'i Bob'a gönderdi.
5. Bob doğruluyor (s')^(-1)·H(m)·G + (s')^(-1)·r·X ?= R
6. Bob s = s' + y mod n hesaplar
7. (r,s) geçerli bir ECDSA imzasıdır.

ECDSA adaptör imzasına dayanan cross-chain atomik değişim süreci, Schnorr planına benzer.

Sorular ve Çözümler

rastgele sayı problemi ve çözüm yolları

Adaptör imzasında rastgele sayı sızıntısı ve yeniden kullanımına dair güvenlik riskleri bulunmaktadır, bu da özel anahtarın sızmasına yol açabilir. Çözüm, RFC 6979 standardını kullanarak, özel anahtardan ve mesajdan belirleyici bir şekilde rastgele sayı k'yı çıkarmaktır:

k = SHA256(sk, msg, counter)

Bu, rastgele sayıların benzersizliğini ve yeniden üretilebilirliğini garanti ederken, rastgele sayı üreteci güvenlik risklerini de ortadan kaldırır.

cross-chain sahne sorunları ve çözümleri

1. UTXO ve hesap modeli sistemleri arasındaki heterojenlik sorunu:

Bitcoin, UTXO modelini benimserken, Bitlayer hesap modelini kullanır. Ethereum sisteminde, geri ödeme işlemlerini önceden imzalamak mümkün olmadığından, atomik değişim sağlamak için akıllı sözleşme kullanılması gerekmektedir. Bu, belirli bir mahremiyetten feragat etmeyi gerektirir, ancak Bitlayer tarafındaki işlemlere mahremiyet koruması sağlamak için Tornado Cash benzeri Dapp'ler kullanılabilir.

2. Aynı eğri, farklı algoritmaların adaptör imza güvenliği:

Eğer Bitcoin ve Bitlayer aynı Secp256k1 eğrisini kullanıyorsa, ancak sırasıyla Schnorr ve ECDSA imzalarını benimsemekte, adaptör imzası yine de güvenlidir.

3. Farklı eğrilerin adaptör imzaları güvensiz:

Eğer Bitcoin Secp256k1 eğrisi kullanıyorsa ve Bitlayer ed25519 eğrisi kullanıyorsa, modüler katsayılar farklı olduğu için adaptör imzası doğrudan kullanılamaz.

Dijital Varlık Emanet Uygulaması

Adaptör imzasına dayalı olarak etkileşimsiz dijital varlık saklama işlemi gerçekleştirilebilir, süreç aşağıdaki gibidir:

1. İmzalanmamış bir funding işlemi oluşturun, BTC'yi 2-of-2 MuSig çıkışına gönderin
2. Alice ve Bob sırasıyla adaptör imzaları oluşturur ve değiş tokuş eder.
3. Alice ve Bob şifreli mesajın geçerliliğini doğrular, imzalar ve finansman işlemini yayınlar.
4. Anlaşmazlık durumunda, saklayıcı taraf bir tarafa uyumlu adaptörün secret'ini deşifre edebilir.
5. Secret'i elde eden taraf imzayı tamamlayabilir ve işlem ticaretini yayabilir.

Bu çözüm, eşik Schnorr imzasına göre etkileşimsiz bir avantaja sahiptir.

Doğrulanabilir şifreleme, etkileşimsiz varlık saklama işlemlerinin gerçekleştirilmesinde anahtar bir teknolojidir, esasen Purify ve Juggling olmak üzere iki çözüm bulunmaktadır. Purify, sıfır bilgili kanıtlar üzerine kuruluyken, Juggling parçalama ve aralık kanıtları ile gerçekleştirilir. Her iki çözümün performansında büyük bir fark yoktur, Juggling teorik olarak daha basittir.

Genel olarak, adaptör imzası, cross-chain atomik takas ve dijital varlık saklama gibi uygulamalar için güçlü kriptografik araçlar sağlamaktadır, ancak pratik uygulamalarda rastgele sayı güvenliği, sistem heterojenliği gibi birçok sorun dikkate alınmalıdır. Gelecekte, ilgili teknolojilerin gelişimi ile adaptör imzasına dayalı cross-chain etkileşim, blockchain ekosistemine daha fazla yenilikçi uygulama getirecektir.