Cosa sono gli atomic swap e come funzionano?
Dal 2008, anno in cui è stata sviluppata la prima criptovaluta, Bitcoin, ne sono state create molte altre.
Il trading di criptovalute si è diversificato e spesso richiede lo scambio tra diverse criptovalute.
Ciò ha portato allo sviluppo degli atomic swap, che consentono ai trader di scambiare due diverse criptovalute direttamente dai propri wallet senza l'intermediazione di terzi, come avviene negli exchange centralizzati.
Questo articolo esplora la tecnologia alla base degli atomic swap, il loro funzionamento, i vantaggi, i limiti e le applicazioni nel mondo reale.
Cosa sono gli atomic swap
Gli atomic swap, noti anche come swap cross-chain, consentono lo scambio peer-to-peer di criptovalute su blockchain diverse senza un intermediario centralizzato.
Gli atomic swap facilitano uno scambio di token crittografici senza fiducia e senza custodia, che coinvolge solo le due parti con i token da scambiare e nessun'altra parte come intermediario o custode.
Derivati dalla parola “atomicità”, un termine informatico usato per riferirsi alle fasi di un sistema in cui tutte le fasi sono complete o nessuna è completa, gli atomic swap sono scambi che vengono eseguiti completamente o non vengono eseguiti affatto.
La prima discussione su ciò che può essere definito “atomic swap” è stata avviata da Sergio Damien Lerner in un post online in cui ha proposto l'idea di un trading peer-to-peer tra monete diverse senza un punto centrale. Egli ha definito questo concetto il “Santo Graal” delle altcoin, in cui le monete possono essere scambiate automaticamente con Bitcoin.
Il primo utilizzo del termine “atomic swap” risale al 2013, quando Tier Nolan spiegò la tecnologia alla base di un atomic swap.
Un uso pratico dell'atomic swap non è avvenuto fino al 2017, quando Charlie Lee, fondatore di Litecoin, ha pubblicato un tweet sul suo atomic swap cross-chain con Litecoin (LTC) e Bitcoin (BTC), in cui ha scambiato 10 LTC con 0,1137 BTC.
Da allora, gli atomic swap sono stati adottati da exchange decentralizzati, wallet e piattaforme.
Come funzionano gli atomic swap?
A. Tecnologia di base
Gli atomic swap utilizzano la tecnologia Hash Timelock Contract (HTCL). L'HTCL è uno smart contract che esegue una transazione tra le parti solo quando le condizioni crittografiche prestabilite sono state soddisfatte e verificate entro un determinato periodo di tempo.
L'HTCL comprende due aspetti:
- Hash lock: la funzione Hash lock nella tecnologia Hash Timelock Contract (HTCL) garantisce che la valuta depositata rimanga bloccata fino a quando entrambe le parti non presentano una prova crittografica che verifica che le condizioni prestabilite dello swap, come il deposito dell'importo concordato di token, siano state soddisfatte.
- Time lock: fornisce un intervallo di tempo entro il quale la transazione deve essere conclusa, che di solito è dopo la creazione di un certo numero di blocchi.
Se il periodo di tempo specificato scade prima che la transazione di scambio sia conclusa, la transazione viene automaticamente annullata e i fondi depositati vengono restituiti ai proprietari.
Questi aspetti della tecnologia HTCL fungono anche da misura preventiva contro il rischio di controparte e garantiscono la sicurezza dei fondi depositati.
B. Analisi dettagliata (utilizzando Bitcoin e Litecoin)
- Una persona desidera avviare uno swap di 0,1 BTC con un risponditore per un importo equivalente in LTC.
- Viene creato un contratto HTCL tra l'iniziatore e il risponditore e vengono determinati l'importo dei token da scambiare e il periodo di tempo per la transazione.
- Viene creato un indirizzo di contratto dove l'iniziatore deposita 0,1 BTC che vengono bloccati.
- Viene generata una preimmagine che funge da chiave speciale per sbloccare i fondi ed è accessibile solo all'iniziatore.
- L'iniziatore invia un hash della preimmagine al risponditore per dimostrare che i fondi sono stati depositati.
- Il risponditore verifica che 0,1 BTC siano stati depositati con l'hash, ma non può accedere ai fondi.
- Il risponditore utilizza l'hash per creare un indirizzo su cui depositare l'importo concordato di token LTC.
- Il richiedente può richiedere i token LTC poiché l'indirizzo è stato creato con l'hash della pre-immagine generata.
- Il richiedente rivela la pre-immagine al rispondente e il rispondente richiede i token BTC.
- Se una delle parti non conferma la ricezione dei fondi o non richiede i token entro il termine concordato, il contratto viene automaticamente risolto alla scadenza del termine e i fondi depositati vengono restituiti ai proprietari.
- Allo stesso modo, in caso di inadempienza di una delle parti, ad esempio se il risponditore deposita un importo di LTC inferiore all'equivalente di 0,1 BTC come concordato, l'iniziatore può rifiutarsi di proseguire con la transazione e utilizzare la funzione di rimborso. I fondi depositati saranno rimborsati dopo la scadenza del termine.
C. Atomic swap on-chain e off-chain
Gli Atomic Swap on-chain vengono eseguiti direttamente sulla blockchain utilizzando contratti Hashed Timelock (HTCL).
Le transazioni vengono registrate direttamente sulla blockchain e richiedono che le due blockchain coinvolte nello swap abbiano caratteristiche di scripting compatibili.
Gli Atomic Swap on-chain possono richiedere più tempo per essere completati a causa del tempo di attesa dell'HTCL. Ciò può essere ulteriormente aggravato dalla congestione della rete sulla blockchain, con conseguenti commissioni di transazione più elevate.
Gli atomic swap off-chain vengono eseguiti e registrati su soluzioni di secondo livello costruite sulla blockchain e non direttamente sulla blockchain.
Gli atomic swap off-chain eliminano l'uso degli HTCL. Al loro posto, sfruttano soluzioni di secondo livello per consentire una maggiore compatibilità, transazioni più veloci e commissioni di transazione più basse.
Vantaggi degli atomic swap
- Decentralization: Atomic swaps remove the need for a centralized authority and facilitate transactions just between users. Traders maintain complete control over assets.
- Security: Atomic swap enables the non-custodial exchange of tokens. Atomic swaps are therefore not susceptible to theft, hacks, or diversion of funds common in custodial exchanges.
The underlying technology behind Atomic Swaps, HTCL, also ensures the security of deposited funds by unlocking funds only after the terms of the contract have been met and the agreed time frame has elapsed.
- Privacy: Unlike centralized exchanges, atomic swaps do not subject traders to Know-Your-Customer (KYC) procedures before swaps can be made.
Atomic swaps help to preserve the privacy of traders as personal information needs not be provided or verified before transactions can be carried out.
- Cost efficiency: Atomic Swaps eliminate intermediaries and the need to swap initially to a stablecoin before swapping to the desired token.
As a result, no additional transaction fees are incurred by the trader. The cost of an atomic fee is only limited to the transaction fees on the blockchain.
- Interoperability: Atomic swaps facilitate cross-chain transactions and swaps within the peers without relying on a third- party or intermediary.
Atomic swaps remove the barrier that exists within different blockchains and facilitate interoperability cross-chain.
Sfide e limitazioni
- Supporto blockchain limitato: l'atomic swap può facilitare solo gli swap tra blockchain con compatibilità di scripting e algoritmi di hashing simili.
Ciò ha limitato l'uso dell'atomic swap su varie blockchain e ne ha ostacolato l'adozione complessiva.
- Esperienza utente: l'atomic swap richiede ai trader una conoscenza di base della codifica, che non è il caso di altri exchange decentralizzati o centralizzati.
Inoltre, gli atomic swap sono limitati a determinati wallet supportati. Queste complessità hanno un impatto negativo sull'esperienza utente di un trader.
- Velocità e scalabilità: gli atomic swap possono subire alcuni ritardi nell'esecuzione delle transazioni, in particolare gli atomic swap on-chain.
Pertanto, gli atomic swap potrebbero non essere adatti al trading ad alto volume e frequenza.
- Bug degli smart contract: gli atomic swap utilizzano uno smart contract hash timelock per eseguire le transazioni.
Se lo smart contract non è implementato correttamente, potrebbero esserci vulnerabilità che potrebbero essere sfruttate da malintenzionati o portare a un'esecuzione impropria.
- Minacce alla privacy: nel processo di uno swap atomico, i dettagli della transazione, che includono l'indirizzo pubblico e i dettagli della transazione, sono disponibili on-chain (per gli swap atomici on-chain).
Gli atomic swap richiedono molto tempo per essere completati, a seconda del tempo di HCTL. Ciò offre agli hacker tutto il tempo necessario per raccogliere informazioni sulla transazione e interromperne il processo.
Casi d'uso e adozione nel mondo reale
- Exchange decentralizzati (DEX) e wallet: alcuni degli usi più comuni degli atomic swap sono negli exchange decentralizzati e nell'integrazione dei wallet.
Gli scambi decentralizzati facilitano lo scambio peer-to-peer di token di criptovaluta utilizzando contratti intelligenti.
Tuttavia, la maggior parte degli scambi decentralizzati consente solo lo scambio di token sulla stessa blockchain.
L'uso degli atomic swap in uno scambio decentralizzato estende la sua applicazione agli scambi cross-chain.
Un esempio di scambio decentralizzato che ha utilizzato l'atomic swap è AtomicDEX di Komodo.
AtomicDEX funge da portafoglio multi-moneta e piattaforma di trading decentralizzata che supporta Bitcoin, Ethereum e token ERC-20.
Un altro esempio è Liquality, un portafoglio multi-chain non custodito che sfrutta gli atomic swap per facilitare gli scambi cross-chain. Liquidity supporta i token BTC ed ETH e ha integrato altri token su varie blockchain.
- Protocolli Layer 2: l'esecuzione di atomic swap su blockchain di livello 1 può richiedere molto tempo a causa della congestione sulla catena. Ciò rende le piattaforme Layer 2 un'alternativa migliore per eseguire atomic swap.
Di conseguenza, i protocolli Layer 2 vengono sempre più sviluppati con funzionalità di atomic swap. Un esempio è la rete Lightning.
La rete Lightning è una rete di pagamento costruita sulla blockchain di Bitcoin per facilitare transazioni Bitcoin più veloci e a basso costo eseguendo le transazioni off-chain attraverso un canale di pagamento.
Proprio come gli atomic swap, la tecnologia alla base del meccanismo di pagamento della rete Lightning è la Hashed Timelock Contract Technology (HTCL).
Pertanto, la rete Lightning sfrutta l'HTCL e la sua funzione di esecuzione off-chain per consentire l'esecuzione rapida e senza interruzioni delle transazioni di swap cross-chain.
Il futuro degli atomic swap
C'è stato un crescente interesse per l'interoperabilità cross-chain nel settore delle criptovalute.
Gli exchange decentralizzati e i protocolli stanno iniziando ad adottare e implementare strumenti in grado di supportare l'esecuzione di transazioni di swap tra diverse blockchain.
L'interoperabilità cross-chain svolge un ruolo importante nell'aumentare la liquidità nel pool della finanza decentralizzata (DeFi) consentendo il flusso di asset tra blockchain.
L'emergere degli atomic swap e delle piattaforme cross-chain elimina le barriere tra le blockchain e favorisce l'adozione delle criptovalute e della DeFi. Offre ai trader l'opportunità di accedere facilmente a una profonda liquidità e alle applicazioni DeFi, mantenendo la custodia dei propri token su diverse blockchain.
Tuttavia, gli atomic swap hanno difficoltà con la scalabilità, limitandone l'adozione su scala più ampia. Lo sviluppo di protocolli di livello 2 con capacità di atomic swap come le reti lightning potrebbe rispondere efficacemente a queste preoccupazioni.
Il futuro degli atomic swap e dell'interoperabilità cross-chain risiede nell'evoluzione e nel progresso dei protocolli di livello 2 per consentire transazioni cross-chain scalabili.
Conclusione
Attualmente esistono oltre 17.000 criptovalute e la necessità di atomic swap che consentano scambi cross-chain peer-to-peer non potrebbe essere più urgente.
Nonostante le preoccupazioni relative alla scalabilità, gli atomic swap preservano la sicurezza e la privacy degli asset, ampliando la partecipazione e migliorando l'accesso alla liquidità all'interno del mercato della finanza decentralizzata (DeFi).
Gli atomic swap svolgono un ruolo significativo nel migliorare un futuro decentralizzato e senza fiducia della finanza, in cui i trader possono accedere a un'ampia gamma di attività e strumenti finanziari, mantenendo la piena custodia dei propri asset.
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Roman Klochko