Adaptor Signature Based Atomic Swaps Between Bitcoin and a Mimblewimble Based Cryptocurrency

Abstract

Seit der Einführung von Bitcoin im Jahr 2008 haben wir ein kontinuierliches Wachstum im Bitcoin- und Blockchain-Bereich erlebt. Da die Anzahl der Kryptowährungen steigt, wird die Interoperabilität zwischen ihnen zu einem interessanten Thema, zum Beispiel um dezentralen Exchange zwischen den Kryptowährungen zu ermöglichen. Durch die Nutzung von Smart Contracts oder Skriptkonstrukten, die auf den meisten Blockchain-Systemen verfügbar sind, ist die Verbindung zweier Kryptowährungen über sogenannte Atomic Swaps möglich. Für Währungen, die sich auf die Verbesserung der Privatsphäre konzentrieren, gibt es jedoch keine solchen Möglichkeiten. Diese Arbeit erforscht das Mimblewimble-Protokoll, eine Konstruktion einer außergewöhnlich effizienten, die Privatsphäre verbessernden Kryptowährung. Aufbauend auf früheren Arbeiten anderer Autoren formalisieren wir verschiedene Arten von Mimblewimble-Transaktionen, die primitive Smart Contracts ermöglichen, und beweisen ihre Sicherheit und Korrektheit. Wir verbessern das Sicherheitsmodell des Protokolls, indem wir eine Schwäche in früheren Formalisierungen identifizieren und beheben. Unter Verwendung unserer fortschrittlichen Transaktionsprotokolle gelingt es uns, ein Atomic-Swap-Protokoll für Mimblewimble-basierte Systeme zu entwerfen, das ausschließlich aus kryptografischen Primitiven aufgebaut ist. Außerdem formalisieren wir ein Atomic Swap-Protokoll zwischen Bitcoin und Grin, einer Mimblewimble-basierten Kryptowährung. Anschließend implementieren wir einen Proof of Concept in der Programmiersprache Rust, den wir erfolgreich in den Testnets von Bitcoin und Grin einsetzen und evaluieren.