TL;DR: LiquiDEX v1 verbessert v0 durch Entfernen der Value Blinding Factors (Wertverblendungsfaktoren) aus dem Angebot, was den Erwerber daran hindert, den Range Proof (Bereichsnachweis) zu ersetzen. Wir ersetzen die Value Blinding Factors durch Value Blind Proofs (Wertverblendete Beweise) und einen skalaren Offset (Versatz). Das macht die Wallet-Integration viel einfacher, weniger eingreifend und sicherer. Aber es gibt auch einige Kompromisse: Der Maker (Aussteller) Input darf nicht von einem potentiellen Taker (Erwerber) stammen, und wenn der Maker einen (un)verblendeten Input verwendet, muss er auch einen (un)verblendeten Output benutzen. Ein funktionierender Prototyp ist in BEWallet verfügbar. Für mehr Informationen wende dich hier an mich oder an die Build On L2 Community Plattform - wenn wir starten.
LiquiDEX ist ein funktionstüchtiges Protokoll zur Durchführung von zwei-schrittigen Atomic Swaps auf dem Liquid Network. Es verlangt eine einzige Interaktion zwischen den Tauschpartieren, was das Benutzererlebnis erheblich verbessert. Es kann als Baustein zum Programmieren von komplexeren Systemen wie automatisierten OTC-Desks, Auktionen oder gar dezentralisierten Exchanges (DEX) dienen. Siehe den vorherigen Blog Beitrag für Näheres dazu..
Das Range Proof Problem
Bei Confidential Transactions wird die unverblendete Transaktion in eines der Output Felder verschlüsselt, den Range Proof. Wird eine Transaktion empfangen, so wird diese unverblendete Information entschlüsselt und zum Ausgeben benutzt. Aber dieses Feld ist nicht durch die Transaktions-Signatur gedeckt. Deshalb kann der Taker dessen Wert ersetzen und der Maker kann dann die Transaktion nicht mehr entblenden.
Im vorherigen Blog Beitrag haben wir erklärt, dass das durch Verwendung deterministischer Blender gelöst wird, sowie durch (Miss)brauch des Nonce Commitment Feldes zur Verschlüsselung von Betrag und (einem Teil der) Asset ID. Allerdings ist diese Lösung recht komplex und funktioniert nicht mit generischen Wallets (Elements Core oder Green).
Lösung des Range Proof Problems
Eine mögliche Lösung könnte in der Verwendung von SIGHASH_RANGEPROOF bestehen, aber das funktioniert nicht im Falle von LiquiDEX. Bei SIGHASH_RANGEPROOF deckt die Signatur den Range Proof, aber auch den Surjection Proof ab (Beweis, dass jeder Output Asset auch einen korrespondierenden Input Asset hat, und somit keine neuen Assets erzeugt wurden). Der Maker kann aber den Surjection Proof für seinen Output nicht erzeugen, da es noch keinen Input mit derselben Asset-ID gibt, die aber Voraussetzung für den Surjection Proof ist.
Ein anderer Ansatz
Ziel ist, den Taker an der Erzeugung eines gültigen Range Proofs für den Maker Output zu hindern. Zunächst einmal muss der Taker in der Lage sein, die Transaktion zu lesen und zu finanzieren, also müssen die Input (und Output) Assets und Werte vom Maker geteilt werden. Ausserdem muss der Taker den Surjection Proof für den Maker Output erzeugen können, also muss der Asset Verblendungsfaktor (Asset Blinder, ABF) ebenfalls geteilt werden. Als Drittes muss der Taker den Surjection Proof für seine Outputs mit den vom Taker gesendeten Assets erzeugen können, also muss auch noch der Input Asset Verblendungsfaktor geteilt werden.
Wir müssen also die Input und Output Verblendungsfaktoren (Value/Amount Blinders, VBF) durch etwas ersetzen, das dem Taker die Verifikation der Werte Commitments und das Verblenden der Transaktion erlaubt.
Zum Verifizieren der Werte-Commitments können wir blinde Wertenachweise benutzen. Ein blinder Wertenachweis ist “ein ausdrücklicher Wertebereichs-Nachweis, der beweist, dass das Werte-Commitment dem expliziten Wert entspricht.” Diese werden in Teilsignierten Elements Transaktionen (Partially Signed Elements Transactions, PSETs) verwendet.
Um eine vertrauliche Transaktion korrekt zu verblenden, wird im Gegensatz zu allen anderen Verblendungsfaktoren der letzte Werte-Verblendungsfaktor (vbf) nicht zufällig gewählt, sondern so, dass Inputs und Outputs sich zu Null summieren. Mit anderen Worten, die Summe der scalar_offsets der Inputs ist gleich der Summe der scalar_offsets der Outputs, wobei scalar_offset wie folgt definiert ist:
scalar_offset = abf * value + vbf (mod n)
Die Idee ist die, dass der Maker seinen scalar_offset teilt:
maker_scalar_offset = abf_o * value_o + vbf_o - (abf_i * value_i + vbf_i) (mod n)
Es gibt allerdings ein paar Kompromisse, um eine unabsichtliche Preisgabe des Wertverblendungs-Faktors zu verhindern.
Tradeoffs
Der Maker Input darf nicht von einem potentiellen Taker stammen. Denn dann kennt der Taker vbf_i und kann vbf_o aus maker_scalar_offset berechnen. Stattdessen muss vbf_i vom Maker gewählt und geheimgehalten werden; dies kann durch eine sende-an-mich-selbst Transaktion erreicht werden, (die gleichzeitig eine UTXO der gewünschten Grösse erzeugen kann).
Darüberhinaus impliziert dies, dass der Maker Input nicht einem LiquiDEX v0 Swap entstammen darf.
Wenn der Maker Input unverblendet ist, dann muss der Maker Output dies ebenfalls sein; wenn der Maker Input verblendet ist, muss es der Maker Output auch sein. Ansonsten kennt der Taker einen der Werteverblendungs-Faktoren (der 0 beträgt) und kann den anderen Werteverblendungs-Faktor ausrechnen.
Schlussendlich ist es beim Erzeugen mehrerer Angebote mit demselben Input entscheidend, immer einen frischen vbf_o zu verwenden, wenn sich abf_o oder value_o ändern. Ansonsten hätte man zwei unterschiedliche Gleichungen
maker_scalar_offset = abf_o * value_o + vbf_o - (abf_i * value_i + vbf_i) (mod n)
maker_scalar_offset' = abf_o' * value_o + vbf_o - (abf_i * value_i + vbf_i) (mod n)
Mit zwei Unbekannten, was dem Taker die Berechnung von vbf_o erlaubt.
LiquiDEX v1
Beginnen wir beim LiquiDEX v0 Format, um die Unterschiede und Ähnlichkeiten herauszustellen:
```{
"version": 0,
"tx": "...",
"inputs": [{
"asset": "...",
"amount": 1,
"assetblinder": "...",
"amountblinder": "...",
}],
"outputs": [{
"asset": "...",
"amount": 1,
"assetblinder": "...",
"amountblinder": "...",
}],
}```
LiquiDEX v1 ersetzt die Werteverblendungs-Faktoren (value/amount blinder, vbf) mit blinden Wertenachweisen, und ergänzt ein Top-Level Feld für den Skalar:
```{
"version": 1,
"tx": "...",
"inputs": [{
"asset": "...",
"satoshi": 1,
"assetblinder": "...",
"value_blind_proof": "...",
}],
"outputs": [{
"asset": "...",
"satoshi": 1,
"assetblinder": "...",
"value_blind_proof": "...",
}],
"scalars": ["..."],
}```
Theoretisch können LiquiDEX v0 Angebote aus LiquiDEX v1 upgraded werden, aber der Einfachheit halber ist es in dieser Stufe der Entwicklung am besten, dies als inkompatible Änderung zu betrachten. Beachte, dass wir auch “Betrag” mit “Satoshi” ersetzt haben.
Eine funktionierende Implementierung
Wir haben in BEWallet einen funktionierenden Prototypen umgesetzt.
Installiere die Wallet:
```git clone https://github.com/LeoComandini/BEWallet-cli.git
cd BEWallet-cli
cargo install .```
Maker listet seine Coins um die zu Swappende herauszusuchen:
```$ bewallet-cli --testnet --electrum-url blockstream.info:465 --data-root $PWD --mnemonic "$MNEMONIC" get-coins | jq
[
...
{
"txo": {
"outpoint": "[elements]2dfaf9ca94fe817998456f02ab5093f5c1cf35e141efaf80212fe39ec4f6947c:0",
"script_pubkey": "a9144a597f4df12eea440e4e569f6e73b3e3b8794bdd87",
"height": 508358
},
"unblinded": {
"asset": "38fca2d939696061a8f76d4e6b5eecd54e3b4221c846f24a6b279e79952850a5",
"asset_bf": "9810d5b7987be0b2a2fecc3b0eb5e0a47e4386380f81c444659049890e8d0081",
"value": 100,
"value_bf": "f0450ba54ed42f13a56589317cd2fe2d28ce20796dacea8b49a14d806fce87a3"
}
}
]```
Er macht ein Angebot:
```$ bewallet-cli --testnet --electrum-url blockstream.info:465 --data-root $PWD --mnemonic "$MNEMONIC" liquidex-make --txid 2dfaf9ca94fe817998456f02ab5093f5c1cf35e141efaf80212fe39ec4f6947c --vout 0 --asset 144c654344aa716d6f3abcc1ca90e5641e4e2a7f633bc09fe3baf64585819a49 --rate 100
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Und schickt es an den Taker, der es annehmen kann:
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Das Ergebnis ist diese Transaktion, die vom Maker teilweise entblendet werden kann und ebenfalls vom Taker.
Zukünftige Verbesserungen
Anders als LiquiDEX v0 braucht LiquiDEX v1 keinen massgeschneiderten Weg, um den vom Maker empfangenen Output zu entblenden. Deshalb ist keine spezielle Wallet nötig. Man kann zum Beispiel für die Elements Core Wallet einen kleinen Python Wrapper schreiben, ein Ansatz, der den ersten drei im ersten Blog Beitrag beschriebenen LiquiDEX Prototypen ähnelt.
LiquiDEX v1 verwendet PSET nicht, da es keinen Platz zum Speichern der Asset-Verblendungsfaktoren hat. Wenn das einmal möglich ist, werden wir die Version upgraden und PSET benutzen.
Fazit
LiquiDEX ist ein Protokoll zur Durchführung von 2-Schritt P2P Atomic Swaps. Dies verbessert das Benutzererlebnis, weil es mit einer einzigen Interaktion zwischen Maker und Taker auskommt, mit vernünftigen Kompromissen.
LiquiDEX v0 benötigt erheblichen Aufwand auf Seiten der Wallet, um das Ver- und Entblenden korrekt und sicher zu handhaben. LiquiDEX v1 entfernt die Wert-Verblendungsfaktoren aus dem Angebot, wodurch den Taker den Bereichsnachweis nicht mehr ersetzen kann. Das macht die Wallet-Integration viel einfacher, weniger eingreifend und sicherer.
Aber es gibt auch einige Kompromisse: Der Maker Input darf nicht von einem potentiellen Taker stammen, und wenn der Maker einen (un)verblendeten Input verwendet, muss er auch einen (un)verblendeten Output benutzen.
Danksagungen
Ich möchte mich bei Riccardo Casatta und Valerio Vaccaro für die Tests und Reviews bedanken, und bei Jonas Nick für Rückmeldungen zum kryptographischen Design.
Wenn du mehr über LiquiDEX und Swaps auf Liquid erfahren oder Vorschläge diskutieren willst, dann wende dich an mich hier oder an die Build On L2 Community Plattform, wenn sie gestartet ist.