適配器籤名及其在跨鏈原子交換中的應用

隨着比特幣Layer2擴容方案的快速發展，比特幣與其Layer2網路之間的跨鏈資產轉移頻率顯著增加。這一趨勢受到Layer2技術提供的更高可擴展性、更低交易費和高吞吐量的推動。這些進步促進了更高效、更經濟的交易，從而推動比特幣在各種應用中的廣泛採用和集成。因此，比特幣與Layer2網路之間的互操作性正成爲加密貨幣生態系統的關鍵組成部分，推動創新，並爲用戶提供更多樣化和強大的金融工具。

比特幣與Layer2之間的跨鏈交易有三個典型方案:中心化跨鏈交易、BitVM跨鏈橋和跨鏈原子交換。這三種技術在信任假設、安全性、便捷性、交易額度等方面各不相同，能滿足不同的應用需求。

中心化跨鏈交易的優點在於速度快,撮合過程相對容易,因爲中心化機構可以迅速確認並處理交易。然而,這種方法的安全性完全依賴於中心化機構的可靠性和信譽。如果中心化機構遭遇技術故障、惡意攻擊、違約,則用戶的資金面臨較高的風險。此外,中心化跨鏈交易也可能泄漏用戶隱私,需要用戶在選擇這種方法時慎重考慮。

BitVM跨鏈橋技術相對復雜。它引入了樂觀挑戰機制,所以技術較爲復雜。此外,樂觀挑戰機制涉及大量的挑戰與響應交易,交易費較高。因此,BitVM跨鏈橋僅適用於超大額交易,使用頻率較低。

跨鏈原子交換是一種實現去中心化加密貨幣交易的合約。它是去中心化的、不受審查、具有較好的隱私保護、能實現高頻跨鏈交易,從而在去中心化交易所中廣泛應用。當前,跨鏈原子交換需要4筆交易,一些方案嘗試將交易筆數壓縮爲2筆,但會增加對交換雙方的實時在線要求等。

跨鏈原子交換技術主要包括哈希時間鎖和適配器籤名。基於哈希時間鎖(HTLC)的跨鏈原子交換允許兩個用戶進行有時間限制的加密貨幣交易,但存在隱私泄露問題。而基於適配器籤名的跨鏈原子交換取代了"祕密哈希"交換所依賴的鏈上腳本,更輕量、費用更低,且實現了更好的隱私保護。

適配器籤名是一種附加籤名,其與初始籤名相結合以顯示祕密數據,使雙方能夠同時向對方透露兩部分數據。它是使Monero原子交換對成爲可能的scriptless協議的關鍵組成部分。

Schnorr/ECDSA適配器籤名的預籤名均對隨機數進行承諾。如果隨機數泄漏或重用,會導致私鑰泄漏。因此,需要使用RFC 6979來解決隨機數安全問題。RFC 6979指定了一種使用DSA和ECDSA生成確定性數字籤名的方法,通過從私鑰和待籤名消息中確定性地導出隨機數,消除了生成隨機數的需求。

在跨鏈場景下,還需考慮UTXO與帳戶模型系統異構問題。比特幣採用UTXO模型,而許多Layer2採用帳戶模型。這導致在預籤名交易時可能出現問題。此外,使用相同曲線但不同籤名算法的適配器籤名是安全的,但使用不同曲線的適配器籤名則不安全。

適配器籤名還可用於實現非交互式數字資產托管。這種方案允許在無需交互的情況下實例化門限支出策略的子集,具有非交互優勢。但其靈活性不如門限Schnorr籤名。

總之,適配器籤名爲跨鏈原子交換提供了一種高效、安全、隱私保護的方案。但在實際應用中,需要考慮隨機數安全、系統異構等問題,並根據具體需求選擇合適的實現方式。