Assinatura do adaptador e sua aplicação na troca atômica em cadeia cruzada

Com o rápido desenvolvimento das soluções de escalabilidade Layer2 do Bitcoin, a frequência de transferências de ativos entre o Bitcoin e suas redes Layer2 aumentou significativamente. Esta tendência é impulsionada pela maior escalabilidade, menores taxas de transação e alta capacidade de processamento proporcionadas pela tecnologia Layer2. Esses avanços promovem transações mais eficientes e econômicas, impulsionando a adoção e integração mais ampla do Bitcoin em várias aplicações. Portanto, a interoperabilidade entre o Bitcoin e as redes Layer2 está se tornando uma parte fundamental do ecossistema de criptomoedas, impulsionando a inovação e oferecendo aos usuários ferramentas financeiras mais diversificadas e robustas.

As transações entre Bitcoin e Layer2 através de cadeia cruzada têm três soluções típicas: troca de cadeia cruzada centralizada, ponte de cadeia cruzada BitVM e troca atômica de cadeia cruzada. Essas três tecnologias diferem em pressupostos de confiança, segurança, conveniência, limites de transação, etc., podendo atender a diferentes necessidades de aplicação.

As vantagens da negociação em cadeia cruzada centralizada incluem rapidez e facilidade no processo de correspondência, uma vez que a entidade centralizada pode confirmar e processar as transações rapidamente. No entanto, a segurança desse método depende completamente da confiabilidade e reputação da entidade centralizada. Se a entidade centralizada enfrentar falhas técnicas, ataques maliciosos ou inadimplência, os fundos dos usuários estarão em maior risco. Além disso, a negociação em cadeia cruzada centralizada também pode vazar a privacidade dos usuários, exigindo que estes considerem cuidadosamente ao escolher esse método.

A tecnologia da ponte cadeia cruzada BitVM é relativamente complexa. Ela introduz um mecanismo de desafio otimista, portanto a tecnologia é relativamente complexa. Além disso, o mecanismo de desafio otimista envolve um grande número de transações de desafio e resposta, resultando em taxas de transação mais altas. Assim, a ponte cadeia cruzada BitVM é adequada apenas para transações de grande valor e é usada com menos frequência.

Cadeia cruzada de troca atômica é um contrato que realiza transações descentralizadas de criptomoedas. É descentralizado, não censurável, possui boa proteção de privacidade e permite transações em cadeia cruzada de alta frequência, sendo amplamente utilizado em exchanges descentralizadas. A tecnologia de troca atômica em cadeia cruzada inclui principalmente bloqueio de tempo de hash e assinatura de adaptador.

A troca atômica em cadeia cruzada baseada em bloqueio de tempo hash apresenta problemas de vazamento de privacidade. A troca atômica baseada em assinatura de adaptador tem três vantagens: primeiro, substitui o script on-chain que a troca "hash secreto" depende. Em segundo lugar, como não envolve tal script, o espaço ocupado na cadeia é reduzido, tornando a troca atômica baseada em assinatura de adaptador mais leve e com custos mais baixos. Finalmente, as transações envolvidas na troca atômica de assinatura de adaptador não podem ser vinculadas, garantindo a proteção da privacidade.

Este artigo apresenta os princípios da assinatura adaptadora Schnorr/ECDSA e da troca atômica entre cadeias cruzadas, analisa os problemas de segurança dos números aleatórios presentes na assinatura adaptadora e os problemas de heterogeneidade de sistemas e algoritmos em cenários de cadeias cruzadas, e oferece soluções. Por fim, a assinatura adaptadora é aplicada de forma expandida, realizando a custódia de ativos digitais não interativa.

Em relação ao problema de números aleatórios, a assinatura adaptadora Schnorr/ECDSA apresenta problemas de vazamento e reutilização de números aleatórios, que podem ser resolvidos usando o RFC 6979. O RFC 6979 especifica um método para gerar assinaturas digitais determinísticas usando DSA e ECDSA, resolvendo problemas de segurança relacionados à geração de valores aleatórios.

Num cenário de cadeia cruzada, a heterogeneidade entre o sistema UTXO e o modelo de conta é um problema importante. O Bitcoin utiliza o modelo UTXO, enquanto o Bitlayer, que é uma cadeia L2 do Bitcoin compatível com EVM, utiliza o modelo de conta. Isso resulta na impossibilidade de pré-assinar transações no sistema Ethereum, pois o nonce é desconhecido. A solução é utilizar transações de contrato inteligente no lado do Bitlayer para implementar trocas atômicas, mas isso sacrifica uma certa privacidade.

Quando se utiliza a mesma curva, mas algoritmos de assinatura diferentes, a assinatura do adaptador é segura. No entanto, se as curvas forem diferentes, a assinatura do adaptador não é segura. Por exemplo, o Bitcoin utiliza a curva Secp256k1 e a assinatura ECDSA, enquanto o Bitlayer utiliza a curva ed25519 e a assinatura Schnorr; neste caso, não se pode usar a assinatura do adaptador.

Por fim, este artigo apresenta uma aplicação de custódia de ativos digitais não interativa baseada em assinaturas de adaptadores. Este método permite instanciar um subconjunto de estratégias de gasto em limite sem necessidade de interação, possuindo vantagens não interativas. O artigo também descreve brevemente duas implementações de criptografia verificável: Purify e Juggling.

De um modo geral, a assinatura do adaptador oferece uma solução eficaz para as trocas atômicas em cadeia cruzada, mas na prática é necessário considerar vários fatores, incluindo segurança de números aleatórios, heterogeneidade do sistema e compatibilidade de algoritmos, entre outros. À medida que a tecnologia continua a evoluir, a assinatura do adaptador e suas aplicações desempenharão um papel cada vez mais importante nas interações em cadeia cruzada.