DLC技術原理及優化策略探討

1. 引言

離散對數合約(DLC)是一種基於預言機的合約執行方案,由MIT的Tadge Dryja於2018年提出。DLC允許雙方根據預定條件進行條件付款,參與方預先確定可能結果並進行預籤名,當預言機簽署結果時使用這些預籤名執行支付。DLC能在比特幣網路上實現新型去中心化金融應用,同時確保比特幣存款安全。

相比閃電網絡,DLC具有以下優勢:

• 更好的隱私保護
• 支持復雜靈活的金融合約
• 降低對手方風險
• 無需管理支付通道
• 在復雜合約方面提供良好可擴展性

然而DLC仍存在一些問題,如:

• 預言機密鑰泄露或丟失風險
• 預言機中心化問題
• 去中心化預言機無法直接使用BIP32派生密鑰
• 預言機節點串謀風險
• 資金重新分配時存在最小金額限制

本文將針對這些問題提出一些優化思路,以提高比特幣生態系統的安全性。

2. DLC原理

Alice和Bob籤訂對賭協議:預測第n+k個區塊哈希值的奇偶性。如果是奇數Alice贏,偶數Bob贏。通過預言機傳遞區塊信息構造條件籤名,使獲勝方贏得全部資產。

初始化:橢圓曲線生成元G,階q。

密鑰生成:預言機、Alice和Bob各自生成私鑰和公鑰。

注資交易:Alice和Bob創建注資交易,各自鎖定1BTC到2-of-2多籤輸出。

合約執行交易:創建兩筆合約執行交易(CET)用於花費注資交易。

預言機計算承諾:R:=k⋅G,S:=R-hash(奇數,R)⋅Z, S':=R-hash(偶數,R)⋅Z,廣播(R,S,S')。

Alice和Bob各自計算新公鑰:PK^Alice:=X+S, PK^Bob:=Y+S'。

結算:第n+k個區塊出現後,預言機根據哈希值奇偶性生成s或s'。

提幣:獲勝方使用s或s'計算新私鑰並提取資產。

3. DLC優化

3.1 密鑰管理

預言機私鑰和隨機數至關重要,存在以下風險:

1. 丟失私鑰導致無法結算
2. 泄露私鑰可能被攻擊者控制所有合約結果
3. 泄露或重用隨機數可被計算出私鑰
4. 丟失隨機數導致無法結算

建議使用BIP32派生子密鑰,隨機數採用私鑰和計數器哈希值,防止重復或丟失。

3.2 去中心化預言機

採用Schnorr門限籤名實現去中心化預言機,具有以下優勢:

• 增強安全性,分散密鑰管理
• 實現分布式控制
• 提高系統可用性
• 靈活可擴展
• 可追責

3.3 去中心化與密鑰管理耦合

去中心化預言機無法直接使用BIP32派生密鑰。可採用分布式密鑰派生方法,根據拉格朗日插值多項式,使私鑰分片與完整私鑰滿足插值關係。但需考慮增強型與非增強型BIP32的兼容性問題。

3.4 OP-DLC:預言機信任最小化

引入樂觀挑戰機制,預言機需提前質押。如有作惡,任何誠實參與方均可發起挑戰。降低信任假設,只要有一個誠實參與方即可。

3.5 OP-DLC + BitVM雙橋

結合BitVM,解決DLC資金找零問題,實現任意粒度找零和更高資金流動性。用戶可通過BitVM或OP-DLC機制出入金,BitVM聯盟作爲預言機,Alice爲普通用戶。

4. 結論

DLC結合Taproot和BitVM等技術,可實現更復雜的鏈下合約驗證結算。通過OP挑戰機制,實現預言機信任最小化,爲比特幣生態帶來更多可能性。