Tanda Tangan Adapter dan Aplikasinya dalam Pertukaran Atomik Lintas Rantai

Dengan cepatnya perkembangan solusi skalabilitas Layer2 Bitcoin, frekuensi transfer aset lintas rantai antara Bitcoin dan jaringan Layer2 meningkat secara signifikan. Tren ini didorong oleh skalabilitas yang lebih tinggi, biaya transaksi yang lebih rendah, dan throughput yang tinggi yang ditawarkan oleh teknologi Layer2. Kemajuan ini mendorong transaksi yang lebih efisien dan ekonomis, sehingga mendorong adopsi dan integrasi Bitcoin yang lebih luas dalam berbagai aplikasi. Oleh karena itu, interoperabilitas antara Bitcoin dan jaringan Layer2 menjadi komponen kunci dari ekosistem cryptocurrency, mendorong inovasi dan memberikan pengguna alat keuangan yang lebih beragam dan kuat.

Ada tiga skema tipikal untuk transaksi lintas rantai antara Bitcoin dan Layer2: transaksi lintas rantai terpusat, jembatan lintas rantai BitVM, dan pertukaran atom lintas rantai. Ketiga teknologi ini memiliki karakteristik masing-masing dalam asumsi kepercayaan, keamanan, kenyamanan, dan jumlah transaksi, yang dapat memenuhi kebutuhan aplikasi yang berbeda.

Transaksi lintas rantai yang terpusat memiliki kecepatan yang cepat, proses pencocokan relatif mudah, tetapi keamanan sepenuhnya bergantung pada keandalan dan reputasi lembaga terpusat, sehingga memiliki risiko yang tinggi. Teknologi jembatan lintas rantai BitVM relatif kompleks, memperkenalkan mekanisme tantangan optimis, biaya transaksi relatif tinggi, hanya cocok untuk transaksi dalam jumlah besar. Pertukaran atom lintas rantai adalah teknologi yang terdesentralisasi, tidak dapat disensor, dengan perlindungan privasi yang baik, mampu melakukan transaksi lintas rantai frekuensi tinggi, dan telah banyak diterapkan di bursa terdesentralisasi.

Teknologi pertukaran atom lintas rantai terutama mencakup dua skema, yaitu HTLC berbasis kunci waktu hash ( dan pertukaran atom berbasis tanda tangan adaptor. Skema HTLC memiliki masalah kebocoran privasi pengguna. Pertukaran atom berbasis tanda tangan adaptor dibandingkan dengan HTLC memiliki tiga keunggulan: menggantikan skrip di rantai, mengurangi ruang yang digunakan di rantai; lebih ringan, biaya lebih rendah; dan mewujudkan perlindungan privasi yang lebih baik.

Tanda Tangan Adapter dan Pertukaran Atom Lintas Rantai

) Tanda tangan adaptor Schnorr dan pertukaran atom

Proses tanda tangan adaptor Schnorr adalah sebagai berikut:

1. Alice menghasilkan bilangan acak r, menghitung R = r·G
2. Alice menghitung c = H###X||R||m(
3. Alice menghitung s' = r + c·x
4. Alice mengirim )R,s'( kepada Bob
5. Bob memverifikasi s'·G ?= R + c·X
6. Bob menghitung s = s' + y
7. )R,s( adalah tanda tangan Schnorr yang valid

Proses pertukaran atom lintas rantai berbasis tanda tangan adaptor Schnorr adalah sebagai berikut:

1. Alice membuat transaksi TxA, mengirimkan bitcoin-nya kepada Bob
2. Bob membuat transaksi TxB, mengirimkan bitcoinnya kepada Alice
3. Alice menghasilkan angka acak y, menghitung Y = y·G
4. Alice melakukan tanda tangan adaptor pada TxA, mengirim )R, s'( kepada Bob
5. Bob memverifikasi tanda tangan adaptor
6. Bob melakukan tanda tangan Schnorr biasa pada TxB, kemudian menyiarkan TxB
7. Alice menerima TxB, mengirim y kepada Bob
8. Bob menghitung s = s' + y, mendapatkan tanda tangan lengkap TxA
9. Bob menyiarkan TxA, menyelesaikan pertukaran

![Analisis Teknologi Lintas Rantai Aset Bitcoin dan Layer2])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-c1f7fb81382024c7d717e75038db0cf1.webp(

) tanda tangan adaptor ECDSA dan pertukaran atom

Proses penandatanganan adaptor ECDSA adalah sebagai berikut:

1. Alice menghasilkan bilangan acak k, menghitung R = k·G
2. Alice menghitung r = R_x mod n
3. Alice menghitung s' = k^###-1()H(m( + r·x) mod n
4. Alice mengirim )r,s'( kepada Bob
5. Bob memverifikasi )s'(^)-1(·H)m(·G + )s'(^)-1(·r·X ?= R
6. Bob menghitung s = s' + y mod n
7. )r,s( adalah tanda tangan ECDSA yang valid

Proses pertukaran atom lintas rantai yang didasarkan pada tanda tangan adaptor ECDSA mirip dengan skema Schnorr.

![Analisis Teknologi Lintas Rantai Aset Bitcoin dan Layer2])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-ffe66b54f14cc042d177fac8c071563b.webp(

Masalah dan Solusi

) Masalah dan Solusi Bilangan Acak

Tanda tangan adaptor memiliki risiko keamanan terkait kebocoran dan penggunaan ulang bilangan acak, yang dapat menyebabkan kebocoran kunci pribadi. Solusinya adalah menggunakan spesifikasi RFC 6979, dengan cara deterministik untuk mengekstrak bilangan acak k dari kunci pribadi dan pesan:

k = SHA256###sk, msg, counter(

Ini memastikan keunikan dan reproduktifitas angka acak, sekaligus menghindari risiko keamanan dari generator angka acak.

) Masalah dan Solusi dalam Skenario Cross-Chain

1. Masalah heterogenitas sistem UTXO dan model akun:

Bitcoin menggunakan model UTXO, sedangkan Bitlayer menggunakan model akun. Dalam sistem Ethereum, transaksi pengembalian dana tidak dapat ditandatangani sebelumnya, sehingga perlu menggunakan kontrak pintar untuk mewujudkan pertukaran atom. Ini akan牺牲一定的隐私性, dapat menyediakan perlindungan privasi untuk transaksi Bitlayer melalui Dapp seperti Tornado Cash.

2. Keamanan tanda tangan adaptor dengan algoritma yang berbeda pada kurva yang sama:

Jika Bitcoin dan Bitlayer menggunakan kurva Secp256k1 yang sama, tetapi menggunakan tanda tangan Schnorr dan ECDSA, tanda tangan adaptor tetap aman.

3. Tanda tangan adaptor dari kurva yang berbeda tidak aman:

Jika Bitcoin menggunakan kurva Secp256k1, sementara Bitlayer menggunakan kurva ed25519, karena koefisien modulus yang berbeda, adaptor tanda tangan tidak dapat digunakan secara langsung.

![Analisis Teknologi Lintas Rantai Aset Bitcoin dan Layer2]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-dbf838762d5d60818e383c866ca2d318.webp(

Aplikasi Custodian Aset Digital

Berdasarkan tanda tangan adaptor, dapat diimplementasikan kustodian aset digital non-interaktif, proses spesifiknya adalah sebagai berikut:

1. Buat transaksi funding yang belum ditandatangani, kirim BTC ke output 2-of-2 MuSig
2. Alice dan Bob masing-masing membuat tanda tangan adaptor, dan bertukar
3. Alice dan Bob memverifikasi keabsahan ciphertext, menandatangani, dan menyiarkan transaksi pendanaan
4. Ketika terjadi sengketa, pihak kustodian dapat mengirimkan secret adapter yang telah didekripsi kepada salah satu pihak.
5. Pihak yang mendapatkan secret dapat menyelesaikan tanda tangan dan menyiarkan transaksi penyelesaian.

Solusi ini memiliki keunggulan non-interaktif dibandingkan tanda tangan Schnorr threshold.

![Analisis Teknologi Keterhubungan Lintas Rantai Bitcoin dan Aset Layer2])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-e09f20bac2bd4f245bdfc3006427e45b.webp(

Kriptografi yang dapat diverifikasi adalah teknologi kunci untuk mencapai kustodian aset non-interaktif, yang terutama terdiri dari dua skema yaitu Purify dan Juggling. Purify didasarkan pada bukti nol-pengetahuan, sedangkan Juggling diimplementasikan melalui pemecahan dan bukti rentang. Kedua skema ini tidak memiliki perbedaan yang signifikan dalam hal kinerja, dan secara teoritis Juggling lebih sederhana.

![Analisis teknologi lintas rantai aset Bitcoin dan Layer2])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-9c382f3c2f6eb018947793ebaeed1729.webp(

Secara keseluruhan, tanda tangan adaptor menyediakan alat kriptografi yang kuat untuk aplikasi seperti pertukaran atom lintas rantai dan kustodian aset digital, tetapi dalam aplikasi praktis masih perlu mempertimbangkan banyak masalah seperti keamanan angka acak dan sistem heterogen. Di masa depan, seiring dengan perkembangan teknologi terkait, interoperabilitas lintas rantai yang berbasis pada tanda tangan adaptor akan membawa lebih banyak aplikasi inovatif ke ekosistem blockchain.