Firma de adaptador y su aplicación en el intercambio atómico cross-chain
Con el rápido desarrollo de las soluciones de escalado Layer2 de Bitcoin, la frecuencia de transferencias de activos entre Bitcoin y su red Layer2 ha aumentado significativamente. Esta tendencia es impulsada por la mayor escalabilidad, menores tarifas de transacción y alta capacidad de procesamiento que ofrece la tecnología Layer2. Estos avances fomentan transacciones más eficientes y económicas, promoviendo así una adopción e integración más amplia de Bitcoin en diversas aplicaciones. Por lo tanto, la interoperabilidad entre Bitcoin y las redes Layer2 se está convirtiendo en un componente clave del ecosistema de criptomonedas, impulsando la innovación y proporcionando a los usuarios herramientas financieras más diversas y potentes.
Las transacciones cross-chain entre Bitcoin y Layer 2 tienen tres esquemas típicos: transacciones cross-chain centralizadas, el puente cross-chain BitVM y el intercambio atómico cross-chain. Estas tres tecnologías difieren en supuestos de confianza, seguridad, conveniencia, límites de transacción, etc., y pueden satisfacer diferentes necesidades de aplicación.
Las transacciones cruzadas centralizadas son rápidas, y el proceso de emparejamiento es relativamente fácil, ya que las instituciones centralizadas pueden confirmar y procesar las transacciones rápidamente. Sin embargo, la seguridad de este método depende completamente de la fiabilidad y reputación de la institución centralizada. Si la institución centralizada sufre fallos técnicos, ataques maliciosos o incumplimientos, los fondos de los usuarios enfrentan un alto riesgo. Además, las transacciones cruzadas centralizadas también pueden filtrar la privacidad de los usuarios, por lo que se debe considerar cuidadosamente al elegir este método.
La tecnología del puente cross-chain de BitVM es relativamente compleja. Primero, en la fase de Peg-in, los usuarios envían Bitcoin a una dirección multi-firma controlada por la alianza BitVM, logrando así el bloqueo de Bitcoin. En Layer2 se acuñan la cantidad correspondiente de tokens y se utiliza este token para realizar transacciones y aplicaciones en Layer2. Cuando los usuarios destruyen los tokens de Layer2, el operador asume el costo. Luego, el operador solicita el reembolso de la cantidad correspondiente de Bitcoin en el fondo multi-firma controlado por la alianza BitVM. Para prevenir malas acciones del operador, el proceso de reembolso utiliza un mecanismo de desafío optimista, lo que significa que cualquier tercer partido puede desafiar comportamientos de reembolso maliciosos, frustrando así acciones malintencionadas. Esta tecnología introduce un mecanismo de desafío optimista, por lo que es relativamente compleja. Además, el mecanismo de desafío optimista implica una gran cantidad de transacciones de desafío y respuesta, lo que hace que las tarifas de transacción sean altas. Por lo tanto, el puente cross-chain de BitVM solo es adecuado para transacciones de gran volumen, similar a la emisión de U, lo que resulta en una frecuencia de uso relativamente baja.
El intercambio atómico cross-chain es un contrato que permite realizar transacciones de criptomonedas descentralizadas. En este caso, "atómico" significa que un cambio en la propiedad de un activo implica en realidad un cambio en la propiedad de otro activo. Este concepto fue propuesto por primera vez en 2013 por TierNolan en el foro Bitcointalk. Durante 4 años, el intercambio atómico se mantuvo en el ámbito teórico. Hasta 2017, Decred y Litecoin se convirtieron en los primeros sistemas blockchain en completar con éxito un intercambio atómico.
El intercambio atómico debe involucrar a dos partes, y ninguna tercera parte puede interrumpir o interferir en el proceso de intercambio. Esto significa que la tecnología es descentralizada, no está sujeta a censura, tiene una mejor protección de la privacidad y puede llevar a cabo transacciones cruzadas de alta frecuencia, lo que la hace ampliamente aplicable en intercambios descentralizados.
Actualmente, el intercambio atómico cross-chain requiere 4 transacciones. Algunas soluciones intentan reducir el número de transacciones a 2, pero aumentan los requisitos de estar en línea en tiempo real para ambas partes del intercambio. La tecnología de intercambio atómico cross-chain incluye principalmente el bloqueo de tiempo hash y la firma de adaptador.
El intercambio atómico cross-chain basado en el HTLC( con bloqueo de tiempo de hash ) permite que dos usuarios realicen transacciones de criptomonedas con tiempo limitado, es decir, el receptor debe enviar la prueba criptográfica "secreto" ( al contrato dentro del tiempo especificado, de lo contrario, los fondos se devolverán al remitente. Si el receptor confirma el pago, la transacción es exitosa. Por lo tanto, se requiere que las dos blockchains participantes tengan funciones de "bloqueo de hash" y "bloqueo de tiempo".
Aunque el intercambio atómico HTLC es un gran avance en el campo de la tecnología de intercambio descentralizado, existe un problema de filtración de privacidad. Cada vez que se realiza un intercambio, el mismo hash aparece en dos cadenas de bloques, y solo se separa por unos pocos bloques. Esto significa que los observadores pueden vincular las monedas involucradas en el intercambio, encontrando el mismo hash en bloques adyacentes. Al rastrear monedas a través de cadenas cruzadas, es fácil determinar su origen. Aunque este análisis no revela ningún dato de identidad relevante, un tercero puede deducir fácilmente la identidad de los participantes involucrados.
El intercambio atómico cross-chain basado en firmas de adaptador fue propuesto por el desarrollador de Monero Joël Gugger en 2020, como una implementación del artículo de Lloyd Fournier de 2019 titulado One-Time Verifiably Encrypted Signatures, A.K.A. Adaptor Signatures. La firma de adaptador es una firma adicional que se combina con la firma inicial para mostrar datos secretos, permitiendo que ambas partes revelen simultáneamente dos partes de datos entre sí, y es un componente clave del protocolo scriptless que hace posible el intercambio atómico de Monero.
![Análisis de la tecnología de跨链 entre Bitcoin y activos Layer2])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-c1f7fb81382024c7d717e75038db0cf1.webp(
En comparación con el intercambio atómico HTLC, el intercambio atómico basado en firmas de adaptador tiene 3 ventajas: primero, el esquema de intercambio por firmas de adaptador reemplaza el script en cadena del que depende el intercambio "hash secreto", que incluye bloqueos de tiempo y bloqueos de hash. En segundo lugar, como no implica tales scripts, se reduce el espacio en cadena utilizado, lo que hace que el intercambio atómico basado en firmas de adaptador sea más ligero y de menor costo. Por último, HTLC requiere que cada cadena use el mismo valor de hash, mientras que las transacciones involucradas en el intercambio atómico basado en firmas de adaptador no se pueden vincular, logrando así la protección de la privacidad.
Las firmas pre-firmadas de adaptadores Schnorr/ECDSA hacen un compromiso con el número aleatorio r. Si el número aleatorio se filtra, puede llevar a la filtración de la clave privada. Además, para cualquier par de transacciones cross-chain, si el protocolo de firma del adaptador utiliza el mismo número aleatorio, también puede llevar a la filtración de la clave privada. Por lo tanto, se debe usar RFC 6979 para resolver el problema de reutilización de números aleatorios.
RFC 6979 especifica un método para generar firmas digitales deterministas utilizando DSA y ECDSA, resolviendo los problemas de seguridad asociados con la generación de valores aleatorios k. En concreto, el k determinista es generado por HMAC, que implica calcular el hash de la clave privada, el mensaje y un contador mediante una función hash. Esto asegura que k sea único para cada mensaje, al mismo tiempo que tiene reproducibilidad para las mismas entradas, y reduce el riesgo de exposición de la clave privada asociado con generadores de números aleatorios débiles o comprometidos.
En el escenario de cross-chain, es necesario considerar el problema de la heterogeneidad entre el sistema UTXO y el modelo de cuentas. Bitcoin utiliza el modelo UTXO, que implementa firmas ECDSA nativas basadas en la curva Secp256k1. Por otro lado, las cadenas compatibles con EVM utilizan el modelo de cuentas y soportan firmas ECDSA nativas. El intercambio atómico cross-chain basado en firmas de adaptador no es compatible con Ethereum, ya que Ethereum es un modelo de cuentas, no un modelo UTXO. En particular, el intercambio atómico basado en firmas de adaptador requiere que las transacciones de reembolso sean firmadas de antemano. Sin embargo, en el sistema de Ethereum, si no se conoce el nonce, no se puede firmar la transacción de antemano.
![Análisis de la tecnología cross-chain de Bitcoin y activos Layer2])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-ffe66b54f14cc042d177fac8c071563b.webp(
Además, desde la perspectiva de la privacidad, esto significa que la anonimidad de los swaps en la cadena del modelo de cuenta es superior a la de HTLC. ) Ambas partes del swap pueden encontrar el contrato (. Sin embargo, debido a que se requiere que una parte tenga un contrato público, la anonimidad del swap en la cadena del modelo de cuenta es inferior a la anonimidad de la firma del adaptador. En la parte sin contrato, la transacción swap parece igual a cualquier otra transacción. Sin embargo, en la parte con contrato EVM, la transacción es claramente para un swap de activos. Aunque una parte tiene un contrato público, incluso utilizando herramientas de análisis de cadenas complejas, no es posible rastrearlo a otra cadena.
Si dos cadenas utilizan la misma curva pero diferentes algoritmos de firma, por ejemplo, una cadena utiliza firmas Schnorr y la otra utiliza ECDSA, la firma del adaptador es demostrablemente segura. Sin embargo, si las dos cadenas utilizan curvas diferentes, no se puede utilizar la firma del adaptador, porque el orden de los grupos de curvas elípticas es diferente, es decir, los coeficientes módulo son diferentes, lo que hace que usar el mismo valor de adaptación en diferentes curvas no sea seguro.
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La firma de adaptador también se puede utilizar para implementar la custodia de activos digitales no interactiva. Este esquema incluye tres participantes: el comprador Alice, el vendedor Bob y el custodio. El uso de la firma de adaptador permite la custodia de activos digitales de umbral no interactiva, y puede instanciar un subconjunto de estrategias de gasto de umbral sin necesidad de interacción. El custodio no puede firmar ninguna transacción arbitraria, sino que solo envía un secreto a una de las partes soportadas.
El proceso de implementación específico incluye la creación de transacciones de funding no firmadas, el intercambio de firmas de adaptador, la verificación de la validez del texto cifrado, el manejo de disputas y otros pasos. Si no hay disputas, Alice y Bob pueden gastar la salida de MuSig 2-of-2 como deseen. Si hay una disputa, cualquiera de las partes puede contactar al custodio y solicitar su secreto de adaptador.
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En el proceso de implementación, es necesario utilizar tecnología de criptografía verificable. Actualmente, hay dos enfoques prometedores para hacer criptografía verificable basada en el logaritmo discreto Secp256k1, que son Purify y Juggling. Purify se implementa basado en pruebas de conocimiento cero, mientras que Juggling utiliza métodos de fragmentación y pruebas de rango. Ambas soluciones tienen una diferencia muy pequeña en cuanto al tamaño de la prueba, la duración de la prueba y la duración de la verificación, pero teóricamente, Juggling es más simple.
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En general, la firma de adaptador ofrece una solución más segura y privada para los intercambios atómicos cross-chain. Sin embargo, en la aplicación práctica, es necesario considerar la influencia de diferentes modelos de blockchain, algoritmos de firma, curvas elípticas y otros factores, y seleccionar el método de implementación adecuado de acuerdo con el escenario específico. Con el continuo desarrollo de la tecnología, se espera que la firma de adaptador desempeñe un papel más importante en áreas como las transacciones cross-chain y la custodia de activos.
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GateUser-40edb63b
· Hace35m
Otra vez estamos calentando la comida fría.
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DeFiGrayling
· hace10h
layer2 aquí sabe lo que dice
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MetaverseVagrant
· hace10h
Ya he visto a través de este plan.
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EthSandwichHero
· hace10h
¡L2 es genial! ¡El más fuerte en cross-chain!
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ContractCollector
· hace10h
¿Cuánto pueden reducirse las tarifas de cross-chain?
Firma del adaptador: Optimización del esquema de seguridad y privacidad para intercambios atómicos cross-chain
Firma de adaptador y su aplicación en el intercambio atómico cross-chain
Con el rápido desarrollo de las soluciones de escalado Layer2 de Bitcoin, la frecuencia de transferencias de activos entre Bitcoin y su red Layer2 ha aumentado significativamente. Esta tendencia es impulsada por la mayor escalabilidad, menores tarifas de transacción y alta capacidad de procesamiento que ofrece la tecnología Layer2. Estos avances fomentan transacciones más eficientes y económicas, promoviendo así una adopción e integración más amplia de Bitcoin en diversas aplicaciones. Por lo tanto, la interoperabilidad entre Bitcoin y las redes Layer2 se está convirtiendo en un componente clave del ecosistema de criptomonedas, impulsando la innovación y proporcionando a los usuarios herramientas financieras más diversas y potentes.
Las transacciones cross-chain entre Bitcoin y Layer 2 tienen tres esquemas típicos: transacciones cross-chain centralizadas, el puente cross-chain BitVM y el intercambio atómico cross-chain. Estas tres tecnologías difieren en supuestos de confianza, seguridad, conveniencia, límites de transacción, etc., y pueden satisfacer diferentes necesidades de aplicación.
Las transacciones cruzadas centralizadas son rápidas, y el proceso de emparejamiento es relativamente fácil, ya que las instituciones centralizadas pueden confirmar y procesar las transacciones rápidamente. Sin embargo, la seguridad de este método depende completamente de la fiabilidad y reputación de la institución centralizada. Si la institución centralizada sufre fallos técnicos, ataques maliciosos o incumplimientos, los fondos de los usuarios enfrentan un alto riesgo. Además, las transacciones cruzadas centralizadas también pueden filtrar la privacidad de los usuarios, por lo que se debe considerar cuidadosamente al elegir este método.
La tecnología del puente cross-chain de BitVM es relativamente compleja. Primero, en la fase de Peg-in, los usuarios envían Bitcoin a una dirección multi-firma controlada por la alianza BitVM, logrando así el bloqueo de Bitcoin. En Layer2 se acuñan la cantidad correspondiente de tokens y se utiliza este token para realizar transacciones y aplicaciones en Layer2. Cuando los usuarios destruyen los tokens de Layer2, el operador asume el costo. Luego, el operador solicita el reembolso de la cantidad correspondiente de Bitcoin en el fondo multi-firma controlado por la alianza BitVM. Para prevenir malas acciones del operador, el proceso de reembolso utiliza un mecanismo de desafío optimista, lo que significa que cualquier tercer partido puede desafiar comportamientos de reembolso maliciosos, frustrando así acciones malintencionadas. Esta tecnología introduce un mecanismo de desafío optimista, por lo que es relativamente compleja. Además, el mecanismo de desafío optimista implica una gran cantidad de transacciones de desafío y respuesta, lo que hace que las tarifas de transacción sean altas. Por lo tanto, el puente cross-chain de BitVM solo es adecuado para transacciones de gran volumen, similar a la emisión de U, lo que resulta en una frecuencia de uso relativamente baja.
El intercambio atómico cross-chain es un contrato que permite realizar transacciones de criptomonedas descentralizadas. En este caso, "atómico" significa que un cambio en la propiedad de un activo implica en realidad un cambio en la propiedad de otro activo. Este concepto fue propuesto por primera vez en 2013 por TierNolan en el foro Bitcointalk. Durante 4 años, el intercambio atómico se mantuvo en el ámbito teórico. Hasta 2017, Decred y Litecoin se convirtieron en los primeros sistemas blockchain en completar con éxito un intercambio atómico.
El intercambio atómico debe involucrar a dos partes, y ninguna tercera parte puede interrumpir o interferir en el proceso de intercambio. Esto significa que la tecnología es descentralizada, no está sujeta a censura, tiene una mejor protección de la privacidad y puede llevar a cabo transacciones cruzadas de alta frecuencia, lo que la hace ampliamente aplicable en intercambios descentralizados.
Actualmente, el intercambio atómico cross-chain requiere 4 transacciones. Algunas soluciones intentan reducir el número de transacciones a 2, pero aumentan los requisitos de estar en línea en tiempo real para ambas partes del intercambio. La tecnología de intercambio atómico cross-chain incluye principalmente el bloqueo de tiempo hash y la firma de adaptador.
El intercambio atómico cross-chain basado en el HTLC( con bloqueo de tiempo de hash ) permite que dos usuarios realicen transacciones de criptomonedas con tiempo limitado, es decir, el receptor debe enviar la prueba criptográfica "secreto" ( al contrato dentro del tiempo especificado, de lo contrario, los fondos se devolverán al remitente. Si el receptor confirma el pago, la transacción es exitosa. Por lo tanto, se requiere que las dos blockchains participantes tengan funciones de "bloqueo de hash" y "bloqueo de tiempo".
Aunque el intercambio atómico HTLC es un gran avance en el campo de la tecnología de intercambio descentralizado, existe un problema de filtración de privacidad. Cada vez que se realiza un intercambio, el mismo hash aparece en dos cadenas de bloques, y solo se separa por unos pocos bloques. Esto significa que los observadores pueden vincular las monedas involucradas en el intercambio, encontrando el mismo hash en bloques adyacentes. Al rastrear monedas a través de cadenas cruzadas, es fácil determinar su origen. Aunque este análisis no revela ningún dato de identidad relevante, un tercero puede deducir fácilmente la identidad de los participantes involucrados.
El intercambio atómico cross-chain basado en firmas de adaptador fue propuesto por el desarrollador de Monero Joël Gugger en 2020, como una implementación del artículo de Lloyd Fournier de 2019 titulado One-Time Verifiably Encrypted Signatures, A.K.A. Adaptor Signatures. La firma de adaptador es una firma adicional que se combina con la firma inicial para mostrar datos secretos, permitiendo que ambas partes revelen simultáneamente dos partes de datos entre sí, y es un componente clave del protocolo scriptless que hace posible el intercambio atómico de Monero.
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En comparación con el intercambio atómico HTLC, el intercambio atómico basado en firmas de adaptador tiene 3 ventajas: primero, el esquema de intercambio por firmas de adaptador reemplaza el script en cadena del que depende el intercambio "hash secreto", que incluye bloqueos de tiempo y bloqueos de hash. En segundo lugar, como no implica tales scripts, se reduce el espacio en cadena utilizado, lo que hace que el intercambio atómico basado en firmas de adaptador sea más ligero y de menor costo. Por último, HTLC requiere que cada cadena use el mismo valor de hash, mientras que las transacciones involucradas en el intercambio atómico basado en firmas de adaptador no se pueden vincular, logrando así la protección de la privacidad.
Las firmas pre-firmadas de adaptadores Schnorr/ECDSA hacen un compromiso con el número aleatorio r. Si el número aleatorio se filtra, puede llevar a la filtración de la clave privada. Además, para cualquier par de transacciones cross-chain, si el protocolo de firma del adaptador utiliza el mismo número aleatorio, también puede llevar a la filtración de la clave privada. Por lo tanto, se debe usar RFC 6979 para resolver el problema de reutilización de números aleatorios.
RFC 6979 especifica un método para generar firmas digitales deterministas utilizando DSA y ECDSA, resolviendo los problemas de seguridad asociados con la generación de valores aleatorios k. En concreto, el k determinista es generado por HMAC, que implica calcular el hash de la clave privada, el mensaje y un contador mediante una función hash. Esto asegura que k sea único para cada mensaje, al mismo tiempo que tiene reproducibilidad para las mismas entradas, y reduce el riesgo de exposición de la clave privada asociado con generadores de números aleatorios débiles o comprometidos.
En el escenario de cross-chain, es necesario considerar el problema de la heterogeneidad entre el sistema UTXO y el modelo de cuentas. Bitcoin utiliza el modelo UTXO, que implementa firmas ECDSA nativas basadas en la curva Secp256k1. Por otro lado, las cadenas compatibles con EVM utilizan el modelo de cuentas y soportan firmas ECDSA nativas. El intercambio atómico cross-chain basado en firmas de adaptador no es compatible con Ethereum, ya que Ethereum es un modelo de cuentas, no un modelo UTXO. En particular, el intercambio atómico basado en firmas de adaptador requiere que las transacciones de reembolso sean firmadas de antemano. Sin embargo, en el sistema de Ethereum, si no se conoce el nonce, no se puede firmar la transacción de antemano.
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Además, desde la perspectiva de la privacidad, esto significa que la anonimidad de los swaps en la cadena del modelo de cuenta es superior a la de HTLC. ) Ambas partes del swap pueden encontrar el contrato (. Sin embargo, debido a que se requiere que una parte tenga un contrato público, la anonimidad del swap en la cadena del modelo de cuenta es inferior a la anonimidad de la firma del adaptador. En la parte sin contrato, la transacción swap parece igual a cualquier otra transacción. Sin embargo, en la parte con contrato EVM, la transacción es claramente para un swap de activos. Aunque una parte tiene un contrato público, incluso utilizando herramientas de análisis de cadenas complejas, no es posible rastrearlo a otra cadena.
Si dos cadenas utilizan la misma curva pero diferentes algoritmos de firma, por ejemplo, una cadena utiliza firmas Schnorr y la otra utiliza ECDSA, la firma del adaptador es demostrablemente segura. Sin embargo, si las dos cadenas utilizan curvas diferentes, no se puede utilizar la firma del adaptador, porque el orden de los grupos de curvas elípticas es diferente, es decir, los coeficientes módulo son diferentes, lo que hace que usar el mismo valor de adaptación en diferentes curvas no sea seguro.
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La firma de adaptador también se puede utilizar para implementar la custodia de activos digitales no interactiva. Este esquema incluye tres participantes: el comprador Alice, el vendedor Bob y el custodio. El uso de la firma de adaptador permite la custodia de activos digitales de umbral no interactiva, y puede instanciar un subconjunto de estrategias de gasto de umbral sin necesidad de interacción. El custodio no puede firmar ninguna transacción arbitraria, sino que solo envía un secreto a una de las partes soportadas.
El proceso de implementación específico incluye la creación de transacciones de funding no firmadas, el intercambio de firmas de adaptador, la verificación de la validez del texto cifrado, el manejo de disputas y otros pasos. Si no hay disputas, Alice y Bob pueden gastar la salida de MuSig 2-of-2 como deseen. Si hay una disputa, cualquiera de las partes puede contactar al custodio y solicitar su secreto de adaptador.
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En el proceso de implementación, es necesario utilizar tecnología de criptografía verificable. Actualmente, hay dos enfoques prometedores para hacer criptografía verificable basada en el logaritmo discreto Secp256k1, que son Purify y Juggling. Purify se implementa basado en pruebas de conocimiento cero, mientras que Juggling utiliza métodos de fragmentación y pruebas de rango. Ambas soluciones tienen una diferencia muy pequeña en cuanto al tamaño de la prueba, la duración de la prueba y la duración de la verificación, pero teóricamente, Juggling es más simple.
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En general, la firma de adaptador ofrece una solución más segura y privada para los intercambios atómicos cross-chain. Sin embargo, en la aplicación práctica, es necesario considerar la influencia de diferentes modelos de blockchain, algoritmos de firma, curvas elípticas y otros factores, y seleccionar el método de implementación adecuado de acuerdo con el escenario específico. Con el continuo desarrollo de la tecnología, se espera que la firma de adaptador desempeñe un papel más importante en áreas como las transacciones cross-chain y la custodia de activos.