In diesem Artikel werden Fragen im Zusammenhang mit der Relevanz des atomaren Austauschs verschiedener Münzen untereinander ohne Beteiligung von Vermittlern hervorgehoben. Wir haben versucht, die Merkmale eines solchen Austauschs und die Anforderungen an digitale Währungen zu beschreiben, um diese Funktionalität zu unterstützen. Darüber hinaus untersuchten wir die dringenden Probleme bei der Gestaltung und Einführung eines dezentralen Austauschs auf der Grundlage des Atomtauschs sowie die Nachteile und Risiken ihrer Verwendung.
Per Definition arbeitet der Besitzer der Kryptowährung mit seinen Münzen ohne die Teilnahme eines vertrauenswürdigen Dritten, dh vertrauenswürdig. Es ist nur natürlich, dass Benutzer diese Währungen nach demselben Prinzip umtauschen möchten. Bestehende zentrale Börsen können diese Anforderungen nicht erfüllen. Dies wird durch die zahlreichen Beschränkungen seitens der Börsen selbst und die häufigen Fälle von Einbrüchen belegt.
Wie ist der Austausch an einem zentralen Ort? Alice ist an der Börse registriert und bestellt eine bestimmte Anzahl von Münzen einer bestimmten Kryptowährung. Bob, der bereits an dieser Börse registriert ist, sieht die Bestellung und stimmt dieser zu, wenn er mit dem Preis zufrieden ist. Die Kontensalden bei diesem Austausch mit Bob und Alice ändern sich. Danach können sie dieses Geld auf ihre Brieftaschen abheben.
In dieser Situation vertrauen sowohl Alice als auch Bob dem Austausch. Genauer gesagt vertrauen sie den Eigentümern der Börse, dass sie das Geld nicht nehmen und nicht mit ihnen verschwinden werden. In gewissem Sinne sollten Benutzer den Ingenieuren vertrauen, die den Austausch entworfen und entwickelt haben, sowie anderen Fachleuten, die zuverlässigen Schutz vor Hackern und Betrügern bieten.
Ideen- und Währungsanforderungen
Als Alternative wurde die Idee des Atomaustauschs vorgeschlagen. Atomic Swap ist ein Austausch, der entweder untrennbar oder gar nicht durchgeführt wird. Mit diesem Ansatz können Sie einen Austausch durchführen, auch wenn Benutzer sich nicht vertrauen. Außerdem verliert der Teilnehmer keine Münzen, auch wenn der Gegner ihn absichtlich austricksen will.
Atomic Swap ist eine Idee mit großem Potenzial und kann auf unterschiedliche Weise und für völlig unterschiedliche digitale Währungen umgesetzt werden. Daher beschränken wir uns in diesem Artikel auf die Besonderheiten des Atom-Swap-Betriebs speziell für Kryptowährungen wie Bitcoin und Ether.
Damit eine digitale Währung den Atomtausch erfolgreich unterstützen kann, muss sie einige grundlegende Anforderungen erfüllen.
Die wichtigste ist die Möglichkeit, einen intelligenten Vertrag mit der Möglichkeit einer Zeitverzögerung zu erstellen. Um eine Transaktion zwischen zwei verschiedenen Buchhaltungssystemen abzuschließen, müssen beide dieselbe kryptografische Hash-Funktion verwenden, um die Bedingungen für das Ausgeben von Münzen festzulegen (z. B. SHA-256). Es ist erforderlich, dass der Vertrag korrekt ausgeführt wird, wenn der Benutzer das Ergebnis der Ausführung der Hash-Funktion bereitstellt. Darüber hinaus ist für die erfolgreiche Implementierung von Atomic Swap ein Kommunikationskanal erforderlich, da Benutzer die Austauschbedingungen außerhalb der Kette diskutieren müssen.
Arbeitsprinzip
Atomic Swap verwendet die sogenannten zeitlich begrenzten Sperren (HTLC). Tatsächlich handelt es sich hierbei um Verträge, die vom Buchhaltungssystem für digitale Währungen selbst unterstützt werden. Ein Paar von Sonderverträgen stellt sicher, dass, wenn Münzen derselben Währung den Besitzer wechseln, auch Münzen der zweiten Währung. Und wenn eine der Vertragsparteien die Überweisung nicht rechtzeitig bestätigt, werden die Münzen an die ursprünglichen Eigentümer zurückgegeben. Somit werden Münzen beider Währungen gesperrt, bis alle Bedingungen erfüllt und bestätigt sind. Entweder ist der Umtausch von Münzen atomar oder wird vollständig abgelehnt.
Betrachten Sie diesen Prozess in einem detaillierteren Diagramm. Stellen Sie sich zwei digitale Währungen vor, für die die Blockchain-Technologie verwendet wird: α und β. Es gibt zwei Teilnehmer: Alice (A) und Bob (B). Zuerst erstellt Alice eine neue Adresse in der α-Währungsblockkette und gibt sie an Bob weiter. Bob erstellt auch eine neue Adresse, jedoch in der Währungsblockkette β, und gibt sie an Alice weiter.
Alice initiiert eine Transaktion mit einem intelligenten Vertrag, bei dem sie ihre Münzen blockiert, die sie mit Bob umtauschen möchte. Bob überprüft diesen intelligenten Vertrag (führt ein manuelles oder automatisiertes Audit durch), erstellt seinen intelligenten Vertrag basierend auf Alices Vertrag und gibt ihn an sie weiter. Im Gegenzug überprüft Alice Bobs intelligenten Vertrag für die β-Blockchain und veröffentlicht, wenn alles korrekt ist, ihren geheimen Hash-Wert für die β-Blockchain, während Münzen entsperrt werden, die von Bob blockiert wurden. Mit diesem Hash-Wert kann Bob Münzen freischalten, die Alice in der α-Blockchain blockiert hat. Somit erfolgt ein Austausch. Bis zur ersten Veröffentlichung des Hash-Werts bleiben alle Teilnehmer bei ihren Münzen und nachdem die Teilnehmer frei sind, auf die Münzen des Gegners zuzugreifen. Deshalb kann der Austausch als vertrauenswürdig angesehen werden.
Bestätigungszeit
Für einen vertrauenslosen Austausch von Atomic Swap benötigen Sie nur 4 Transaktionen, 2 in jeder Blockchain, sowie eine Kommunikation außerhalb der Kette zwischen Entitäten, um den Text des Smart Contract zu übertragen. Daher kann die Zeit für einen Austausch mit Atomic Swap zeitlich verzögert von 1 Stunde bis zu der im Smart-Vertrag der Probanden angegebenen Zeit dauern.
Währungen, die Atomtausch unterstützen
Zu den Währungen, die derzeit Atomic Swap unterstützen, gehören:
- Bitcoin und seine Gabeln: Litecoin, Monacoin, Zcoin, Viacoin usw.
- Ethereum und ähnliche Projekte, deren intelligente Verträge in Programmiersprachen geschrieben und in virtuellen Maschinen ausgeführt werden.
Es ist erwähnenswert, dass es noch keinen einheitlichen Standard für den Atomtausch gibt. Jeder, der derzeit Atomic Swap verwendet, verwendet Kryptografie und intelligente Verträge ohne einen einzigen Standard.
Dezentraler Austausch
Auf der Grundlage des Atomtauschs können Sie einen dezentralen Austausch aufbauen, der es Ihnen ermöglicht, mit mehreren Buchhaltungssystemen mit jeweils einer eigenen Blockchain zu arbeiten. Bei der Gestaltung solcher dezentraler Börsen müssen Sie jedoch berücksichtigen, dass jeder in der Lage sein sollte, sein Kauf- oder Verkaufsangebot aufzugeben. Daher müssen Sie zunächst über ein Protokoll verfügen, mit dem Sie dezentral ein Auftragsbuch erstellen können.
Für Garantien der Auftragserfüllung gibt es hier Merkmale. Bei zentralisierten Börsen befindet sich der gesamte Saldo an der Börse. Trotz der Tatsache, dass der Benutzer seine Bestellung jederzeit stornieren kann, führt der Umtausch diese Bestellung in jedem Fall aus, bis sie storniert wird. Für den dezentralen Austausch sind Strafen für die Verletzung von Verpflichtungen erforderlich. Bisher ist dieser Ansatz zur Lösung dieses Problems der beste der zum Zeitpunkt des Jahres 2018 verfügbaren.
Nachteile
In dezentralen Börsen ist es noch nicht möglich, die sogenannten Dark Pools zu implementieren - ein spezielles Orderbuch, in dem niemand Aufträge sieht. Dieser Ansatz wird in zentralisierten Börsen verwendet, um Angebote für den Austausch großer Beträge zu verbergen, da diese den Markt manipulieren können. Um dunkle Pools in einem dezentralen Austausch zu implementieren, müssen Sie eine ausgefeilte Kryptografie verwenden.
Darüber hinaus sind Transaktionen mit Fiat-Währungen an dezentralen Börsen noch nicht verfügbar. Fiat-Währungen haben kein Buchhaltungssystem, in dem ein intelligenter Vertrag vorgeschrieben werden könnte. Daher ist es nicht möglich, einen atomaren Austausch zwischen Fiat- und digitalen Währungen durchzuführen.
Panik-Verkaufsproblem
Mit dem massiven Einsatz von Atomtausch gibt es ein Problem, das schwer zu lösen ist. Angenommen, es gibt ein Buchhaltungssystem, in dem eine sehr hohe Transaktionsbearbeitungsgebühr erhoben wird und die Transaktionen selbst für eine sehr lange Zeit bestätigt werden. Benutzer beginnen mit dem Verkauf dieser Währung, da sie eine geringe Bandbreite hat, und erstellen Aufträge an einer dezentralen Börse. Wenn diese Aufträge jedoch ausgeführt werden, werden intelligente Verträge in derselben Blockchain wie die Währung erstellt, die sie verkaufen möchten. Dadurch wird das Netzwerk noch mehr belastet, ausstehende Transaktionen bilden eine noch größere Warteschlange, und Benutzer möchten diese Währung noch mehr verkaufen, mehr Bestellungen aufgeben und die Warteschlange für Transaktionen vergrößern.
Als Analogie kann man ein Beispiel aus der Kernphysik anführen. Beim Zerfall eines Kerns des Isotops von Uran 235 emittiert es normalerweise 1 bis 8 freie Neutronen. Jedes während des Zerfalls gebildete Neutron kann den Zerfall des benachbarten Urankerns verursachen. Dieses Phänomen wird als Kettenreaktion der Spaltung des Kerns bezeichnet. Eigentlich ist dies das Prinzip der Atombombenexplosion. Darüber hinaus wurde das Problem des Löschens nuklearer Explosionen immer noch nicht richtig gelöst. Natürlich ist das Problem des Panikverkaufs beim dezentralen Austausch auf der Grundlage des Atomswaps im Vergleich zum Problem der Atombomben nicht so bedeutend, aber diese Analogie spiegelt sehr deutlich das Wesen der Lawinen-ähnlichen Ausbreitung des Panikprozesses auf dem Markt wider.
Risiken der Verwendung von Atomtausch
Aufgrund des Fehlens eines Dritten besteht das Risiko, Atomic Swap zu verwenden. Wenn der Benutzer den Vertrag, den der Gegner ihm gesendet hat, nicht geprüft hat, besteht die Möglichkeit, dass der Gegner das Geld des ersten Benutzers stiehlt. Wenn der erste Benutzer nach Ausführung des Smart-Vertrags das Geld genommen hat und der Gegner das Einlösungsskript nicht rechtzeitig ausgeführt hat, kann der Gegner sein Geld verlieren.
Schlussfolgerungen
Wenn wir die Arbeit des Atomtauschs bewerten, können wir den Schluss ziehen, dass die Idee vielversprechend ist, Technologien für den vertrauenslosen Austausch digitaler Assets zu schaffen. Es sind mehr Zeit und praktische Erfahrungen erforderlich, bevor sich die Gelegenheit ergibt, eindeutig anzugeben, wie der Atomtausch implementiert werden soll. Heute gibt es jedoch dezentrale Börsen, die Atomtausch verwenden: BarterDEX auf der Komodo, Altcoin-Plattform sowie das 0x-Projekt. Die Tatsache, dass eine solche Austauschtechnologie nachgefragt wird, zeigt die Bedürfnisse der modernen digitalen Wirtschaft.