Signature d'adaptateur et son application dans les échanges atomiques cross-chain

Avec le développement rapide des solutions d'extension Layer2 de Bitcoin, la fréquence des transferts d'actifs entre Bitcoin et ses réseaux Layer2 a considérablement augmenté. Cette tendance est soutenue par la meilleure évolutivité, les frais de transaction plus bas et le haut débit offerts par la technologie Layer2. Ces avancées favorisent des transactions plus efficaces et économiques, ce qui stimule une adoption et une intégration plus larges de Bitcoin dans diverses applications. Par conséquent, l'interopérabilité entre Bitcoin et les réseaux Layer2 devient un élément clé de l'écosystème des cryptomonnaies, favorisant l'innovation et offrant aux utilisateurs des outils financiers plus diversifiés et puissants.

Il existe trois solutions typiques pour les transactions inter-chaînes entre Bitcoin et Layer 2, à savoir les transactions inter-chaînes centralisées, le pont inter-chaînes BitVM et l'échange atomique inter-chaînes. Ces trois technologies diffèrent en termes d'hypothèses de confiance, de sécurité, de commodité et de limites de transaction, et peuvent répondre à différents besoins d'application.

Les avantages des échanges centralisés cross-chain résident dans leur rapidité et la facilité relative du processus de mise en correspondance, car les institutions centralisées peuvent rapidement confirmer et traiter les transactions. Cependant, la sécurité de cette méthode dépend entièrement de la fiabilité et de la réputation de l'institution centralisée. Si l'institution centralisée subit une panne technique, une attaque malveillante ou un défaut, les fonds des utilisateurs sont exposés à un risque élevé. De plus, les échanges centralisés cross-chain peuvent également compromettre la vie privée des utilisateurs, ce qui nécessite une réflexion approfondie lors du choix de cette méthode.

La technologie du pont cross-chain BitVM est relativement complexe. Elle introduit un mécanisme de défi optimiste, rendant ainsi la technologie relativement complexe. De plus, le mécanisme de défi optimiste implique un grand nombre de transactions de défi et de réponse, ce qui entraîne des frais de transaction élevés. Par conséquent, le pont cross-chain BitVM n'est adapté qu'aux transactions de très gros montants et est utilisé moins fréquemment.

L'échange atomique inter-chaînes est un contrat permettant d'effectuer des transactions de cryptomonnaie décentralisées. Il est décentralisé, sans censure, offre une meilleure protection de la vie privée et permet des transactions inter-chaînes à haute fréquence, ce qui le rend largement utilisé dans les échanges décentralisés. La technologie d'échange atomique inter-chaînes comprend principalement le verrouillage temporel par hachage et la signature d'adaptateur.

Les échanges atomiques inter-chaînes basés sur des verrous de temps hash posent des problèmes de fuite de confidentialité. Les échanges atomiques basés sur la signature d'adaptateur présentent trois avantages : tout d'abord, ils remplacent le script on-chain sur lequel repose l'échange "hash secret". Deuxièmement, en raison de l'absence de tels scripts, l'espace occupé on-chain est réduit, rendant les échanges atomiques basés sur la signature d'adaptateur plus légers et moins coûteux. Enfin, les transactions impliquées dans les échanges atomiques par signature d'adaptateur ne peuvent pas être liées, garantissant la protection de la vie privée.

Cet article présente le principe des signatures adaptatrices Schnorr/ECDSA et des échanges atomiques cross-chain, analyse les problèmes de sécurité des nombres aléatoires dans les signatures adaptatrices et les problèmes d'hétérogénéité système et d'hétérogénéité algorithme dans les scénarios cross-chain, et propose des solutions. Enfin, une application étendue des signatures adaptatrices est réalisée pour mettre en œuvre la garde d'actifs numériques non interactifs.

En ce qui concerne le problème des nombres aléatoires, les signatures d'adaptateur Schnorr/ECDSA présentent des problèmes de fuite et de réutilisation de nombres aléatoires, qui peuvent être résolus en utilisant la RFC 6979. La RFC 6979 spécifie une méthode pour générer des signatures numériques déterministes à l'aide de DSA et d'ECDSA, résolvant ainsi les problèmes de sécurité liés à la génération de valeurs aléatoires.

Dans un scénario cross-chain, l'hétérogénéité entre le modèle UTXO et le système de comptes est un problème important. Bitcoin utilise le modèle UTXO, tandis que Bitlayer, qui est une chaîne Bitcoin L2 compatible avec EVM, utilise le modèle de comptes. Cela empêche la signature préalable des transactions dans le système Ethereum, car le nonce est inconnu. La solution consiste à utiliser des transactions de contrat intelligent du côté de Bitlayer pour réaliser des échanges atomiques, mais cela sacrifie une certaine confidentialité.

Lorsque l'on utilise la même courbe mais des algorithmes de signature différents, la signature de l'adaptateur est sécurisée. Cependant, si les courbes sont différentes, la signature de l'adaptateur n'est pas sécurisée. Par exemple, Bitcoin utilise la courbe Secp256k1 et la signature ECDSA, tandis que Bitlayer utilise la courbe ed25519 et la signature Schnorr, ce qui rend l'utilisation de la signature de l'adaptateur impossible dans ce cas.

Enfin, cet article présente une application de garde d'actifs numériques non interactive basée sur des signatures d'adaptateur. Cette méthode permet d'instancier un sous-ensemble de stratégies de dépense de seuil sans interaction, offrant ainsi des avantages non interactifs. L'article présente également brièvement deux méthodes de chiffrement vérifiable : Purify et Juggling.

Dans l'ensemble, la signature d'adapter offre une solution efficace pour les échanges atomiques inter-chaînes, mais plusieurs facteurs doivent être pris en compte dans l'application pratique, y compris la sécurité des nombres aléatoires, l'hétérogénéité des systèmes et la compatibilité des algorithmes, etc. Avec l'évolution continue de la technologie, la signature d'adapter et ses applications joueront un rôle de plus en plus important dans les interactions inter-chaînes.