توقيع المحول وتطبيقه في تبادل الذرات عبر السلاسل

مع التطور السريع لخطط توسيع Layer2 لبيتكوين، زادت وتيرة نقل الأصول عبر السلاسل بين بيتكوين وشبكات Layer2 بشكل ملحوظ. هذه الاتجاه مدفوع بالقدرة العالية على التوسع، وانخفاض تكاليف المعاملات، وارتفاع معدل معالجة المعاملات التي تقدمها تقنية Layer2. هذه التقدمات تعزز من المعاملات الأكثر كفاءة وأقل تكلفة، مما يدفع الاعتماد والتكامل الأوسع لبيتكوين في مختلف التطبيقات. وبالتالي، فإن التفاعل بين بيتكوين وشبكات Layer2 أصبح جزءًا أساسيًا من نظام العملات المشفرة، مما يدفع الابتكار ويوفر للمستخدمين أدوات مالية متنوعة وقوية.

توجد ثلاثة مخططات نموذجية للتبادلات عبر السلاسل بين البيتكوين وLayer2، وهي التبادل المركزي عبر السلاسل، وجسر BitVM عبر السلاسل، والتبادل الذري عبر السلاسل. تختلف هذه التقنيات الثلاث في افتراضات الثقة والأمان والسهولة وحدود المعاملات، مما يلبي احتياجات التطبيقات المختلفة.

تتمثل مزايا التداول عبر السلاسل المركزي في السرعة العالية وسهولة عملية المطابقة، حيث يمكن للجهات المركزية تأكيد المعاملات ومعالجتها بسرعة. ومع ذلك، فإن أمان هذه الطريقة يعتمد كليًا على موثوقية وسمعة الجهة المركزية. إذا واجهت الجهة المركزية أعطالًا تقنية أو هجمات خبيثة أو تقصيرًا، فإن أموال المستخدمين تواجه مخاطر عالية. بالإضافة إلى ذلك، قد يؤدي التداول عبر السلاسل المركزي إلى تسرب خصوصية المستخدم، مما يتطلب من المستخدمين التفكير بعناية عند اختيار هذه الطريقة.

تكنولوجيا جسر BitVM عبر السلاسل معقدة نسبيًا. إنها تقدم آلية تحدي متفائلة، لذا فإن التكنولوجيا معقدة نسبيًا. علاوة على ذلك، تتضمن آلية التحدي المتفائلة عددًا كبيرًا من معاملات التحدي والاستجابة، مما يجعل رسوم المعاملات مرتفعة. لذلك، فإن جسر BitVM عبر السلاسل مناسب فقط للمعاملات الكبيرة جدًا، مما يجعل استخدامها نادرًا.

تبادل الذرات عبر السلاسل هو نوع من العقود التي تحقق تداول العملات المشفرة اللامركزية. إنه لامركزي، غير خاضع للرقابة، يوفر حماية جيدة للخصوصية، ويتيح تداولات عبر السلاسل عالية التردد، مما يجعله مستخدمًا على نطاق واسع في البورصات اللامركزية. تشمل تقنية تبادل الذرات عبر السلاسل بشكل رئيسي قفل الوقت القائم على الهاش وتوقيع المحول.

توجد مشكلة تسرب الخصوصية في المبادلة الذرية عبر السلاسل المعتمدة على قفل الزمن بالتجزئة. تتمتع المبادلة الذرية المعتمدة على توقيع المحول بثلاث مزايا: أولاً، إنها تحل محل "التجزئة السرية" التي تعتمد عليها البرامج النصية على السلسلة. ثانياً، نظرًا لعدم وجود مثل هذه البرامج النصية، تقل مساحة التخزين على السلسلة، مما يجعل المبادلة الذرية المعتمدة على توقيع المحول أكثر خفة، وتكلفة أقل. أخيرًا، لا يمكن ربط المعاملات التي تتضمنها المبادلة الذرية بتوقيع المحول، مما يحقق حماية الخصوصية.

تتناول هذه المقالة مبدأ توقيع محول Schnorr/ECDSA والتبادل الذري عبر السلاسل، وتحلل المشكلات المتعلقة بأمان الأرقام العشوائية الموجودة في توقيع المحول ومشكلات التباين النظامي والخوارزمي في السيناريوهات عبر السلاسل، وتقدم حلاً. أخيرًا، تم توسيع تطبيق توقيع المحول لتحقيق الحفظ الرقمي للأصول غير التفاعلية.

فيما يتعلق بمشكلة الأرقام العشوائية، فإن توقيعات موائم Schnorr/ECDSA تعاني من تسرب وإعادة استخدام الأرقام العشوائية، ويمكن استخدام RFC 6979 لحل ذلك. يحدد RFC 6979 طريقة لإنشاء توقيعات رقمية محددة باستخدام DSA وECDSA، مما يحل مشكلات الأمان المتعلقة بإنشاء القيم العشوائية.

في سيناريوهات عبر السلاسل، تعتبر عدم التوافق بين نظام UTXO ونموذج الحساب مشكلة مهمة. يستخدم البيتكوين نموذج UTXO، بينما Bitlayer هو سلسلة Bitcoin L2 متوافقة مع EVM، وتستخدم نموذج الحساب. هذا يؤدي إلى عدم إمكانية توقيع المعاملات مسبقًا في نظام الإيثيريوم، لأنه لا يُعرف nonce. الحل هو استخدام معاملات العقود الذكية على جانب Bitlayer لتحقيق التبادل الذري، لكن هذا سيضحي بخصوصية معينة.

عند استخدام نفس المنحنى ولكن بخوارزميات توقيع مختلفة، فإن توقيع المحول يكون آمناً. ومع ذلك، إذا كانت المنحنيات مختلفة، فإن توقيع المحول يصبح غير آمن. على سبيل المثال، تستخدم Bitcoin منحنى Secp256k1 وتوقيع ECDSA، بينما تستخدم Bitlayer منحنى ed25519 وتوقيع Schnorr، وفي هذه الحالة لا يمكن استخدام توقيع المحول.

أخيرًا، يقدم هذا المقال تطبيقات حجز الأصول الرقمية غير التفاعلية المستندة إلى توقيع المحول. تتمكن هذه الطريقة من تجسيد مجموعة فرعية من استراتيجيات الإنفاق الحدية دون الحاجة إلى تفاعل، مما يوفر مزايا غير تفاعلية. كما يقدم المقال بإيجاز طريقتين لتنفيذ التشفير القابل للتحقق: Purify و Juggling.

بشكل عام، يوفر توقيع المحول حلاً فعالًا لتبادل الذرات عبر السلاسل، ولكن في التطبيقات العملية يجب مراعاة عدة عوامل، بما في ذلك أمان الأرقام العشوائية، عدم تجانس النظام، وتوافق الخوارزميات. مع استمرار تطور التكنولوجيا، سيؤدي توقيع المحول وتطبيقاته دورًا متزايد الأهمية في التفاعل عبر السلاسل.