بیت کوین لایه 2: StateChains

StateChains یک پروتکل لایه دوم اصلی است که در ابتدا توسط روبن سامسن در سال 2018 بسته به پیشنهاد Eltoo (یا تقارن LN) ساخته شده است. در سال 2021 تنوع پیشنهادی اصلی ، عطارد ، توسط Commerceblock ساخته شد. در سال 2024 ، تکرار بیشتر از طرح اصلی جیوه ساخته شد ، لایه جیوه.

پروتکل Statechain به دلیل دامنه تغییرات بین طرح پیشنهادی اصلی ، دو مورد که در واقع اجرا شده اند و سایر طرح های ممکن که به راحتی ارائه شده اند ، در مقایسه با سایر سیستم ها مانند ARK یا Lightning کمی پیچیده تر است.

مانند ARK ، StateChains به یک سرور هماهنگ کننده متمرکز برای عملکرد بستگی دارد. بر خلاف ARK ، آنها یک مدل اعتماد کمی متفاوت از VUTXO در یک دسته کشتی دارند. آنها به سرور هماهنگی بستگی دارند تا سهام قبلی را از یک کلید خصوصی حذف کنند تا بی اعتماد باشند ، اما تا زمانی که سرور از پروتکل تعریف شده پیروی کند و این کار را انجام دهد ، آنها ضمانت امنیتی قوی را ارائه می دهند.

ایده کلی یک StateChain این است که بتواند مالکیت کل UTXO را بین کاربران مختلف خارج از زنجیره ، که توسط هماهنگ کننده تسهیل می شود ، انتقال دهد. نیازی به دریافت نقدینگی مانند رعد و برق یا سرور هماهنگ کننده برای تأمین نقدینگی مانند کشتی نیست.

برای شروع ، ما به پروتکل اصلی پیشنهاد شده توسط روبن سامسن نگاه خواهیم کرد.

statechain اصلی

StateChains به طور مؤثر یک معامله از پیش امضا شده است که به صاحب فعلی Statechain اجازه می دهد هر زمان که بخواهند به طور یک جانبه از زنجیره خارج شوند و یک تاریخچه پیام هایی را امضا می کند که به طور رمزنگاری اثبات می کند که صاحبان گذشته و گیرنده ها آنها را برای تصویب آن نقل و انتقالات ارسال می کنند.

طرح اصلی با استفاده از Anyprevout بر روی Eltoo ساخته شده است ، اما برنامه های فعلی در مورد چگونگی فعال کردن همان عملکرد ، از CheckTemplyify و CheckSigfromStack استفاده می کند (توضیح سطح بالایی از این در پایان مقاله Checksigfromstack است). ایده اصلی یک اسکریپت است که یک معامله از پیش امضا شده را قادر می سازد تا هر UTXO را که دارای اسکریپت است و مقدار مناسبی از بیت کوین را قفل می کند ، صرف کند ، نه اینکه به خرج کردن یک UTXO خاص خاص گره خورده باشد.

در پروتکل ، یک کاربر که مایل به واریز سکه های خود به یک Statechain است به یک سرور هماهنگ کننده نزدیک می شود و از طریق پروتکل سپرده می گذرد. کاربر سپرده ، باب ، یک کلید را تولید می کند که به طور منحصر به فرد متعلق به وی خواهد بود ، اما همچنین یک کلید “گذرا” دوم است که در نهایت به اشتراک گذاشته می شود (به زودی بیشتر در این مورد). آنها سپس یک معامله سپرده را که سکه خود را به یک Multisig قفل می کند ، که نیاز به کلید هماهنگ کننده و کلید گذرا را برای آن امضا می کند ، ساختند.

باب و هماهنگ کننده با استفاده از این Multisig ، معامله ای را امضا می کنند که آن سکه را خرج می کند و UTXO را ایجاد می کند که می تواند توسط هر معامله دیگری که توسط کلید گذرا امضا شده و کلید هماهنگ کننده با استفاده از تقارن LN یا کلید منحصر به فرد Bob پس از یک زمانبندی انجام می شود. باب اکنون می تواند Multisig را با مبلغ مناسب تأمین کند و Statechain ایجاد شده است.

برای انتقال یک StateChain به چارلی ، باب باید یک روند چند مرحله ای را طی کند. اول ، باب پیامی را با کلید خصوصی منحصر به فرد خود امضا می کند که اثبات این واقعیت است که او قصد دارد Statechain را به چارلی منتقل کند. چارلی همچنین باید پیامی را امضا کند که اثبات این واقعیت است که وی Statechain را از باب دریافت کرده است. سرانجام ، سرور هماهنگ کننده باید معامله جدیدی را امضا کند که به چارلی اجازه می دهد قبل از اینکه باب نسخه ای از کلید گذرا را به چارلی بفرستد ، به طور یک جانبه ادعا کند که Statechain on Chain را به طور یک جانبه ادعا کند.

همه اینها با استفاده از امضاهای آداپتور اتمی ساخته شده است. اینها امضایی هستند که به گونه ای اصلاح می شوند که با استفاده از یک قطعه داده تصادفی که آنها را نامعتبر می کند ، اصلاح می شوند ، اما پس از دریافت دارنده امضای آن بخش اطلاعات را می توان دوباره معتبر کرد. تمام پیام ها ، و معامله از پیش امضا شده جدید با امضاهای آداپتور امضا می شوند و از نظر اتمی همزمان با انتشار داده های آداپتور معتبر هستند.

دارندگان یک StateChain باید اعتماد کنند که سرور هماهنگ کننده هرگز با صاحب قبلی توطئه نمی کند تا بسته فوری Statechain را امضا کند و وجوه را از صاحب فعلی سرقت کند ، اما زنجیره ای از پیام های از پیش امضا شده می تواند ثابت کند که در صورت انجام این کار ، یک هماهنگ کننده در سرقت شرکت کرده است. اگر یک مالک گذشته سعی در استفاده از معامله از پیش امضا شده خود برای سرقت وجوه داشته باشد ، زمانبندی در مسیر هزینه با استفاده از فقط کلید آنها به صاحب فعلی اجازه می دهد تا معامله از پیش امضا شده خود را ارسال کند و به درستی وجوه را در زنجیره ای مطالبه کند.

لایه جیوه و جیوه

معماری اصلی StateChain برای عملکرد نیاز به یک نرم افزار دارد. CommerceBlock نوع StateChains خود را برای عملکرد بدون نرم افزار طراحی کرد ، اما برای انجام این کار از نظر عملکردی مبادله ای انجام شد.

ایده اصلی همان طراحی اصلی است ، همه کاربران یک معامله از پیش امضا شده را دارند که به آنها امکان می دهد بودجه خود را به صورت یک جانبه مطالبه کنند ، و سرور هماهنگ کننده هنوز هم در تسهیل نقل و انتقالات خارج از زنجیره ای نقش دارد که به آنها ملزم می شود که به آنها اعتماد کنند صادقانه رفتار کنند. دو تفاوت عمده این است که نحوه امضای این معاملات و ساختار کاربران معامله از پیش امضا شده داده می شود.

در جایی که امضای آن مربوط می شود ، دیگر یک کلید خصوصی گذرا وجود ندارد که از کاربر به کاربر دیگر منتقل شود. به جای این ، از یک پروتکل چند محاسباتی (MPC) استفاده می شود به گونه ای که مالک اصلی و سرور هماهنگ کننده قادر به تولید قطعات جزئی از یک کلید خصوصی هستند بدون اینکه هیچ یک از آنها دارای کلید کامل باشند. این کلید برای امضای معاملات از پیش امضا شده استفاده می شود. پروتکل MPC به مالک و هماهنگ کننده فعلی اجازه می دهد تا با شخص ثالث ، گیرنده انتقال ، در یک پروتکل دوم شرکت کند تا بازسازی شود قطعات مختلف که به همان کلید خصوصی اضافه می شود. در هر دو پروتکل لایه جیوه و جیوه ، پس از تکمیل انتقال ، یک سرور هماهنگ کننده صادقانه مواد کلیدی مربوط به مالک قبلی را حذف می کند. تا زمانی که این کار انجام شود ، دیگر ممکن نیست که هماهنگ کننده معامله را با یک مالک قبلی امضا کند ، زیرا قطعه جدید از مواد کلیدی آنها با این قطعه سازگار نیست که هر صاحب قبلی ممکن است هنوز هم داشته باشد. این در واقع یک ضمانت قوی تر است ، تا زمانی که هماهنگ کننده صادقانه باشد ، از پیشنهاد اصلی.

ساختار معامله از پیش امضا شده برای لایه جیوه و جیوه نمی تواند از تقارن LN استفاده کند ، زیرا این کار بدون نرم افزار امکان پذیر نیست. به جای این ، Commerceblock تصمیم به استفاده از تایمورهای کاهش دهنده گرفت. معامله از پیش امضا شده مالک اصلی با استفاده از NlockTime تا زمانی که در آینده از نقطه ایجاد Statechain در آینده دور است ، به موقع انجام می شود. از آنجا که هر کاربر بعدی در حین انتقال ، StateChain را دریافت می کند ، مقدار NLOCKTIME معامله آنها برخی از مدت زمان از پیش تعیین شده کوتاهتر از مالک قبلی است. این تضمین می کند که یک مالک قبلی قادر به ارائه معاملات خود به صورت زنجیره ای قبل از اینکه مالک فعلی بتواند ارسال کند ، اما این بدان معنی است که در نهایت در بعضی از موارد صاحب فعلی باید قبل از اعتبار معاملات صاحبان قبلی ، StateChain خود را در زنجیره ببندید.

تفاوت عمده بین جیوه و لایه جیوه در نحوه امضای این معاملات است. در مورد عطارد ، سرور هماهنگ کننده معامله را به سادگی می بیند ، آن را تأیید می کند و سپس آن را امضا می کند. Mercury Layer از یک پروتکل امضای کور استفاده می کند ، به این معنی که آنها در واقع هیچ جزئیاتی از معامله ای را که امضا می کنند مشاهده نمی کنند. این امر مستلزم ردیابی سرور با استفاده از سوابق ناشناس در سرور و یک کلید مجوز ویژه مالک فعلی است تا آنها مطمئن باشند که فقط در حال امضای نقل و انتقالات معتبر هستند.

هم افزایی با سایر لایه ها

StateChains می تواند با سایر لایه های 2 که مبتنی بر معاملات از پیش امضا شده است ، هم افزایی کند. به عنوان مثال ، بخشی از پیشنهاد اصلی ترکیبی از statechains و کانال های صاعقه را پیشنهاد می کند. از آنجا که هر دو به سادگی معاملات از پیش امضا شده هستند ، می توان در واقع یک کانال صاعقه را در بالای یک Statechain لانه کرد. این امر به سادگی نیاز به کلید خروج یک جانبه مالک فعلی دارد که یک Multisig باشد ، و ایجاد معاملات از پیش امضا شده که هزینه آن را به یک کانال رعد و برق می رساند. این اجازه می دهد تا کانال های رعد و برق باز شوند و کاملاً از زنجیره ای بسته شوند.

با روشی مشابه ، امکان لانه سازی یک Statechain در بالای VUTXO در یک دسته کشتی وجود دارد. این امر به سادگی نیاز به معاملات از پیش امضا شده لازم برای ساخت statechain دارد و باعث می شود خروجی VUTXO انجام شود.

پیچیدن

StateChains کاملاً بی اعتماد نیست ، اما آنها یک طرح بسیار به حداقل رساندن اعتماد هستند که بسیار نقدینگی کارآمد است و اجازه می دهد تا UTXOS خارج از زنجیره بین هر کاربرانی که مایل به پذیرش مدل اعتماد Statechains هستند ، آزادانه انتقال دهد.

در حالی که هنوز پیشنهاد اصلی ساخته نشده است ، دو پیاده سازی طراحی شده توسط CommerCeBlock کاملاً اجرا شده است. هر دو نتوانستند به چیزی بیش از استفاده حاشیه ای در دنیای واقعی دست یابند. این که آیا این به دلیل عدم تمایل کاربران برای پذیرش مدل اعتماد درگیر است یا به سادگی عدم موفقیت در بازاریابی یا آگاهی ، چیزی است که نمی توان آن را به طور کامل مشخص کرد.

صرف نظر از این که دو پیاده سازی کامل و طرح برای تنوع انعطاف پذیر وجود دارد ، باید تقارن LN تا کنون در بیت کوین امکان پذیر شود ، این گزینه ای است که همیشه در اینجا خواهد بود. نکته خوب در مورد نرم افزار منبع باز این است که همیشه در صورت انتخاب مردم در آینده ، همیشه در آنجا حضور خواهد داشت.