アダプター署名とそのクロスチェーン原子交換における応用

ビットコインのLayer2拡張ソリューションの急速な発展に伴い、ビットコインとそのLayer2ネットワーク間のクロスチェーン資産移転の頻度が著しく増加しています。この傾向は、Layer2技術が提供する高いスケーラビリティ、低い取引手数料、高いスループットによって推進されています。これらの進歩は、より効率的で経済的な取引を促進し、ビットコインのさまざまなアプリケーションでの広範な採用と統合を促進しています。したがって、ビットコインとLayer2ネットワーク間の相互運用性は、暗号通貨エコシステムの重要な構成要素となっており、革新を促進し、ユーザーにより多様で強力な金融ツールを提供しています。

! ビットコインおよびレイヤー2資産のクロスチェーンテクノロジーの解析

ビットコインとLayer2間のクロスチェーン取引には、3つの典型的なソリューションがあります: 中央集権型クロスチェーン取引、BitVMクロスチェーンブリッジ、そしてクロスチェーン原子交換です。これらの3つの技術は、信頼の仮定、安全性、利便性、取引額などの点で異なり、さまざまなアプリケーションのニーズに応えることができます。

中央集権型クロスチェーン取引の利点は、速度が速く、マッチングプロセスが比較的容易であることです。なぜなら、中央集権型機関が迅速に取引を確認し処理できるからです。しかし、この方法の安全性は完全に中央集権型機関の信頼性と評判に依存します。中央集権型機関が技術的障害、悪意のある攻撃、契約不履行に直面した場合、ユーザーの資金は高いリスクにさらされます。さらに、中央集権型クロスチェーン取引はユーザーのプライバシーを漏えいする可能性もあり、この方法を選択する際は慎重に考慮する必要があります。

BitVMクロスチェーンブリッジ技術は相対的に複雑です。それは楽観的チャレンジメカニズムを導入しているため、技術はより複雑です。さらに、楽観的チャレンジメカニズムは多くのチャレンジと応答トランザクションを含み、トランザクション手数料は高くなります。したがって、BitVMクロスチェーンブリッジは超大額取引にのみ適しており、使用頻度は低いです。

クロスチェーン原子交換は、分散型暗号通貨取引を実現するための契約です。それは分散型であり、検閲を受けず、優れたプライバシー保護を持ち、高頻度のクロスチェーン取引を実現できるため、分散型取引所で広く利用されています。現在、クロスチェーン原子交換には4件の取引が必要ですが、いくつかの提案は取引数を2件に圧縮しようとしていますが、交換双方のリアルタイムオンラインの要求が増加するなどの問題があります。

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クロスチェーン原子交換技術は主にハッシュタイムロックとアダプタ署名を含みます。ハッシュタイムロック(HTLC)に基づくクロスチェーン原子交換は、2人のユーザーが時間制限のある暗号通貨取引を行うことを可能にしますが、プライバシー漏洩の問題があります。一方、アダプタ署名に基づくクロスチェーン原子交換は「秘密ハッシュ」交換が依存するオンチェーンスクリプトを置き換え、より軽量で、手数料も低く、より良いプライバシー保護を実現しました。

アダプター署名は、秘密データを表示するために初期署名と組み合わされる追加署名であり、双方が同時に相手に2つのデータ部分を明らかにすることを可能にします。これは、Moneroの原子交換を可能にするスクリプトレスプロトコルの重要な構成要素です。

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Schnorr/ECDSAアダプタ署名のプレサインは、すべてのランダム数に対してコミットメントを行います。ランダム数が漏洩したり再利用されたりすると、秘密鍵が漏洩する可能性があります。したがって、ランダム数のセキュリティ問題を解決するためにRFC 6979を使用する必要があります。RFC 6979は、DSAおよびECDSAを使用して決定性デジタル署名を生成する方法を指定しており、秘密鍵と署名対象のメッセージから決定的にランダム数を導出することによって、ランダム数を生成する必要性を排除します。

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クロスチェーンシーンにおいては、UTXOとアカウントモデルシステムの非互換性の問題も考慮する必要があります。ビットコインはUTXOモデルを採用しており、多くのLayer2はアカウントモデルを採用しています。これにより、事前署名取引で問題が発生する可能性があります。また、同じ曲線を使用しているが異なる署名アルゴリズムのアダプター署名は安全ですが、異なる曲線のアダプター署名は安全ではありません。

! 解析ビットコインおよびレイヤー2資産クロスチェーン技術

アダプタ署名は、非対話型デジタル資産の保管を実現するためにも使用できます。このアプローチでは、対話なしで閾値支出戦略のサブセットをインスタンス化できるため、非対話の利点を持っています。しかし、その柔軟性は閾値Schnorr署名には及びません。

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要するに、アダプタ署名はクロスチェーン原子交換に効率的で安全、プライバシー保護のソリューションを提供します。しかし、実際の応用では、ランダム数の安全性、システムの非同質性などの問題を考慮し、具体的なニーズに応じて適切な実装方法を選択する必要があります。

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