Обсуждение принципов технологии DLC и подходов к оптимизации

1. Обзор

Дискретный логарифмический контракт (DLC) представляет собой схему условных платежей на основе оракула, предложенную Таджем Дриджей из MIT в 2018 году. DLC позволяет сторонам производить платежи в соответствии с предопределенными условиями, при этом участники заранее определяют возможные результаты и предварительно подписывают их. Когда оракул подписывает результат, платеж может быть выполнен. Это позволяет DLC обеспечивать безопасность депозитов в биткойнах, реализуя новые децентрализованные финансовые приложения.

По сравнению с сетью Lightning, DLC имеет следующие преимущества:

• Лучшие параметры конфиденциальности: детали контракта делятся только между участниками и не хранятся в блокчейне
• Поддержка сложных финансовых контрактов: можно непосредственно создавать и исполнять производные инструменты, страховки и другие сложные контракты в сети Биткойн
• Снижение риска со стороны контрагента: средства блокируются в многоподписном контракте и будут разблокированы только при наступлении предопределенного события.
• Не нужно управлять платежными каналами: проще в использовании, не требуется создавать и поддерживать платежные каналы
• В определенных сценариях лучшая масштабируемость: обеспечивает хорошую масштабируемость в сложных контрактах.

Однако DLC по-прежнему существует некоторые риски и проблемы:

• Закрытый ключ оракула и случайное число могут быть раскрыты или потеряны, что приведет к потере активов.
• Оракулы имеют риск централизованного доверия и могут легко подвергаться атакам отказа в обслуживании.
• Децентрализованные оракулы не могут напрямую осуществлять деривацию ключей
• Узлы оракула могут заговаривать, по-прежнему существуют проблемы доверия
• Условная подпись требует предварительного определения набора событий, что приводит к минимальному ограничению суммы перераспределения активов.

В данной статье будут рассмотрены некоторые оптимизационные решения для устранения вышеуказанных проблем и повышения безопасности экосистемы биткойна.

2. Принцип работы DLC

В качестве примера возьмем договор о пари между Алиса и Бобом, ставка – это четность хэш-значения n+k-го блока. Если число нечетное, выигрывает Алиса, иначе выигрывает Боб. DLC использует оракулы для передачи информации о блоках для создания условной подписи, позволяя выигравшей стороне забрать все активы.

Конкретные шаги следующие:

1. Инициализация: установить генератор эллиптической кривой G с порядком q.

2. Генерация ключей: оракул, Алиса и Боб генерируют свои закрытые и открытые ключи. Оракул: закрытый ключ z, открытый ключ Z = z·G Alice:приватный ключ x,публичный ключ X = x·G
   Боб: приватный ключ y, публичный ключ Y = y·G

3. Инвестиционная сделка: Алиса и Боб создают инвестиционную сделку, каждый из них блокирует 1BTC в мультиподписном выводе 2 из 2.

4. Исполнение контракта: создать две сделки по исполнению контракта (CET), для использования в сделках по вкладам.

5. Обязательство вычисления оракула: R := k· G S := R - hash(Нечетное число,R)·Z S' := R - hash(ЧетноеЧисло,R)·Z Трансляция (R,S,S')

6. Элис и Боб вычисляют новый публичный ключ: PK^Alice := X + S PK^Bob := Y + S'

7. Расчет: оракул генерирует s или s' на основе хеш-значения n+k-го блока. Нечетное:s := k - hash(НечетноеЧисло,R)·z Четное:s' := k - hash(ЧетноеЧисло,R)·z

8. Вывод средств: выигрывающая сторона вычисляет новый приватный ключ на основе s или s' и выводит активы. Алиса:ск^Алиса := х + с Боб:sk^Боб := y + s'

Анализ показывает, что новый закрытый ключ и новый открытый ключ удовлетворяют отношениям дискретного логарифма, что позволяет успешно вывести средства.

Кроме того, необходимо добавить временной замок, чтобы ограничить время вывода средств и предотвратить вывод активов после истечения времени.

3. Оптимизация DLC

3.1 Управление ключами

Ключи и случайные числа оракула крайне важны для безопасности; их утечка или потеря могут привести к различным проблемам безопасности:

1. Потеря ключа: невозможно завершить расчет, необходимо выполнить контракт на возврат.
2. Утечка приватного ключа: все DLC подвергаются риску мошеннического урегулирования.
3. Утечка или повторное использование случайных чисел: можно вывести закрытый ключ
4. Потеря случайного числа: невозможно урегулировать конкретный DLC

Рекомендуется принять следующие меры:

• Используйте дочерние или внучатые ключи, производимые с помощью BIP32, для подписи
• Использование хэш-значения приватного ключа и счетчика в качестве случайного числа

3.2 Децентрализованный оракул

Использование подписей Шнорра с порогом для реализации децентрализованного оракула имеет следующие преимущества:

• Увеличение безопасности: распределенное управление ключами, снижение рисков единой точки отказа
• Распределенное управление: ни один отдельный субъект не обладает всей властью подписи
• Повышение доступности: подпись может быть выполнена, просто достигнув порога
• Гибкость и масштабируемость: можно устанавливать различные пороги, адаптируясь к различным сценариям
• Ответственность: возможно проверить правильность подписи каждой ноды.

3.3 Децентрализация и управление ключами

В сценарии децентрализованных оракулов полные приватные ключи не появляются, и невозможно напрямую использовать BIP32 для деривации ключей. Можно использовать распределенные методы деривации ключей:

• Согласно полиному интерполяции Лагранжа, фрагменты закрытого ключа и полный закрытый ключ удовлетворяют интерполяционным отношениям.
• Фрагменты приватного ключа, дополненные инкрементом, по-прежнему удовлетворяют интерполяционным отношениям с дочерним ключом.
• Все участники могут создавать фрагменты дочерних приватных ключей для генерации фрагментов дочерних подписей.

Необходимо учитывать проблемы совместимости между усиленной и неусиленной версией BIP32.

! Анализ принципов DLC и оптимизационное мышление

3.4 OP-DLC: минимизация доверия оракула

Предложить механизм OP-DLC, ввести оптимистичный вызов:

• Оракулы должны заранее ставить залог для создания онлайновых OP игр.
• Любая честная сторона может оспорить злонамеренные действия
• Успешный вызов приводит к онлайновому наказанию злонамеренного оракула
• Можно использовать модель подписи "k-of-n", значение k может быть 1
• Доверительная модель снижена до того, что в сети должен быть хотя бы один честный участник

3.5 OP-DLC + BitVM двойной мост

Совмещение OP-DLC и BitVM для решения проблем DLC при использовании в качестве межсетевого моста:

• Используйте BitVM для решения проблемы с сдачей, уменьшите количество CET
• Предоставление различных каналов для ввода и вывода средств, реализация сдачи любого размера
• Установите альянс BitVM как Bob и оракула, минимизируя доверие
• DLC канал вывода средств вводит пул BitVM, повышая его эффективность.

4. Заключение

DLC в сочетании с новыми технологиями, такими как Taproot, BitVM и т.д., может позволить реализовать более сложные проверки и расчеты оффчейн-контрактов. С помощью механизма OP Challenge можно дополнительно минимизировать доверие к оракулам, что открывает больше возможностей для экосистемы Биткойн.