Nella maggior parte dei casi, i diversi substrati di una blockchain impongono limiti alle tecniche disponibili per gli ingegneri che costruiscono questi nuovi sistemi. Ad esempio, la rete Lightning è resa possibile sfruttando la funzionalità di blocco del tempo e dell'hash dello script Bitcoin. Le blockchain con meno restrizioni sul loro runtime hanno accesso a protocolli a più livelli che dipendono da motori avanzati di convalida delle prove che facilitano la funzionalità off-chain oltre il semplice trasferimento di proprietà (ad es. ottimistici e zk-rollup).
Esistono tuttavia protocolli stratificati la cui costruzione non è limitata dai sistemi di scripting disponibili sulla blockchain, ma dagli algoritmi crittografici che mettono al sicuro i fondi dell'utente.
Uno di questi protocolli, le catene di stato, è stato originariamente proposto da Ruben Somsen nel 2018. La struttura da lui descritta consente il trasferimento fuori catena di chiavi private. Dopo il deposito di un Bitcoin in una catena di stato, il materiale della chiave può essere trasferito tra gli utenti istantaneamente e senza commissioni aggiuntive sulla catena.
Ciò sembrerebbe contrario alla nostra comprensione di come funzionano le blockchain, poiché il livello di regolamento globale è stato progettato per risolvere esattamente questo problema. Tuttavia, con una buona crittografia e ulteriori presupposti di fiducia, il trasferimento delle chiavi non solo è possibile, ma è estremamente potente! Prima di immergerci in alcuni degli entusiasmanti casi d'uso abilitati dalle catene di stato, diamo un'occhiata a come funzionano.
Per depositare fondi in una statechain, un utente genera in modo interattivo un indirizzo Bitcoin con un'entità Statechain. Questo processo collaborativo di generazione delle chiavi crea una chiave che è equamente divisa tra l'entità Statechain e l'utente. I fondi non possono essere spostati senza la loro reciproca collaborazione. All'utente viene inoltre fornita una transazione di backup con timelock in modo che possa recuperare i propri fondi nel caso in cui l'entità Statechain non sia raggiungibile.
Per trasferire questo "statecoin", viene avviato un protocollo interattivo tra l'entità Statechain, il mittente e il destinatario. Nessuna parte ha mai la chiave completa e le chiavi vengono aggiornate crittograficamente (modificate) ad ogni trasferimento. Ad ogni trasferimento viene generata una nuova transazione di backup per il destinatario. Come funziona esattamente nell'implementazione della catena di stato Mercury ci addentreremo a breve, in quanto differisce notevolmente dalla proposta originale di Reuben.
Per quanto riguarda il modello di sicurezza, puoi pensare a una statechain come a una fusione tra Lightning Network e una sidechain federata (ad esempio Liquid). Nella rete Lightning, due parti interagiscono off-chain trasmettendo transazioni prestabilite. La sicurezza dipende da entrambe le parti che monitorano la catena per comportamenti scorretti (trasmissione dannosa o accidentale di vecchie transazioni prescritte). In una sidechain federata, l'utente concede la custodia del Bitcoin a una o più entità in cambio dell'accesso alla sidechain. La sicurezza dipende da una federazione onesta.
In una statechain, ogni transazione di backup è prefirmata e trasferita off-chain. Questo è simile a Lightning Network, poiché l'attuale titolare delle chiavi deve monitorare la rete per la trasmissione di queste vecchie transazioni di backup. Esiste anche un'entità Statechain che detiene parte della chiave. La differenza principale è che l'entità Statechain da sola non può rubare i fondi. Per rubare fondi dovrebbero o colludere con un vecchio detentore di statecoin o essere stati precedentemente detentori di tale statecoin.
Al livello più alto, la nostra comprensione delle catene di stato si è evoluta nel tempo. La prima e attualmente unica implementazione, Mercury, si è discostata dalla proposta di Reuben per due motivi: è stata creata prima dell'attivazione di taproot-schnorr e l'aggiornamento del protocollo Bitcoin ANYPREVOUT non è stato ancora proposto per l'attivazione.
In sostituzione delle firme Schnorr, l'implementazione di Mercury utilizza una libreria ECDSA di calcolo multiparte 2 su 2. Se ANYPREVOUT fosse attivo, ogni nuova transazione di backup aggiornerebbe il suo numero di sequenza, il che consentirebbe ai nuovi titolari delle transazioni di backup di sovrascrivere eventuali vecchie transazioni di backup trasmesse in modo doloso o accidentale. Poiché questa funzione non è disponibile, Mercury utilizza la funzione di timelock di Bitcoin in modo decrescente: ogni nuova transazione di backup ha un timelock più recente della precedente. Ciò offre all'attuale titolare delle chiavi un vantaggio temporale nella corsa alla conferma della transazione di backup nel caso in cui vengano trasmesse vecchie transazioni di backup.
Statechain usa
Ora che abbiamo stabilito come funziona una statechain, capiamo per quali funzioni utili serve come piattaforma. Una cosa da notare è il vincolo principale imposto a uno statecoin nudo: quando lo si trasferisce, l'intero output deve essere spostato. Non puoi suddividerlo in valori più piccoli senza aggiungere protocolli aggiuntivi sopra lo statecoin.
Un caso d'uso che ben si adatta a questo vincolo è lo sviluppo di protocolli sulla privacy. Quando si crea un protocollo sulla privacy, si desidera ridurre il costo dell'anonimato dell'utente e rendere il processo il più basso possibile. Il protocollo di privacy on-chain più popolare, il coinjoin, richiede generalmente agli utenti di costruire in modo interattivo una transazione di grandi dimensioni con output di uguale valore. Con ogni nuovo round di coinjoin, è richiesta un'ulteriore transazione on-chain con commissioni e ritardi di conferma.
Nel contesto di una catena di stato, puoi immaginare un protocollo di scambio di monete che consente agli utenti di output di uguale valore di scambiare istantaneamente e senza costi aggiuntivi le proprie chiavi private con altri utenti nella catena di stato. Questo è esattamente ciò che Portafoglio Mercurio è progettato per fare. Questo è il primo e più potente protocollo di privacy non detentivo nella rete Bitcoin che opera sul livello due. Paghi una commissione e puoi fare tutti i coinwap che vuoi. Una prospettiva molto eccitante per gli appassionati di privacy.
L'utilità di Mercurio va oltre la privacy. È anche un ottimo strumento per il regolamento di fondi tra istituti finanziari, depositari e altre entità che desiderano scambiare istantaneamente valore tra loro. Questo, insieme ai coinwaps, funzionerà immediatamente quando il portafoglio Mercury viene distribuito sulla rete principale. In questo modo, le statechain sono un'alternativa a reti come Liquid, che consentono un regolamento rapido e privato ma hanno un modello di sicurezza più oneroso.
Guardando al futuro, ci sono altri casi d'uso entusiasmanti che sorgeranno dalle catene di stato dello sviluppo. Uno di questi casi d'uso che è servito bene dal trasferimento completo dell'output sono i protocolli delle risorse. Le risorse non fungibili sulla rete Bitcoin sono fortemente limitate in ambienti di livello due come la rete Lightning proprio perché non sono fungibili: non c'è abbastanza liquidità di questi token per instradarli con successo. Per quei beni non fungibili che esistono on-chain, convertirli in statecoin consentirà loro di essere trasferiti istantaneamente e senza costi aggiuntivi off-chain.
Per gli utenti impegnati in vari tipi di strumenti finanziari, le catene di stato sono utili. Prendiamo ad esempio una scommessa on-chain tra due utenti sul prezzo di Bitcoin, magari costruita come un contratto di registro discreto. Se una qualsiasi delle parti volesse novare il contratto (scambiarsi con una nuova controparte), dovrebbero verificarsi una serie di interazioni a catena. Se invece la scommessa avvenisse in una catena di stato, l'intero contratto potrebbe essere aggiornato fuori catena senza costi aggiuntivi o ritardi di conferma.
Poiché una statechain esiste a livello del crittosistema di una blockchain, è possibile sovrapporre sistemi aggiuntivi su di essa. Non solo puoi utilizzare una statechain all'interno di una sidechain, ma puoi anche sovrapporre la rete Lightning su di essa. Ci sono alcuni approcci per farlo, e la maggior parte sono fortemente migliorati dall'esistenza di ANYPREVOUT, ma la possibilità della loro esistenza è estremamente eccitante.
Ci sono due vantaggi principali nel sovrapporre la rete Lightning a una statechain: il primo è il trasferimento istantaneo della proprietà di un canale Lightning tra le parti, che consentirà agli utenti di essere integrati nella rete Lightning senza disporre in precedenza di un canale, e il secondo è la capacità di distribuire un canale lampo in qualsiasi punto del grafico di rete senza richiedere la chiusura e la riapertura di un canale.
C'è così tanto di cui sperare con le catene di stato. Mercurio ha aperto la strada alla loro esistenza e spero di vedere un ulteriore sviluppo da parte della comunità più ampia mentre gli altri iniziano a realizzare il loro potenziale. Puoi tenere il passo con lo sviluppo di Mercurio seguendo il loro lavoro GitHub.
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Post dell'ospite di Nicholas Gregory di CommerceBlock
L'infrastruttura pubblica basata su blockchain di CommerceBlock consente la distribuzione, lo scambio e l'archiviazione di asset e titoli tokenizzati. Abbiamo creato un ecosistema open source utilizzando sidechain insieme a un portafoglio di servizi di sicurezza opzionali per combinare l'immutabilità e la sicurezza delle blockchain pubbliche con la flessibilità delle blockchain autorizzate.
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