Atomic swapy to mechanizm umożliwiający prawdziwy handel aktywami kryptograficznymi P2P bezpośrednio za pośrednictwem łańcucha bloków. Jak działają atomowe swapy i jaka jest przyszłość tej technologii?

Swapy atomowe to automatyczne umowy dotyczące wymiany aktywów kryptograficznych pomiędzy łańcuchami bloków. Mechanizm inteligentnych kontraktów całkowicie eliminuje potrzebę scentralizowanych organizacji zewnętrznych (giełd lub wymienników) podczas dokonywania transakcji i uwalnia je od ryzyka kontrahenta. Jest to jedna z niewielu prawdziwie zdecentralizowanych metod przeprowadzania transakcji wymiany aktywów kryptograficznych.

Jak działają atomowe swapy

„Atomowy” (niepodzielny) to termin określający procesy, które są wykonywane w całości lub w ogóle nie są wykonywane. Innymi słowy, swap atomowy ma cechy, które zapewniają, że obie strony transakcji spełnią wszystkie z góry określone warunki, aby zakończyć wymianę. Zgodność z warunkami gwarantują inteligentne kontrakty. W przypadku niepowodzenia jednej ze stron lub wystąpienia problemów technicznych cała operacja zostaje całkowicie anulowana.

Atomowe swapy korzystają z kontraktów czasowych z blokadą skrótu (HTLC). W umowach tych zastosowano mechanizm tworzenia i porównywania odcisków palców danych – funkcję skrótu. Dodatkowo umowa określa termin - transakcje zostają anulowane w przypadku, gdy choć jedna ze stron nie wywiąże się z warunków transakcji w ustalonym terminie.

Na przykład dwie strony mogą zgodzić się na ustalenie dwugodzinnego limitu czasu na wymianę atomową. W tym scenariuszu umowa zwróci zdeponowane monety ich pierwotnym właścicielom po upływie dwóch godzin i nie spełnieniu wszystkich warunków transakcji. Inteligentny kontrakt HTLC wymaga dwóch kluczy kryptograficznych:

  • Klucz hashlockowy. Klucz ten gwarantuje, że transakcja zostanie sfinalizowana dopiero wtedy, gdy obie strony dostarczą kryptograficzny dowód, że spełniły warunki transakcji.

  • Klucz blokady czasowej. Jest to mechanizm bezpieczeństwa, który pomaga uczestnikom transakcji ustalić termin zakończenia atomowej wymiany. Mechanizm gwarantuje, że zdeponowane monety zostaną zwrócone uczestnikom transakcji, jeśli zamiana z jakiegoś powodu nie zostanie zakończona przed upływem terminu.

Sposób wykonywania atomowych zamian

Załóżmy, że Użytkownik A i Użytkownik B zgadzają się na atomową zamianę BTC i ETH. Użytkownik B chce wymienić swój 1 BTC na 15 ETH użytkownika A.

Najpierw Użytkownik B musi utworzyć adres kontraktowy, na który wyśle ​​1 BTC. Po zakończeniu transakcji kontrakt automatycznie generuje specjalny klucz, do którego dostęp ma wyłącznie Użytkownik B. Klucz ten odblokowuje pieniądze, które użytkownik przesłał do inteligentnej umowy.

Umowa używa tego klucza do utworzenia zaszyfrowanej lub zaszyfrowanej postaci klucza. Użytkownik B następnie wysyła skrót klucza do Użytkownika A. Zatem użytkownik A ma dostęp tylko do zaszyfrowanej postaci hasła użytego do zablokowania 1 BTC Użytkownika B. Ten skrót służy jako dowód, że Użytkownik B zablokował pieniądze w umowie , ale Użytkownik A nie może jeszcze uzyskać do nich dostępu ani usunąć ich z umowy.

Po otrzymaniu zaszyfrowanego klucza Użytkownik A używa go do utworzenia własnego adresu kontraktowego, na który wpłaca swoje 15 ETH. Gdy obie strony zablokują swoje pieniądze w inteligentnej umowie, użytkownik B może ubiegać się o 15 ETH, ponieważ ma dostęp do hasła, które ujawnia klucz używany przez użytkownika A do blokowania monet w inteligentnej umowie.

W procesie odblokowywania adresu kontraktowego Użytkownika A, Użytkownik B ujawnia swoje hasło drugiej stronie transakcji. Użytkownik A używa go, aby otrzymać 1 BTC i sfinalizować transakcję. Zasadniczo cały proces wymiany atomowej sprowadza się do zdolności obu stron do dostarczenia kryptograficznego dowodu swoich działań.

Użytkownik B musiał najpierw zaszyfrować klucz, a następnie wysłać go do użytkownika A. Ponieważ miał oryginalny klucz, może ubiegać się o aktywa kryptograficzne, które użytkownik A zamknął w inteligentnej umowie za pomocą zaszyfrowanego klucza. Jednakże, jako warunek odblokowania zasobów kryptograficznych, Użytkownik B musi dostarczyć Użytkownikowi A oryginalny klucz. Użytkownik A może następnie uzyskać dostęp do klucza i użyć go do otrzymania 1 BTC.

Dlaczego potrzebne są atomowe zamiany?

Atomic swap jest ważnym mechanizmem interoperacyjności blockchain, ponieważ eliminuje potrzebę korzystania z pośredników, takich jak giełdy kryptowalut, podczas handlu aktywami kryptograficznymi. Umożliwia to inwestorom przeprowadzanie transakcji międzyłańcuchowych bez polegania na infrastrukturze scentralizowanych platform transakcyjnych.

Ponieważ w swapach atomowych nie biorą udziału pośrednicy, transakcje są szybkie, bardziej dostępne i eliminują incydenty bezpieczeństwa związane z wymianami opartymi na depozytach. Użytkownicy zachowują kontrolę nad swoimi aktywami kryptograficznymi, ponieważ wszystkie transakcje przeprowadzane są z ich osobistych portfeli.

Ponadto handel międzyłańcuchowy poprzez atomowe swapy przyczynia się do stworzenia interoperacyjnego ekosystemu kryptowalut. Swapy atomowe ułatwiają przeprowadzanie transakcji w wielu łańcuchach bloków. Dodatkowo swapy atomowe eliminują ryzyko kontrahenta – transakcja zostaje albo zrealizowana w całości, albo w ogóle.

Rozwój swapów atomowych

Mechanizm zamiany atomowej został po raz pierwszy opisany przez programistę Sergio Lernera w 2012 roku. Społeczność była zainteresowana pomysłem, ale niektóre procesy wymiany nie zostały dopracowane. Rok później Tier Nolan opracował bardziej niezawodną procedurę wykonywania zamiany atomowej. Jednak dopiero cztery lata później, kiedy zespół Decred przeprowadził atomową zamianę Decred i Litecoin, mechanizm został po raz pierwszy pomyślnie przetestowany na prawdziwym blockchainie. Kilka dni później założyciel Litecoina, Charlie Lee, napisał na Twitterze, że proces został pomyślnie powtórzony w przypadku zamiany LTC i BTC.

Pierwotny projekt atomowej wymiany wymagał od obu stron transakcji pobrania na swoje urządzenie pełnej wersji blockchainów kryptowalut, które planowały wymieniać. Miesiąc po przeprowadzeniu pierwszych atomowych swapów przez Decred i Litecoin twórcy projektu Komodo wprowadzili „wersję lite” atomowych swapów, wymagającą jedynie otwarcia specjalnych kanałów płatności. Jednocześnie uczestnicy transakcji nie muszą pobierać łańcuchów bloków aktywów kryptograficznych ani czekać na potwierdzenie transakcji przez walidatorów.

W 2017 roku programiści Zcash zademonstrowali działającą wersję narzędzia XCAT (cross-chain atomic trades), którego można używać do zamiany BTC na ZEC i odwrotnie. Kilka miesięcy później przeprowadzono pierwszą atomową wymianę pomiędzy Bitcoin Cash i Decred.

W 2019 roku platforma Qtum uruchomiła swapy atomowe w sieci głównej Bitcoin, a Blockstream uruchomił swapy atomowe w łańcuchu bocznym Liquid. Podejmowano również próby stworzenia platform transakcyjnych obsługujących swapy atomowe. W 2019 roku uruchomiono zdecentralizowaną giełdę Bitcoin Sparkswap ze wsparciem dla Lightning i atomic swap. Jednak rok później strona została zamknięta ze względu na małą liczbę użytkowników i niską płynność.

Możliwe, że rozwój branży DeFi, ogólny kurs społeczności w kierunku decentralizacji, a także wsparcie dla atomowych swapów przez największe blockchainy dadzą impuls do rozwoju technologii w nadchodzących latach. Jednak na razie atomowe swapy pozostają wygodną i bezpieczną, ale rzadką formą transakcji, eliminując potrzebę stosowania kontrahentów i pozwalając użytkownikom zachować kontrolę nad swoimi aktywami kryptograficznymi.