Chữ ký bộ điều hợp và ứng dụng của nó trong trao đổi nguyên tử chuỗi cross

Với sự phát triển nhanh chóng của các giải pháp mở rộng Layer2 cho Bitcoin, tần suất chuyển giao tài sản giữa Bitcoin và mạng Layer2 của nó đã tăng đáng kể. Xu hướng này được thúc đẩy bởi khả năng mở rộng cao hơn, phí giao dịch thấp hơn và thông lượng cao mà công nghệ Layer2 cung cấp. Những tiến bộ này đã thúc đẩy các giao dịch hiệu quả hơn và tiết kiệm hơn, từ đó thúc đẩy việc áp dụng và tích hợp Bitcoin rộng rãi hơn trong nhiều ứng dụng khác nhau. Do đó, khả năng tương tác giữa Bitcoin và mạng Layer2 đang trở thành một thành phần then chốt của hệ sinh thái tiền điện tử, thúc đẩy đổi mới và cung cấp cho người dùng nhiều công cụ tài chính đa dạng và mạnh mẽ hơn.

Giao dịch chuỗi cross giữa Bitcoin và Layer2 có ba phương án điển hình, đó là giao dịch chuỗi cross tập trung, cầu chuỗi cross BitVM và trao đổi nguyên tử chuỗi cross. Ba công nghệ này khác nhau về giả định tin cậy, độ an toàn, sự tiện lợi, hạn mức giao dịch, v.v., có thể đáp ứng nhu cầu ứng dụng khác nhau.

Ưu điểm của giao dịch chuỗi cross tập trung là tốc độ nhanh, quá trình khớp lệnh tương đối dễ dàng, vì các tổ chức tập trung có thể nhanh chóng xác nhận và xử lý giao dịch. Tuy nhiên, phương pháp này hoàn toàn phụ thuộc vào độ tin cậy và uy tín của các tổ chức tập trung. Nếu tổ chức tập trung gặp sự cố kỹ thuật, bị tấn công ác ý, hoặc vi phạm hợp đồng, thì tài sản của người dùng sẽ đối mặt với rủi ro cao hơn. Hơn nữa, giao dịch chuỗi cross tập trung cũng có thể rò rỉ thông tin cá nhân của người dùng, do đó người dùng cần cân nhắc kỹ lưỡng khi chọn phương pháp này.

Công nghệ cầu nối chuỗi cross BitVM tương đối phức tạp. Nó giới thiệu cơ chế thách thức lạc quan, vì vậy công nghệ tương đối phức tạp. Hơn nữa, cơ chế thách thức lạc quan liên quan đến một số lượng lớn các giao dịch thách thức và phản hồi, phí giao dịch khá cao. Do đó, cầu nối chuỗi cross BitVM chỉ phù hợp cho các giao dịch siêu lớn, tần suất sử dụng thấp.

Chuỗi cross nguyên tử trao đổi là một hợp đồng thực hiện giao dịch tiền điện tử phi tập trung. Nó phi tập trung, không bị kiểm duyệt, có khả năng bảo vệ quyền riêng tư tốt và có thể thực hiện giao dịch chuỗi cross tần suất cao, do đó được ứng dụng rộng rãi trong các sàn giao dịch phi tập trung. Công nghệ chuỗi cross nguyên tử trao đổi chủ yếu bao gồm khóa thời gian hash và chữ ký bộ điều hợp.

Việc trao đổi nguyên tử chuỗi cross dựa trên khóa thời gian băm gặp phải vấn đề rò rỉ thông tin riêng tư. Trao đổi nguyên tử dựa trên chữ ký bộ điều hợp có ba lợi thế: đầu tiên, nó thay thế "băm bí mật" mà việc trao đổi phụ thuộc vào kịch bản trên chuỗi. Thứ hai, do không liên quan đến những kịch bản như vậy, không gian chiếm dụng trên chuỗi giảm, làm cho việc trao đổi nguyên tử dựa trên chữ ký bộ điều hợp nhẹ hơn và chi phí thấp hơn. Cuối cùng, các giao dịch liên quan đến việc trao đổi nguyên tử chữ ký bộ điều hợp không thể liên kết, thực hiện bảo vệ thông tin riêng tư.

Bài viết này giới thiệu về nguyên lý chữ ký thích ứng Schnorr/ECDSA và trao đổi nguyên tử chuỗi cross, phân tích vấn đề an toàn số ngẫu nhiên trong chữ ký thích ứng và các vấn đề về hệ thống dị dạng và dị dạng thuật toán trong các kịch bản chuỗi cross, đồng thời đưa ra giải pháp. Cuối cùng, bài viết mở rộng ứng dụng của chữ ký thích ứng, thực hiện lưu ký tài sản kỹ thuật số không tương tác.

Trong vấn đề số ngẫu nhiên, chữ ký bộ điều hợp Schnorr/ECDSA gặp phải vấn đề rò rỉ và tái sử dụng số ngẫu nhiên, có thể sử dụng RFC 6979 để giải quyết. RFC 6979 quy định một phương pháp tạo chữ ký số xác định bằng DSA và ECDSA, giải quyết các vấn đề bảo mật liên quan đến việc tạo ra giá trị ngẫu nhiên.

Trong bối cảnh chuỗi cross, sự không đồng nhất giữa hệ thống UTXO và mô hình tài khoản là một vấn đề quan trọng. Bitcoin sử dụng mô hình UTXO, trong khi Bitlayer là chuỗi Bitcoin L2 tương thích với EVM, sử dụng mô hình tài khoản. Điều này dẫn đến việc không thể ký trước giao dịch trong hệ thống Ethereum vì không biết nonce. Giải pháp là sử dụng giao dịch hợp đồng thông minh tại phía Bitlayer để thực hiện hoán đổi nguyên tử, nhưng điều này sẽ hy sinh một phần tính riêng tư.

Khi sử dụng cùng một đường cong nhưng thuật toán chữ ký khác nhau, chữ ký bộ chuyển đổi là an toàn. Tuy nhiên, nếu đường cong khác nhau, chữ ký bộ chuyển đổi sẽ không an toàn. Ví dụ, Bitcoin sử dụng đường cong Secp256k1 và chữ ký ECDSA, trong khi Bitlayer sử dụng đường cong ed25519 và chữ ký Schnorr, trong trường hợp này không thể sử dụng chữ ký bộ chuyển đổi.

Cuối cùng, bài viết giới thiệu về ứng dụng lưu ký tài sản kỹ thuật số không tương tác dựa trên chữ ký bộ điều hợp. Phương pháp này có khả năng khởi tạo một tập con của chiến lược chi tiêu ngưỡng mà không cần tương tác, mang lại lợi thế không tương tác. Bài viết cũng giới thiệu ngắn gọn về hai cách triển khai mã hóa có thể xác minh: Purify và Juggling.

Tổng thể, chữ ký bộ điều hợp cung cấp một giải pháp hiệu quả cho việc trao đổi nguyên tử chuỗi cross, nhưng trong ứng dụng thực tế cần xem xét nhiều yếu tố, bao gồm an toàn số ngẫu nhiên, tính không đồng nhất của hệ thống và khả năng tương thích của thuật toán. Khi công nghệ tiếp tục phát triển, chữ ký bộ điều hợp và các ứng dụng của nó sẽ đóng vai trò ngày càng quan trọng trong tương tác chuỗi cross.