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，從而促進比特幣在各種應用中的更廣泛採用和集成。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，分別爲中心化跨鏈交易、BitVM跨鏈橋和跨鏈原子交換。這三個技術在信任假設、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，但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。

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去中心化、不受審查、具有較好隱私保護的技術，能實現高頻跨鏈交易，從而在去中心化交易所中廣泛應用。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）的跨鏈原子交換存在隱私泄露問題。觀察者可以將參與交換的貨幣聯繫起來，即在彼此靠近的區塊中找到相同的哈希值。

基於適配器籤名的跨鏈原子交換有三個優勢：首先，它取代了"祕密哈希"交換所依賴的鏈上腳本。其次，由於不涉及這樣的腳本，鏈上佔用空間減少，使得基於適配器籤名的原子交換更輕量，費用更低。最後，適配器籤名的原子交換中涉及的交易無法連結，實現了更好的隱私保護。

本文首先介紹了Schnorr/ECDSA適配器籤名與跨鏈原子交換原理。然後，分析了適配器籤名中存在的隨機數安全問題和跨鏈場景中的系統異構和算法異構問題，並給出解決方案。最後，對適配器籤名進行擴展應用，實現非交互式數字資產托管。

在隨機數問題方面，適配器籤名存在隨機數泄漏和重用的風險，可能導致私鑰泄露。解決方案是使用RFC 6979，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。

在跨鏈場景問題方面，UTXO與帳戶模型系統異構問題可以通過在Bitlayer端使用智能合約來解決，但會犧牲一定的隱私性。對於使用相同曲線但不同算法的情況，適配器籤名是可證明安全的。但是，如果曲線不同，適配器籤名就不能安全使用。

最後，文章介紹了基於適配器籤名的非交互式數字資產托管應用。這種方法可以在無需交互的情況下實現門限支出策略的子集，具有非交互優勢。文章還簡要介紹了實現這一應用所需的可驗證加密技術。

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。隨着技術的不斷發展，適配器籤名有望在跨鏈交易和數字資產托管等領域發揮更大作用。