Adaptör İmzası ve Kros Zincir Atomik Değişimdeki Uygulamaları

Bitcoin Layer2 genişleme çözümlerinin hızlı gelişimiyle birlikte, Bitcoin ile Layer2 ağları arasındaki cross-chain varlık transferi frekansı önemli ölçüde artmıştır. Bu trend, Layer2 teknolojisinin sunduğu daha yüksek ölçeklenebilirlik, daha düşük işlem ücretleri ve yüksek işlem hacmi ile desteklenmektedir. Bu ilerlemeler, daha verimli ve ekonomik işlemleri teşvik ederek, Bitcoin'in çeşitli uygulamalarda daha geniş benimsenmesini ve entegrasyonunu sağlamaktadır. Bu nedenle, Bitcoin ile Layer2 ağları arasındaki etkileşimli çalışma, kripto para ekosisteminin önemli bir bileşeni haline gelmekte, yeniliği teşvik etmekte ve kullanıcılara daha çeşitli ve güçlü finansal araçlar sunmaktadır.

Bitcoin ile Layer2 arasındaki cross-chain işlemler için üç ana çözüm bulunmaktadır: merkezi cross-chain işlemler, BitVM cross-chain köprüsü ve cross-chain atomik takas. Bu üç teknoloji, güven varsayımları, güvenlik, kullanım kolaylığı, işlem limitleri gibi alanlarda farklı özelliklere sahiptir ve çeşitli uygulama ihtiyaçlarını karşılayabilir.

Merkeziyete dayalı cross-chain ticaret, merkezi kuruluşlar tarafından varlık transferini yönetir, hızı yüksektir ancak güvenlik riski taşır. BitVM cross-chain köprüsü çoklu imza ve optimistik meydan okuma mekanizması kullanır, büyük miktar ticaretler için uygundur ancak karmaşıklığı yüksektir. Cross-chain atomik takas, merkeziyetsiz, sansüre uğramayan ve iyi bir gizlilik korumasına sahip yüksek frekanslı cross-chain ticaret çözümüdür, merkeziyetsiz borsalarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Cross-chain atomik değişim teknolojisi esas olarak iki tür içerir: Hash zaman kilidi ve adaptör imzası. Hash zaman kilidi tabanlı çözümler gizlilik sızıntısı sorunları taşır. Adaptör imzası tabanlı çözümler gizliliği daha iyi korur ve işlemler daha hafif, maliyetler daha düşüktür.

Bu makale, Schnorr ve ECDSA adaptör imzalarının prensiplerini ve bunların cross-chain atomik değişimindeki uygulamalarını tanıtmaktadır, adaptör imzalarındaki rastgele sayı güvenlik sorunlarını ve cross-chain senaryolarındaki sistem heterojenlik sorunlarını analiz etmekte ve buna karşılık gelen çözümleri sunmaktadır. Son olarak, adaptör imzalarının etkileşimsiz dijital varlık yönetimindeki genişletilmiş uygulamalarını tartışmaktadır.

Adaptör İmzası ve Cross-Chain Atomik Değişim

Schnorr adaptör imzası ve atomik değişim

Schnorr adaptör imzasının prensibi aşağıdaki gibidir:

1. Alice rastgele bir r sayısı seçer, R = r·G hesaplar.
2. Alice, c = H(R||P||m) hesaplar.
3. Alice s' = r + c·x hesaplar
4. Alice (R,s')'i Bob'a gönderdi
5. Bob doğruluyor s'·G = R + c·P
6. Bob hesaplıyor s = s' + y
7. (R,s) tam Schnorr imzasıdır

Schnorr adaptör imzasına dayalı çapraz zincir atomik değişim süreci aşağıdaki gibidir:

1. Alice, TxA işlemini oluşturarak parayı Bob'a gönderdi.
2. Alice, Schnorr uyumlu imza (R, s') oluşturdu.
3. Alice (R,s')'i Bob'a gönderdi
4. Bob doğrulama (R,s')
5. Bob, Alice'ye kripto para göndermek için TxB işlemini oluşturur.
6. Bob TxB'yi imzaladı ve yaydı
7. Alice TxB'yi aldıktan sonra, s = s' + y hesaplar ve TxA'yı yayınlar.
8. Bob, TxA'nın imzasından y'yi çıkarır, imzalar ve TxB'yi yayar.

ECDSA adaptör imzası ve atomik değişim

ECDSA adaptör imzasının prensibi aşağıdaki gibidir:

1. Alice rastgele bir sayı k seçer, R = k·G hesaplar.
2. Alice r = R_x mod n hesaplar.
3. Alice, s' = k^(-1)(H(m) + r·x) - y mod n hesaplar.
4. Alice (r,s')'i Bob'a gönderdi.
5. Bob R = (H(m)·s'^(-1))·G + (r·s'^(-1))·P doğruluyor.
6. Bob, s = s' + y hesaplar
7. (r,s) tam ECDSA imzasıdır.

ECDSA adaptör imzasına dayanan cross-chain atomik değişim süreci Schnorr planına benzer.

Sorular ve Çözümler

rastgele sayı problemi ve çözümleri

Adaptör imzasında rastgele sayı sızıntısı ve yeniden kullanımı ile ilgili güvenlik açıkları bulunmaktadır, bu da özel anahtarın sızmasına yol açabilir. Çözüm, RFC 6979 standardını kullanarak, özel anahtardan ve mesajdan belirleyici bir yöntemle rastgele sayı k'yı çıkarmaktır:

k = SHA256(sk, msg, counter)

Bu, her imzanın benzersiz bir rastgele sayı kullanmasını sağlarken, aynı girdi için tekrarlanabilirliği de sağlar ve rastgele sayıya bağlı güvenlik risklerini etkili bir şekilde önler.

cross-chain senaryo sorunları ve çözümleri

1. UTXO ile hesap modeli sistemleri arasındaki heterojenlik sorunu:

Bitcoin, UTXO modelini kullanırken, Bitlayer gibi Layer 2'ler hesap modelini kullanır. Hesap modelinde, geri ödeme işlemleri önceden imzalanamaz, atomik değişim işlevini gerçekleştirmek için akıllı sözleşmeler kullanılması gerekir. Bu, belirli bir gizlilikten fedakarlık etmeyi gerektirir; gizlilik koruması sağlamak için Tornado Cash benzeri Dapp'ler tasarlanabilir.

2. Aynı eğri farklı algoritmalar durumu:

Eğer Bitcoin ve Bitlayer aynı eğriyi ( Secp256k1) gibi kullanıyorsa ama farklı imza algoritmaları ( Schnorr ve ECDSA ) kullanıyorsa, adaptör imzası yine de güvenlidir.

3. Farklı eğrilerin durumu:

Eğer Bitcoin ve Bitlayer farklı eğriler ( kullanıyorsa, Secp256k1 ve ed25519) gibi, doğrudan adaptör imzası kullanılamaz, çünkü eğri parametrelerinin farklı olması güvenlik sorunlarına yol açabilir.

Dijital Varlık Saklama Uygulaması

Adaptör imzası, etkileşimsiz dijital varlık saklama işlemleri için kullanılabilir:

1. Alice ve Bob, 2-of-2 MuSig çıktısı olan fonlama işlemi oluşturdu.
2. Alice ve Bob sırasıyla adaptör imzasını oluşturur ve adaptor secret'ı şifreler.
3. Alice ve Bob, şifreli mesajın geçerliliğini doğruladıktan sonra funding işlemini imzalar ve yayarlar.
4. Uyuşmazlık durumunda, saklayıcı kazanan tarafa adaptor secret'i çözebilir.
5. Kazanan taraf, imzalama ve uzlaşma işlemini gerçekleştirmek için adaptor secret kullanır.

Bu çözüm, yöneticinin başlangıç ayarlarına katılmasını gerektirmez ve yönetici sadece önceden belirlenmiş hesaplaşma planlarından birini seçebilir, yeni işlemleri rastgele imzalayamaz.

Doğrulanabilir şifreleme, bu çözümün anahtar teknolojisidir, esas olarak iki çözüm vardır: Purify ve Juggling. Purify, zkSNARK'a dayanırken, Juggling parçalama şifrelemesi ve aralık kanıtı kullanır. Her iki çözümün performansı açısından çok fazla fark yoktur, her birinin kendine özgü özellikleri vardır.

Sonuç olarak, adaptör imzaları, cross-chain atomik değişim ve dijital varlık saklama gibi uygulamalar için etkili kriptografik araçlar sunmaktadır, ancak pratik uygulamalarda rastgele sayı güvenliği, sistem heterojenliği gibi sorunlar dikkate alınmalıdır. Gelecekte, daha geniş bir cross-chain uygulama senaryolarını desteklemek için ilgili teknolojilerin daha da optimize edilmesi gerekmektedir.