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技術所提供的更高可擴展性、更低的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，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。該技術引入了樂觀挑戰機制，所以技術相對復雜。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。在這種情況下，"原子"意味着一種資產所有權的變更實際上意味着另一種資產所有權的變更。該技術是去中心化的、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。

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。基於適配器籤名的跨鏈原子交換有三個優勢：首先，適配器籤名交換方案取代了"祕密哈希"交換所依賴的鏈上腳本，包括時間鎖和哈希鎖。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，實現隱私保護。

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，則會導致私鑰泄漏。因此，隨機數使用完後需立刻刪除，並使用RFC 6979解決隨機數重用問題。

在跨鏈場景下，需要考慮UTXO與帳戶模型系統異構問題。比特幣採用UTXO模型，基於Secp256k1曲線實現原生的ECDSA籤名。Bitlayer爲EVM兼容Bitcoin L2鏈，採用Secp256k1曲線，支持原生的ECDSA籤名。適配器籤名實現了BTC交換所需的邏輯，而Bitlayer交換對應方則由以太坊智能合約的強大功能支撐。

如果Bitcoin和Bitlayer均使用Secp256k1曲線，但是Bitcoin使用Schnorr籤名，而Bitlayer使用ECDSA，該情況下基於Schnorr和ECDSA的適配器籤名是可證明安全的。但是如果曲線不同，則不能使用適配器籤名。

適配器籤名還可以應用於實現非交互式數字資產托管。該方案由買方、賣方和托管方三方參與，實現了在無需交互的情況下實例化門限支出策略的子集。托管方不能簽署任意交易，而只向支持的其中一方發送祕密。

總的來說，適配器籤名爲跨鏈原子交換和數字資產托管等應用提供了一種高效、安全和隱私保護的解決方案。但在實際應用中仍需考慮隨機數安全、系統異構等問題，並針對不同場景選擇合適的實現方案。