Que sont les Atomic Swaps et comment fonctionnent-ils?
De nombreuses cryptomonnaies ont vu le jour depuis 2008, date à laquelle Bitcoin, la première cryptomonnaie, a été développée.
Le trading de cryptomonnaies s'est diversifié, nécessitant souvent des échanges entre différentes cryptomonnaies.
Cela a conduit au développement des Atomic Swaps, qui permettent aux traders d'échanger deux cryptomonnaies différentes directement depuis leur portefeuille sans passer par un intermédiaire tiers, comme c'est le cas sur les exchanges centralisés.
Cet article explore la technologie derrière les atomic swaps, leur fonctionnement, leurs avantages, leurs limites et leurs applications concrètes.
Que sont les atomic swaps?
Les atomic swaps, également appelés swaps inter-chaînes, permettent l'échange peer-to-peer de cryptomonnaies sur différentes blockchains sans intermédiaire centralisé.
Les atomic swaps facilitent l'échange sans confiance et sans garde de jetons cryptographiques, qui implique uniquement les deux parties détenant les jetons à échanger, sans aucune autre partie intermédiaire ou dépositaire.
Dérivés du mot « atomicité », un terme informatique utilisé pour désigner les étapes d'un système dans lequel toutes les étapes sont terminées ou aucune n'est terminée, les atomic swaps sont des échanges qui sont soit entièrement exécutés, soit pas exécutés du tout.
La première discussion sur ce que l'on peut appeler les « atomic swaps » a été lancée par Sergio Damien Lerner dans un article en ligne dans lequel il proposait l'idée d'un échange peer-to-peer entre différentes cryptomonnaies sans point central. Il qualifiait cela de « Saint Graal » des altcoins, où les cryptomonnaies peuvent être automatiquement échangées contre des bitcoins.
Le terme « atomic swap » a été utilisé pour la première fois par Tier Nolan en 2013, qui a expliqué la technologie sous-jacente à un atomic swap.
L'utilisation pratique d'un atomic swap n'est apparue qu'en 2017, lorsque Charlie Lee, le fondateur de Litecoin, a publié un tweet sur son atomic swap inter-chaînes avec Litecoin (LTC) et Bitcoin (BTC), dans lequel il échangeait 10 LTC contre 0,1137 BTC.
Les atomic swaps ont ensuite été adoptés par les bourses décentralisées, les portefeuilles et les plateformes.
Comment fonctionnent les atomic swaps?
A. Technologie sous-jacente
Les atomic swaps utilisent la technologie HTCL (Hash Timelock Contract). Le HTCL est un contrat intelligent qui n'exécute une transaction entre les parties que lorsque les conditions cryptographiques prédéterminées ont été remplies et vérifiées dans un délai donné.
Le HTCL comprend deux aspects :
- Hash lock : la fonction Hash lock de la technologie HTCL garantit que la devise déposée est verrouillée jusqu'à ce que les deux parties soumettent une preuve cryptographique vérifiant que les conditions prédéterminées de l'échange, telles que le dépôt du montant convenu de jetons, ont été remplies.
- Time lock : cette fonction fournit un délai dans lequel la transaction doit être conclue, généralement après la création d'un certain nombre de blocs.
Si le délai imparti expire avant la conclusion de la transaction d'échange, celle-ci est automatiquement annulée et les fonds déposés sont restitués à leurs propriétaires.
Ces aspects de la technologie HTCL constituent également une mesure préventive contre le risque de contrepartie et garantissent la sécurité des fonds déposés.
B. Explication étape par étape (à l'aide de Bitcoin et Litecoin)
- Une personne souhaite initier un swap de 0,1 BTC avec un répondant pour un montant équivalent en LTC.
- Un contrat HTCL est créé entre l'initiateur et le répondant, et le montant des jetons à échanger ainsi que le délai de la transaction sont déterminés.
- Une adresse de contrat est créée, sur laquelle 0,1 BTC est déposé par l'initiateur et verrouillé.
- Une pré-image qui sert de clé spéciale pour débloquer les fonds est générée et n'est accessible qu'à l'initiateur.
- L'initiateur envoie un hachage de la pré-image au répondant pour montrer que les fonds ont été déposés.
- Le répondant vérifie que 0,1 BTC a bien été déposé à l'aide du hachage, mais ne peut pas accéder aux fonds.
- Le répondant utilise le hachage pour créer une adresse afin de déposer le montant convenu de jetons LTC.
- L'initiateur peut réclamer les jetons LTC puisque l'adresse a été créée avec le hachage de la pré-image générée.
- L'initiateur révèle la pré-image au répondant et le répondant réclame les jetons BTC.
- Si l'une des parties ne reconnaît pas la réception des fonds ou ne réclame pas les jetons dans le délai convenu, le contrat prend automatiquement fin à l'expiration du délai et les fonds déposés sont restitués à leurs propriétaires.
- De même, en cas de défaillance de l'une des parties, par exemple si le répondant dépose un montant de LTC inférieur à l'équivalent de 0,1 BTC comme convenu, l'initiateur peut refuser de poursuivre la transaction et utiliser la fonction de remboursement. Les fonds déposés seront remboursés après expiration du délai.
C. Swaps atomiques sur chaîne et hors chaîne
Les swaps atomiques sur chaîne sont exécutés directement sur la blockchain à l'aide de contrats à délai de verrouillage haché (HTCL).
Les transactions sont directement enregistrées sur la blockchain et nécessitent que les deux blockchains impliquées dans le swap disposent de fonctionnalités de script compatibles.
Les swaps atomiques sur chaîne peuvent prendre plus de temps à être entièrement exécutés en raison du temps d'attente des HTCL. Cela peut également être aggravé par la congestion du réseau sur la blockchain, ce qui entraîne des frais de transaction plus élevés.
Les swaps atomiques hors chaîne sont exécutés et enregistrés sur des solutions de deuxième couche construites sur la blockchain et non directement sur la blockchain.
Les swaps atomiques hors chaîne éliminent l'utilisation des HTCL. Ils exploitent plutôt des solutions de deuxième couche pour permettre une compatibilité plus large, des transactions plus rapides et des frais de transaction moins élevés.
Avantages des swaps atomiques
- Décentralisation: les swaps atomiques suppriment le besoin d'une autorité centralisée et facilitent les transactions entre les utilisateurs. Les traders conservent un contrôle total sur leurs actifs.
- Sécurité: les Atomic Swaps permettent l'échange non dépositaire de jetons. Ils ne sont donc pas susceptibles d'être victimes de vols, de piratages ou de détournements de fonds, pratiques courantes dans les échanges dépositaires.
La technologie sous-jacente des Atomic Swaps, le HTCL, garantit également la sécurité des fonds déposés en ne débloquant les fonds qu'une fois les conditions du contrat remplies et le délai convenu écoulé.
- Confidentialité: contrairement aux échanges centralisés, les Atomic Swaps ne soumettent pas les traders à des procédures de connaissance du client (KYC) avant que les échanges puissent être effectués.
Les Atomic Swaps contribuent à préserver la confidentialité des traders, car aucune information personnelle ne doit être fournie ou vérifiée avant que les transactions puissent être effectuées.
- Rentabilité: les Atomic Swaps éliminent les intermédiaires et la nécessité d'échanger initialement contre un stablecoin avant de passer au token souhaité.
Par conséquent, le trader n'a pas à payer de frais de transaction supplémentaires. Le coût d'un atomic swap se limite aux frais de transaction sur la blockchain.
- Interopérabilité: les atomic swaps facilitent les transactions et les échanges inter-chaînes entre pairs sans avoir recours à un tiers ou à un intermédiaire.
Les atomic swaps suppriment la barrière qui existe entre les différentes blockchains et facilitent l'interopérabilité inter-chaînes.
Défis et limites
- Prise en charge limitée de la blockchain: l'atomic swap ne peut faciliter que les échanges entre des blockchains ayant une compatibilité de script et des algorithmes de hachage similaires.
Cela a limité l'utilisation de l'atomic swap entre différentes blockchains et a entravé son adoption globale.
- Expérience utilisateur: l'atomic swap nécessite que les traders aient des connaissances de base en codage, ce qui n'est pas le cas dans d'autres bourses décentralisées ou centralisées.
De plus, les atomic swaps sont limités à certains portefeuilles pris en charge. Ces complexités ont un impact négatif sur l'expérience utilisateur d'un trader.
- Vitesse et évolutivité: les atomic swaps peuvent subir certains retards dans l'exécution des transactions, en particulier les atomic swaps sur chaîne.
Ainsi, les atomic swaps peuvent ne pas convenir aux transactions à volume et fréquence élevés.
- Bugs des contrats intelligents: les atomic swaps utilisent un contrat intelligent de verrouillage temporel par hachage pour exécuter les transactions.
Si le contrat intelligent n'est pas correctement déployé, il peut exister des vulnérabilités susceptibles d'être exploitées par des acteurs malveillants ou d'entraîner une exécution incorrecte.
- Menaces pour la confidentialité: lors d'un atomic swap, les détails de la transaction, notamment l'adresse publique et les détails de la transaction, sont disponibles sur la chaîne (pour les atomic swaps sur la chaîne).
Les atomic swaps prennent beaucoup de temps à s'exécuter, en fonction du délai HCTL. Cela laisse aux pirates suffisamment de temps pour recueillir des informations sur la transaction et interrompre le processus.
Cas d'utilisation et adoption dans le monde réel
- Échanges décentralisés (DEX) et portefeuilles: les atomic swaps sont principalement utilisés dans les échanges décentralisés et l'intégration de portefeuilles.
Les bourses décentralisées facilitent l'échange peer-to-peer de jetons de cryptomonnaie à l'aide de contrats intelligents.
Cependant, la plupart des bourses décentralisées ne permettent l'échange de jetons que sur la même blockchain.
L'utilisation des atomic swaps dans une bourse décentralisée étend son application aux swaps inter-chaînes.
Un exemple de bourse décentralisée qui a utilisé l'atomic swap est AtomicDEX de Komodo.
AtomicDEX sert de portefeuille multi-monnaies et de plateforme de trading décentralisée qui prend en charge les jetons Bitcoin, Ethereum et ERC-20.
Un autre exemple est Liquality, un portefeuille multi-chaînes non dépositaire qui utilise les swaps atomiques pour faciliter les swaps inter-chaînes. Liquidity prend en charge les jetons BTC et ETH et a intégré d'autres jetons provenant de différentes blockchains.
- Protocoles de couche 2: l'exécution d'atomic swaps sur des blockchains de couche 1 peut prendre beaucoup de temps en raison de la congestion de la chaîne. Les plateformes de couche 2 constituent donc une meilleure alternative pour effectuer des atomic swaps.
Par conséquent, les protocoles de couche 2 sont de plus en plus développés avec des capacités d'atomic swap. Le réseau Lightning en est un exemple.
Le réseau Lightning est un réseau de paiement construit sur la blockchain Bitcoin afin de faciliter des transactions Bitcoin plus rapides et moins coûteuses en exécutant les transactions hors chaîne via un canal de paiement.
Tout comme les swaps atomiques, la technologie sous-jacente au mécanisme de paiement du réseau Lightning est la technologie HTCL (Hashed Timelock Contract).
Le réseau Lightning exploite donc la technologie HTCL et sa fonctionnalité d'exécution hors chaîne pour permettre l'exécution rapide et transparente de transactions de swap inter-chaînes.
L'avenir des swaps atomiques
L'interopérabilité entre chaînes suscite un intérêt croissant dans le domaine des cryptomonnaies.
Les bourses et protocoles décentralisés commencent à adopter et à mettre en œuvre des outils capables de prendre en charge l'exécution de transactions de swap entre différentes blockchains.
L'interopérabilité entre chaînes joue un rôle important dans l'augmentation de la liquidité du pool de finance décentralisée (DeFi) en permettant la circulation des actifs entre les blockchains.
L'émergence des atomic swaps et des plateformes inter-chaînes supprime les barrières entre les blockchains et favorise l'adoption des cryptomonnaies et de la DeFi. Elle offre aux traders la possibilité d'accéder facilement à une liquidité importante et aux applications DeFi tout en conservant la garde de leurs tokens sur différentes blockchains.
Néanmoins, les atomic swaps souffrent d'un manque de scalabilité, ce qui limite leur adoption à plus grande échelle. Le développement de protocoles de couche 2 dotés de capacités d'atomic swap, tels que les réseaux Lightning, pourrait répondre efficacement à ces préoccupations.
L'avenir des atomic swaps et de l'interopérabilité inter-chaînes réside dans l'évolution et le perfectionnement des protocoles de couche 2 afin de permettre des transactions inter-chaînes évolutives.
Conclusion
Il existe actuellement plus de 17 000 cryptomonnaies, et le besoin d'atomic swaps permettant des échanges inter-chaînes peer-to-peer ne pourrait être plus urgent.
Malgré les problèmes d'évolutivité, les atomic swaps préservent la sécurité et la confidentialité des actifs, élargissant ainsi la participation et améliorant l'accès à la liquidité sur le marché de la finance décentralisée (DeFi).
Les atomic swaps jouent un rôle important dans la mise en place d'un avenir financier décentralisé et sans tiers de confiance, où les traders peuvent accéder à un large éventail d'activités et d'outils financiers tout en conservant la pleine garde de leurs actifs.
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Roman Klochko