Na maioria dos casos, os diferentes substratos de uma blockchain impõem limites às técnicas disponíveis para os engenheiros que constroem esses novos sistemas. Por exemplo, a Lightning Network é possível aproveitando a funcionalidade de bloqueio de tempo e hash do script Bitcoin. Blockchains com menos restrições em seu tempo de execução têm acesso a protocolos em camadas que dependem de mecanismos avançados de validação de prova que facilitam a funcionalidade fora da cadeia além da simples transferência de propriedade (por exemplo, rollups otimistas e zk).
Existem, no entanto, protocolos em camadas cuja construção não é restringida pelos sistemas de script disponíveis na blockchain, mas sim pelos algoritmos criptográficos que protegem os fundos dos utilizadores.
Um desses protocolos, statechains, foi originalmente proposto por Ruben Somsen em 2018. A construção que ele descreveu permite a transferência de chaves privadas fora da cadeia. Após o depósito de um Bitcoin em uma rede estatal, o material chave pode ser transferido entre usuários instantaneamente e sem taxas adicionais na rede.
Isto pareceria contrário à nossa compreensão de como funcionam as cadeias de blocos, uma vez que a camada de liquidação global foi concebida para resolver exactamente este problema. No entanto, com alguma criptografia interessante e suposições de confiança adicionais, a transferência de chaves não é apenas possível, mas extremamente poderosa! Antes de mergulharmos em alguns dos casos de uso interessantes possibilitados pelas cadeias de estado, vamos dar uma olhada em como elas funcionam.
Para depositar fundos em uma Statechain, um usuário gera interativamente um endereço Bitcoin com uma Entidade Statechain. Este processo colaborativo de geração de chave cria uma chave que é dividida igualmente entre a Entidade Statechain e o usuário. Os fundos não podem ser movimentados sem a sua colaboração mútua. O usuário também recebe uma transação de backup com bloqueio de tempo para que possa recuperar seus fundos caso a entidade Statechain esteja inacessível.
Para transferir esta “statecoin”, um protocolo interativo entre a entidade Statechain, o remetente e o destinatário é iniciado. Nenhuma parte possui a chave completa, e as chaves são atualizadas criptograficamente (ajustadas) em cada transferência. A cada transferência, uma nova transação de backup é gerada para o receptor. Veremos exatamente como isso funciona na implementação da cadeia de estados Mercury em breve, pois difere notavelmente da proposta original de Reuben.
No que se refere ao modelo de segurança, você pode pensar em uma statechain como uma mistura entre a Lightning Network e uma sidechain federada (por exemplo, Liquid). Na Lightning Network, duas partes interagem fora da cadeia, repassando transações pré-assinadas. A segurança depende de ambas as partes monitorarem a cadeia em busca de mau comportamento (transmissão maliciosa ou acidental de transações antigas pré-assinadas). Em uma cadeia lateral federada, o usuário dá a custódia do Bitcoin a uma ou mais entidades em troca de acesso à cadeia lateral. A segurança depende de uma federação honesta.
Em uma statechain, cada transação de backup é pré-assinada e transferida para fora da cadeia. Isso é semelhante à Lightning Network, pois o atual detentor da chave deve monitorar a rede para a transmissão dessas antigas transações de backup. Também existe uma entidade Statechain que detém parte da chave. A principal diferença é que a Entidade Statechain sozinha não pode roubar os fundos. Para roubar fundos, eles teriam que conspirar com um antigo detentor de moeda estatal ou já ter sido detentor dessa moeda estatal.
No mais alto nível, nossa compreensão das cadeias de estado evoluiu ao longo do tempo. A primeira e atualmente única implementação, Mercury, desviou-se da proposta de Reuben por dois motivos: foi criada antes da ativação do taproot-schnorr e a atualização do protocolo Bitcoin ANYPREVOUT ainda não foi proposta para ativação.
Como um substituto imediato para as assinaturas Schnorr, a implementação Mercury utiliza uma biblioteca ECDSA de computação multipartidária 2 de 2. Se ANYPREVOUT estivesse ativo, cada nova transação de backup atualizaria seu número de sequência, o que permitiria que novos titulares de transações de backup substituíssem quaisquer transações de backup antigas que fossem transmitidas de forma maliciosa ou acidental. Como esse recurso não está disponível, a Mercury usa o recurso de timelocking do Bitcoin de forma decrescente: cada nova transação de backup tem um timelock mais recente do que a anterior. Isso dá ao detentor da chave atual uma vantagem de tempo na corrida para confirmar sua transação de backup no caso de qualquer transação de backup antiga ser transmitida.
Statechain usa
Agora que estabelecemos como funciona uma cadeia de estados, vamos entender para quais funções úteis ela serve como plataforma. Uma coisa a notar é a principal restrição imposta a uma statecoin simples: ao transferi-la, toda a produção deve ser movida. Você não pode dividi-lo em valores menores sem adicionar protocolos adicionais ao statecoin.
Um caso de uso adequado a essa restrição é o desenvolvimento de protocolos de privacidade. Ao construir um protocolo de privacidade, você deseja reduzir o custo do anonimato do usuário e tornar o processo o mais simples possível. O protocolo de privacidade on-chain mais popular, o coinjoin, geralmente exige que os usuários construam interativamente uma grande transação com resultados de valor igual. A cada nova rodada de coinjoin, é necessária uma transação adicional na rede com taxas e atrasos na confirmação.
No contexto de uma cadeia estatal, você pode imaginar um protocolo de troca de moedas que permite aos usuários de saídas de valor igual trocar instantaneamente e sem taxas adicionais suas chaves privadas com outros usuários na cadeia estatal. Isso é exatamente o que Carteira Mercury foi projetado para fazer. Este é o primeiro e mais poderoso protocolo de privacidade sem custódia na rede Bitcoin que opera na camada dois. Você paga uma taxa e pode fazer quantas trocas de moedas quiser. Uma perspectiva muito interessante para os entusiastas da privacidade.
A utilidade do Mercúrio vai além da privacidade. É também uma excelente ferramenta para liquidação de fundos entre instituições financeiras, custodiantes e outras entidades que pretendam trocar valores instantaneamente entre si. Isso, junto com os coinwaps, funcionará imediatamente quando a carteira Mercury for implantada na rede principal. Desta forma, as statechains são uma alternativa a redes como a Liquid, que permitem uma liquidação rápida e privada, mas vêm com um modelo de segurança mais oneroso.
Olhando para o futuro, existem outros casos de uso interessantes que surgirão das cadeias estaduais de desenvolvimento. Um desses casos de uso que é bem atendido pela transferência total de saída são os protocolos de ativos. Os ativos não fungíveis na rede Bitcoin são fortemente restritos em ambientes de camada dois, como a Lightning Network, exatamente porque são não fungíveis: não há liquidez suficiente desses tokens para encaminhá-los com sucesso. Para os ativos não fungíveis que existem na rede, convertê-los em statecoins permitirá que sejam transferidos para fora da rede instantaneamente e sem taxa adicional.
Para usuários envolvidos em vários tipos de instrumentos financeiros, as cadeias estaduais são úteis. Tomemos, por exemplo, uma aposta em cadeia entre dois usuários no preço do Bitcoin, talvez construída como um contrato de registro discreto. Se qualquer uma das partes quisesse novar o contrato (trocar-se por uma nova contraparte), uma série de interações na cadeia teriam de ocorrer. Se, em vez disso, a aposta acontecesse em uma rede estadual, todo o contrato poderia ser atualizado fora da rede, sem taxas adicionais ou atrasos na confirmação.
Como existe uma cadeia de estados no nível do sistema criptográfico de uma blockchain, é possível colocar sistemas adicionais em camadas sobre ela. Você não só pode usar uma statechain dentro de uma sidechain, mas também pode colocar a Lightning Network em cima dela. Existem algumas abordagens para fazer isso, e a maioria é fortemente melhorada pela existência de ANYPREVOUT, mas a possibilidade de sua existência é extremamente excitante.
Existem dois benefícios principais de colocar a Lightning Network em camadas no topo de uma statechain: o primeiro é a transferência instantânea da propriedade de um canal relâmpago entre as partes, o que permitirá que os usuários sejam integrados à rede relâmpago sem ter previamente um canal, e a segunda é a capacidade de implantar um canal relâmpago em qualquer lugar do gráfico da rede sem exigir que o canal seja fechado e depois reaberto.
Há muito o que ter esperança em relação às cadeias estaduais. Mercúrio abriu o caminho para a sua existência e espero ver um maior desenvolvimento por parte da comunidade em geral, à medida que outros começam a realizar o seu potencial. Você pode acompanhar o desenvolvimento de Mercúrio acompanhando seu trabalho em GitHub.
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Postagem de convidado de Nicholas Gregory de CommerceBlock
A infraestrutura pública baseada em blockchain da CommerceBlock permite a distribuição, troca e armazenamento de ativos e títulos tokenizados. Criamos um ecossistema de código aberto utilizando sidechains junto com um portfólio de serviços de segurança opcionais para combinar a imutabilidade e segurança de blockchains públicos com a flexibilidade de blockchains permitidos.
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