Adaptör İmzası ve Bunun Cross-Chain Atomik Değişimdeki Uygulamaları

Bitcoin Layer2 ölçeklenme çözümlerinin hızlı gelişimi ile birlikte, Bitcoin ile Layer2 ağı arasındaki varlık transferi sıklığı belirgin şekilde artmıştır. Bu trend, Layer2 teknolojisinin sağladığı 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 yaygın benimsenmesini ve entegrasyonunu sağlamaktadır. Bu nedenle, Bitcoin ile Layer2 ağı arasındaki etkileşim, kripto para ekosisteminin önemli bir bileşeni haline gelmekte, yeniliği teşvik etmekte ve kullanıcılara daha çeşitli ve güçlü finansal araçlar sunmaktadır.

Şu anda Bitcoin ile Layer2 arasındaki cross-chain işlemler için üç ana çözüm bulunmaktadır: merkezi cross-chain işlemleri, 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 farklı uygulama ihtiyaçlarını karşılayabilir.

Merkeziyete dayalı cross-chain işlem, merkezi kuruluşlar tarafından sağlanır, hızı yüksektir ancak güvenliği kuruluşun güvenilirliğine bağlıdır. BitVM cross-chain köprüsü, karmaşık bir teknolojiyi içeren iyimserlik meydan okuma mekanizmasını kullanır ve büyük miktardaki işlemler için uygundur. Cross-chain atomik takas, merkeziyetsiz, sansüre tabi olmayan ve iyi bir gizlilik koruma sunan bir teknolojidir; yüksek frekanslı cross-chain işlemleri gerçekleştirir ve merkeziyetsiz borsalarda yaygın olarak kullanılır.

Cross-chain atomik değişim teknolojisi esas olarak hash zaman kilidi ve adaptör imzası olmak üzere iki tür içerir. Hash zaman kilidine dayalı atomik değişim merkeziyetsiz değişimi gerçekleştirse de, kullanıcı gizliliği sızıntısı sorunu vardır. Adaptör imzasına dayalı atomik değişim ise gizliliği daha iyi koruyabilir ve daha hafif, maliyetleri daha düşüktür.

Bu makalede, adaptör imzası ve cross-chain atomik takasın prensipleri detaylı bir şekilde ele alınacak, var olan sorunlar ve çözümler analiz edilecek ve dijital varlık yönetimi gibi alanlardaki genişletilmiş uygulamaları tartışılacaktır.

Adaptör İmzası ve Cross-Chain Atomik Değişim

Schnorr adaptör imzası ve atomik değişim

Schnorr adaptör imzası süreci aşağıdaki gibidir:

1. Alice rastgele bir sayı r seçer, R = r·G hesaplar.
2. Alice c = Hash(R||m) hesaplar
3. Alice, adaptör imzasını s^ = r + cx + y olarak hesaplar; burada y adaptör değeridir.
4. Alice (R,s^)'i Bob'a gönderdi
5. Bob, s^·G ?= R + c·X + Y eşitliğini doğrular.
6. Eğer eşitlik sağlanıyorsa, Bob adaptör imzasını kabul eder.

Schnorr adaptör imzasına dayalı atomik değişim süreci:

1. Alice, Bob'a Bitcoin gönderdiği TX1 işlemini oluşturdu.
2. Alice, TX1'in Schnorr adaptör imzasını (R,s^) hesaplar ve Bob'a gönderir.
3. Bob, adaptör imzasını doğrular.
4. Bob, TX2 işlemini oluşturdu ve varlıklarını Alice'e gönderdi.
5. Bob TX2'yi yayınlar ve yürütür
6. Alice, TX2'deki varlıkları aldıktan sonra, Bob'a adaptör değeri y'yi açıklar.
7. Bob y'yi aldıktan sonra, tam imza s = s^ + y'yi hesaplayabilir.
8. Bob, tam imza s ile TX1'i yayınlar ve Bitcoin alır.

ECDSA adaptörü imzaları ve atomik değişim

ECDSA adaptör imza süreci aşağıdaki gibidir:

1. Alice rastgele k sayısını seçer, R = k·G hesaplar.
2. Alice r = R_x mod n hesaplar
3. Alice, s^ = k^(-1)(Hash(m) + rx + y) mod n hesaplar, burada y adaptör değeridir.
4. Alice (r,s^)'i Bob'a gönderdi
5. Bob, denklemi r ?= (s^·Y + Hash(m)·G)_x mod n olarak doğruluyor.
6. Eğer eşitlik sağlanıyorsa, Bob adaptör imzasını kabul eder.

ECDSA adaptör imzasına dayanan atomik değişim süreci, Schnorr'a benzer; sadece Schnorr imzası ECDSA imzasıyla değiştirilmiştir.

Sorunlar ve Çözümler

rastgele sayı sorunu ve çözüm yolları

Adaptör imzasında rastgele sayı sızıntısı ve yeniden kullanımıyla ilgili güvenlik riskleri bulunmaktadır, bu da özel anahtarın sızmasına yol açabilir.

Bu sorunları çözmek için RFC 6979 standardı kullanılabilir. Bu standart, özel anahtardan ve imzalanacak mesajdan deterministik olarak rastgele sayı k'yı türeterek rastgele sayı üretme ihtiyacını ortadan kaldırır ve böylece güvenliği artırır.

cross-chain senaryo sorunları ve çözümleri

1. UTXO ve hesap modeli sisteminin heterojenliği

   Bitcoin, UTXO modelini benimserken, Ethereum tabanlı zincir hesap modelini kullandığı için adaptör imzaları doğrudan uygulanamaz. Çözüm, hesap modeline sahip zincirlerde akıllı sözleşmeler kullanarak atomik değişim mantığını gerçekleştirmektir.

2. Aynı eğri, farklı algoritmaların adaptör imza güvenliği

   İki zincir aynı eğrileri kullanıp farklı imza algoritmalarına sahip olduğunda ( biri Schnorr, diğeri ECDSA ), adaptör imzası yine de güvenlidir.

3. Farklı eğrilerin adaptör imzaları güvensizdir.

   Eğer iki zincir farklı eliptik eğriler kullanıyorsa, o zaman atomik değişim için adaptör imzası doğrudan kullanılamaz.

Dijital Varlık Saklama Uygulaması

Adaptör imzası, etkileşimsiz dijital varlık saklaması sağlamak için kullanılabilir. Ana adımlar aşağıdaki gibidir:

1. 2-of-2 MuSig çıktısı olan bir fonlama işlemi oluşturun
2. Alice ve Bob, sırasıyla adaptör imzası ve doğrulanabilir şifreleme şifreli metin oluşturur.
3. Taraflar doğruladıktan sonra funding işlemini imzalayıp yayınlar.
4. Uyuşmazlık durumunda, saklayıcı duruma göre adaptor secret'ı çözebilir ve sağlayabilir.
5. Adaptor secretini elde eden taraf imzayı tamamlayabilir ve uzlaşma işlemini yayabilir.

Bu çözüm, bir aracının başlangıca katılmasını gerektirmediği gibi, etkileşimsiz avantajlar da sunmaktadır.

Doğrulanabilir şifreleme, bu alandaki anahtar kriptografik temel taşlardan biridir. Şu anda iki ana uygulama yöntemi vardır: Purify ve Juggling.

Özet

Bu makalede, Schnorr/ECDSA adaptör imzasının ve cross-chain atomik değişimin prensipleri detaylı bir şekilde açıklanmakta, güvenlik sorunları ve cross-chain uygulama senaryolarındaki zorluklar analiz edilmekte ve dijital varlıkların saklanmasındaki uygulamaları tartışılmaktadır. Adaptör imzası, cross-chain etkileşimleri için esnek ve güvenli bir çözüm sunmakta ve merkeziyetsiz finans alanında önemli bir rol oynaması beklenmektedir.