DLC技術原理及優化方案探討

1. 引言

離散對數合約(DLC)是一種基於預言機的比特幣合約執行方案,由麻省理工學院的Tadge Dryja於2018年提出。DLC允許雙方根據預定義條件進行條件支付,參與方預先確定可能結果並預籤名,當預言機簽署結果時使用這些預籤名執行支付。這使得DLC能夠在比特幣上實現新的去中心化金融應用,同時保證了存款安全。

與閃電網絡相比,DLC具有以下優勢:

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

然而,DLC仍存在一些風險和問題:

• 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進行密鑰派生
• 預言機節點串謀風險
• 資產重分配存在最小金額限制

本文將針對這些問題提出一些優化方案,以提高比特幣生態系統的安全性。

2. DLC原理

以Alice和Bob簽署一個對賭協議爲例,賭注是第n+k個區塊哈希值的奇偶性。如果是奇數Alice獲勝,偶數則Bob獲勝,獲勝方可在t時間內提取全部資產。DLC通過預言機傳遞區塊信息來構造條件籤名,使正確的一方能贏得資產。

DLC執行過程包括:

1. 密鑰生成:預言機、Alice和Bob各自生成私鑰和公鑰
2. 注資交易:Alice和Bob創建注資交易,各自鎖定1BTC
3. 合約執行交易:創建兩筆用於花費注資交易的合約執行交易
4. 預言機承諾:計算並廣播(R,S,S')
5. Alice和Bob計算新公鑰
6. 結算:預言機根據區塊哈希值生成s或s'
7. 提幣:獲勝方計算新私鑰並提取資產

3. DLC優化方案

3.1 密鑰管理

預言機的私鑰和隨機數非常關鍵,泄露或丟失可能導致:

• 無法結算,需執行退款合約
• 面臨欺詐結算風險
• 泄露私鑰
• 無法結算特定合約

建議採用以下措施:

• 使用BIP32派生子密鑰或孫密鑰用於籤名
• 使用私鑰和計數器哈希值作爲隨機數

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:

• 提高安全性
• 分布式控制
• 提高可用性
• 靈活性與可擴展性
• 可追責性

3.3 去中心化與密鑰管理耦合

去中心化預言機難以直接使用BIP32進行密鑰派生。可採用分布式密鑰派生方法:

• 私鑰分片與完整私鑰滿足插值關係
• 子私鑰分片與子密鑰仍滿足插值關係
• 考慮使用非增強型BIP32或同態哈希函數

3.4 OP-DLC:預言機信任最小化

引入樂觀挑戰機制:

• 預言機提前質押構建鏈上OP遊戲
• 任何誠實方均可發起挑戰
• 挑戰成功則懲罰作惡預言機
• 容錯率高達99%

3.5 OP-DLC + BitVM雙橋

結合OP-DLC和BitVM:

• 解決資金找零問題
• 提供多種出入金通道
• 實現預言機信任最小化
• 提高資金利用率

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。引入OP挑戰機制可實現預言機信任最小化,爲比特幣上的去中心化金融應用提供更安全可靠的基礎。