アダプター署名とそのクロスチェーン原子交換における応用

ビットコインのLayer2拡張ソリューションの急速な発展に伴い、ビットコインとそのLayer2ネットワーク間のクロスチェーン資産移転の頻度が著しく増加しています。このトレンドは、Layer2技術が提供するより高いスケーラビリティ、より低い取引手数料、高いスループットによって推進されています。これらの進展は、より効率的で経済的な取引を促進し、ビットコインのさまざまなアプリケーションにおけるより広範な採用と統合を推進しています。したがって、ビットコインとLayer2ネットワーク間の相互運用性は、暗号通貨エコシステムの重要な構成要素となり、革新を促進し、ユーザーに多様で強力な金融ツールを提供しています。

! ビットコインおよびレイヤー2資産のクロスチェーンテクノロジーの解析

ビットコインとLayer2間のクロスチェーン取引には、中央集権型クロスチェーン取引、BitVMクロスチェーンブリッジ、クロスチェーンアトミックスワップの3つの典型的なソリューションがあります。これら3つの技術は、信頼の仮定、安全性、利便性、取引額などの面で異なり、さまざまなアプリケーションのニーズに応えることができます。

中央集権的なクロスチェーン取引の利点は、スピードが速く、マッチングプロセスが比較的容易であることです。なぜなら、中央集権的な機関が迅速に取引を確認し処理できるからです。しかし、この方法の安全性は完全に中央集権的な機関の信頼性と評判に依存しています。中央集権的な機関が技術的な故障、悪意のある攻撃、契約不履行に直面した場合、ユーザーの資金は高いリスクにさらされます。さらに、中央集権的なクロスチェーン取引はユーザーのプライバシーを漏洩する可能性があり、この方法を選択する際にはユーザーが慎重に考慮する必要があります。

BitVMクロスチェーンブリッジ技術は相対的に複雑です。それは楽観的チャレンジメカニズムを導入しているため、技術は相対的に複雑です。さらに、楽観的チャレンジメカニズムは大量のチャレンジとレスポンス取引を含むため、取引手数料は高くなります。したがって、BitVMクロスチェーンブリッジは超大口取引にのみ適用され、使用頻度は低いです。

クロスチェーン原子交換は、分散型暗号通貨取引を実現するための契約です。それは分散型であり、検閲を受けず、プライバシー保護が優れており、高頻度のクロスチェーン取引を実現できるため、分散型取引所で広く利用されています。クロスチェーン原子交換技術は主にハッシュタイムロックとアダプタ署名を含みます。

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ハッシュタイムロックに基づくクロスチェーン原子交換にはプライバシー漏洩の問題があります。アダプタ署名に基づく原子交換には3つの利点があります。まず、"秘密ハッシュ"交換が依存しているオンチェーンスクリプトを置き換えます。次に、そのようなスクリプトが関与しないため、オンチェーンの占有スペースが減少し、アダプタ署名に基づく原子交換がより軽量で、費用が低くなります。最後に、アダプタ署名の原子交換に関与する取引はリンクできないため、プライバシー保護が実現されます。

この記事では、Schnorr/ECDSAアダプタ署名とクロスチェーン原子交換の原理について説明し、アダプタ署名に存在する乱数の安全性の問題とクロスチェーンシナリオにおけるシステムの異種性およびアルゴリズムの異種性の問題を分析し、解決策を提示します。最後に、アダプタ署名の拡張応用として、非対話型デジタル資産の保管を実現しました。

乱数問題に関して、Schnorr/ECDSAアダプタ署名は乱数漏洩と再利用の問題があり、RFC 6979を使用して解決できます。RFC 6979は、DSAおよびECDSAを使用して決定論的デジタル署名を生成する方法を指定し、ランダム値の生成に関連するセキュリティ問題を解決します。

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クロスチェーンシーンにおいて、UTXOとアカウントモデルシステムの非互換性は重要な問題です。ビットコインはUTXOモデルを採用しており、BitlayerはEVM互換のBitcoin L2チェーンで、アカウントモデルを採用しています。これにより、イーサリアムシステムではnonceが不明なため、事前に取引を署名することができません。解決策は、Bitlayer側でスマートコントラクト取引を使用して原子交換を実現することですが、これにより一定のプライバシーが犠牲になります。

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同じ曲線を使用していても異なる署名アルゴリズムを使用する場合、アダプタ署名は安全です。しかし、曲線が異なる場合、アダプタ署名は安全ではありません。例えば、BitcoinはSecp256k1曲線とECDSA署名を使用し、Bitlayerはed25519曲線とSchnorr署名を使用しているため、この場合はアダプタ署名を使用できません。

! 解析ビットコインおよびレイヤー2資産クロスチェーン技術

最後に、本稿ではアダプタ署名に基づく非対話型デジタル資産管理アプリケーションについて紹介します。この方法は、対話なしで閾値支出戦略のサブセットをインスタンス化でき、非対話型の利点を持っています。また、検証可能な暗号化の2つの実装方法、PurifyとJugglingについても簡単に説明します。

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! 解析ビットコインおよびレイヤー2資産クロスチェーン技術

総じて言えば、アダプタ署名はクロスチェーン原子交換に対して効果的な解決策を提供しますが、実際の応用においては、ランダム数の安全性、システムの異種性、アルゴリズムの互換性など、さまざまな要因を考慮する必要があります。技術の進展に伴い、アダプタ署名とその応用はクロスチェーン相互作用においてますます重要な役割を果たすでしょう。