Adaptör İmzası ve Çapraz Zincir Atomik Değişimindeki Uygulamaları

Bitcoin Layer2 ölçeklendirme çözümlerinin hızlı gelişimi ile birlikte, Bitcoin ile Layer2 ağları arasındaki varlık transferi sıklığı önemli ölçüde artmıştır. Bu eğilim, Layer2 teknolojisinin sağladığı daha yüksek ölçeklenebilirlik, daha düşük işlem ücretleri ve yüksek işlem hacmi ile desteklenmektedir. Bitcoin ile Layer2 ağları arasındaki birlikte çalışabilirlik, kripto para ekosisteminin temel bir bileşeni haline gelmekte, yeniliği teşvik etmekte ve kullanıcılara daha çeşitli ve güçlü finansal araçlar sunmaktadır.

Şu anda Bitcoin ile Layer2 arasındaki cross-chain işlemleri için üç ana çözüm bulunmaktadır: merkezi cross-chain işlemi, BitVM cross-chain köprüsü ve cross-chain atomik takas. Bu teknolojiler güven varsayımları, güvenlik, kolaylık, işlem limitleri gibi alanlarda farklılık göstermekte olup, çeşitli uygulama ihtiyaçlarını karşılayabilmektedir.

Merkeziyete dayalı cross-chain işlemler hızlıdır ve kolay eşleştirme sağlar, ancak güvenlik tamamen merkezi kuruluşların güvenilirliğine bağlıdır. BitVM cross-chain köprüsü, optimistik zorlama mekanizmasını tanıtarak, teknik olarak nispeten karmaşık bir yapıya sahip olup, büyük ölçekli işlemler için uygundur. Cross-chain atomik takas, merkeziyetsiz, sansürden muaf ve iyi bir gizlilik korumasına sahip bir teknolojidir ve merkeziyetsiz borsalarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Cross-chain atomik takas teknolojisi esas olarak hash zaman kilidi (HTLC) ve adaptör imzasına dayanan iki çözümü içermektedir. HTLC çözümü gizlilik sızıntısı sorununa sahiptir, oysa adaptör imzasına dayalı çözüm bu sorunu iyi bir şekilde çözebilir.

Bu makale, Schnorr/ECDSA adaptör imzalarının ve cross-chain atomik değişimlerin prensiplerini tanıtmaktadır, rastgele sayı güvenliği sorunlarını ve cross-chain senaryolarındaki sistem heterojenliği ile algoritma heterojenliği problemlerini analiz etmektedir ve buna bağlı çözümler sunmaktadır. Son olarak, adaptör imzasının genişletilmiş uygulaması ile etkileşimsiz dijital varlıkların güvence altına alınması gerçekleştirilmiştir.

Adaptör İmzası ve Cross-Chain Atomik Değişim

Schnorr uyumlu imza ve atomik değişim

Schnorr adaptör imzasının temel süreci aşağıdaki gibidir:

1. Alice rastgele r ve y sayısını seçer, R=r·G ve Y=y·G hesaplar.
2. Alice c = H(X,R,m) ve s' = r + cx hesaplar.
3. Alice (R,s',Y)'i Bob'a gönderdi
4. Bob doğruluyor s'·G = R + c·X
5. Bob hesaplar s = s' + y
6. Bob yayınlıyor (R, s) geçerli imza olarak

Atomik takaslarda, Alice ve Bob, adaptör imzasını kullanarak cross-chain varlık değişimi gerçekleştirebilirler:

1. Alice, Bob'a BTC gönderen Tx1 işlemini oluşturur ve ön imzalı (R,s',Y) üretir.
2. Bob, Alice'ye varlık gönderen Tx2 işlemini oluşturdu ve yayınladı.
3. Alice Tx2'yi doğruladıktan sonra, y'yi açıkladı
4. Bob y'yi aldıktan sonra tam imza (R,s) hesaplayabilir, Tx1'i yayınlayarak değişimi tamamlar.

ECDSA adaptörü imzası ve atomik takas

ECDSA adaptörü imzalama süreci benzerdir, ana fark şudur:

1. Alice, s' = k^(-1)(H(m) + rx) hesaplar.
2. Bob, R'yi doğruluyor = (H(m)·s'^(-1))·G + (r·s'^(-1))·X
3. Bob s = s' + y hesaplar

Atomik takas süreci, Schnorr planı ile temelde aynıdır.

Sorular ve Çözümler

rastgele sayı problemi ve çözümleri

Adaptör imzasında rastgele sayı sızıntısı ve yeniden kullanımına dair güvenlik açıkları bulunmaktadır, bu da özel anahtarın sızmasına yol açabilir. Çözüm, rastgele sayıları belirleyici bir yöntemle üretmek için RFC 6979 standardını kullanmaktır:

k = SHA256(sk, msg, counter)

Bu, rastgele sayıların benzersizliğini ve tekrar edilebilirliğini güvence altına alır, özel anahtarın ifşa riski etkin bir şekilde azaltır.

cross-chain senaryo sorunları ve çözümleri

1. UTXO ve hesap modeli sistemlerinin heterojen sorunları: Bitcoin, UTXO modelini benimserken, Ethereum hesap modelini benimsediği için Ethereum üzerinde önceden imzalı geri ödeme işlemleri gerçekleştirilememektedir. Çözüm, Ethereum tarafında akıllı sözleşmeler kullanarak atomik takas mantığını uygulamaktır.

2. Aynı eğri farklı algoritmaların güvenliği: Aynı eğri ( kullanılarak Secp256k1) ancak farklı imza algoritmaları ( kullanıldığında, bir taraf Schnorr, diğer taraf ECDSA ), adaptör imzası yine de güvenlidir.

3. Farklı eğrilerin uyumsuzluğu: Eğer iki sistem farklı eliptik eğriler (, örneğin Secp256k1 ve ed25519) kullanıyorsa, doğrudan adaptör imzası ile cross-chain takası yapılamaz.

Dijital Varlık Saklama Uygulaması

Adaptör imzasına dayalı olarak etkileşimsiz dijital varlık saklama gerçekleştirilebilir:

1. Alice ve Bob, 2-of-2 MuSig çıktılı fonlama işlemi oluşturdu.
2. Taraflar adaptör imzalarını ve şifrelenmiş secret'ı değiş tokuş eder.
3. funding işlemlerini yaymak
4. Anlaşmazlık durumunda, yönetici şifreyi çözebilir ve kazanan tarafa secret sağlayabilir.
5. Kazanan taraf, secret'i kullanarak adaptör imzası tamamlar ve varlık elde eder.

Bu planın anahtarı, doğrulanabilir şifrelemedir ve temel olarak iki uygulama yöntemi vardır: Purify ve Juggling.

Özet

Bu makale, Schnorr/ECDSA adaptör imzalarının çapraz zincir atomik değişimindeki uygulamalarını detaylı bir şekilde tanıtmakta, içindeki güvenlik sorunlarını ve çözüm önerilerini analiz etmekte ve heterojen blockchain sistemleri arasında adaptör imzalarının kullanımının uygulanabilirliğini tartışmaktadır. Son olarak, adaptör imzalarına dayanan etkileşimsiz dijital varlık saklama uygulamalarını da tanıtmaktadır. Adaptör imzaları, çapraz zincir varlık değişimi için güvenli, verimli ve gizliliği koruyan bir çözüm sunmakta olup, gelecekte blockchain etkileşimi alanında önemli bir rol oynaması beklenmektedir.