Atomic swaps uitgelegd

Wat zijn atomic swaps?

Atomic swaps maken het mogelijk om snel twee verschillende cryptovaluta uit te wisselen die op verschillende blockchains lopen. Een dergelijk proces (ook bekend als cross-chain atomic swap) is gebaseerd op smart contracts en stelt gebruikers in staat om hun crypto rechtstreeks uit hun persoonlijke cryptowallet te verhandelen. Atomic swaps zijn dus in wezen peer-to-peer handel over verschillende blockchains heen.

Ondanks het feit dat het een innovatieve techniek is, staat het idee van blockchain-overschrijdende handel al jaren ter discussie. Tier Nolan was in 2013 waarschijnlijk de eerste die een volledig atomic swap-protocol beschreef. In 2012 presenteerde Daniel Larimer echter een betrouwbaar uitwisselingsprotocol met de naam P2PTradeX, dat door sommigen wordt beschouwd als het prototype van een atomic swap.

In de jaren daarna zijn veel ontwikkelaars gaan experimenteren met atomic swap-protocollen. Er zijn aanwijzingen dat de Bitcoin, Litecoin, Komodo en Decred communities allemaal een belangrijke rol hebben gespeeld in het proces.

De eerste peer-to-peer atomic swaps gingen in 2014 van start. Maar pas in 2017 kreeg de techniek grote bekendheid kreeg bij het algemene publiek - vooral door de succesvolle swaps tussen LTC/BTC en DCR/LTC.

Hoe werken atomic swaps?

Atomic swap-protocollen zijn zo ontworpen dat geen van de betrokken partijen vals kan spelen. Om te begrijpen hoe ze werken, gebruiken we een voorbeeld waarin Alice haar Litecoins (LTC) wil ruilen voor Bob's Bitcoins (BTC).

Eerst deponeert Alice haar LTC op een contractadres dat zich als een kluis gedraagt. Wanneer deze kluis is aangemaakt, genereert Alice ook een sleutel waarmee ze toegang kan krijgen tot deze kluis. Ze deelt dan een cryptografische hash van deze sleutel met Bob. Bob heeft nog geen toegang tot de LTC omdat hij alleen de hash van de sleutel heeft, niet de sleutel zelf.

Vervolgens gebruikt Bob de hash van Alice om een ander veilig contractadres te creëren, waarin hij zijn BTC stort. Om de BTC te claimen, moet Alice dezelfde sleutel gebruiken en zo geeft ze die aan Bob door (dankzij een speciale functie genaamd de hashlock). Dit betekent dat zodra Alice de BTC opeist, Bob de LTC kan opeisen en de transactie is voltooid.

De term "atomic" heeft betrekking op het feit dat deze transacties of volledig, of helemaal niet plaatsvinden. Als een van de partijen opgeeft of niet doet wat gedaan moet worden, wordt het contract geannuleerd en worden de fondsen automatisch teruggegeven aan hun eigenaars.

Atomic swaps kunnen op twee verschillende manieren plaatsvinden: binnen een blockchain en daarbuiten. On-chain atomic swaps vinden plaats binnen de netwerken van de valuta (in dit geval de Bitcoin of Litecoin blockchain). Atomic swaps buiten de blockchain vinden daarentegen plaats op een secundaire laag. Dit soort atomic swaps zijn meestal gebaseerd op bidirectionele betalingskanalen vergelijkbaar met het Lightning Network.

Technisch gezien zijn de meeste van deze betrouwbare handelssystemen gebaseerd op smart contracts die gebruik maken van multi-signatures en Hash Timelock Contracts (HTLC).

Hash Timelock Contracts (HTLC)

Hash Timelock Contracts (HTLC) zijn een belangrijk onderdeel van het Bitcoin Lightning Network, maar zijn ook sleutelcomponenten voor het mogelijk maken van atomic swaps. Zoals de naam al aangeeft zijn deze gebaseerd op twee belangrijke functies: een hashlock en een tijdslot.

Een hashlock is wat voorkomt dat geld wordt uitgegeven, tenzij er een stuk gegevens wordt onthuld (Alice's sleutel in het vorige voorbeeld). Het tijdslot is een functie die ervoor zorgt dat het contract alleen binnen een vooraf bepaalde termijn kan worden uitgevoerd. Het gebruik van HTLC's maakt de noodzaak voor vertrouwen dan ook overbodig, omdat er een specifieke set regels wordt gecreëerd die voorkomt dat atomic swaps niet volledig worden uitgevoerd.

Voordelen

De grootste voordelen van atomic swaps hebben allemaal te maken met het gedecentraliseerde karakter ervan. Door de noodzaak van een gecentraliseerde uitwisseling of een ander soort bemiddelaar weg te nemen, kunnen cross-chain swaps door twee (of meer) partijen worden uitgevoerd zonder dat ze elkaar hoeven te vertrouwen. Er is ook een verhoogd niveau van veiligheid omdat gebruikers hun geld niet hoeven te geven aan een gecentraliseerde beurs of derde partij. In plaats daarvan kunnen de transacties rechtstreeks vanuit de persoonlijke wallet van de gebruiker plaatsvinden.

Deze vorm van peer-to-peer trading heeft ook veel lagere operationele kosten, aangezien de transactiekosten zeer laag of afwezig zijn. Tot slot maken atomic swaps het mogelijk dat handel zeer snel kan plaatsvinden en met een hogere mate van interoperabiliteit. Met andere woorden, altcoins kunnen direct onderling worden geruild zonder gebruik te maken van Bitcoin of Ethereum als tussenstop.

Beperkingen

Er zijn een aantal voorwaarden waaraan moet worden voldaan om een atomic swap te kunnen uitvoeren, en deze zullen waarschijnlijk een belemmering vormen voor een brede toepassing van de techniek. Om een atomic swap bijvoorbeeld uit te voeren, moeten de twee cryptovaluta gebaseerd zijn op blockchains die hetzelfde hashing-algoritme delen (bijv. SHA-256 voor Bitcoin). Ook moeten ze compatibel zijn met HTLC en andere programmeerbare functies.

Verder geven atomic swaps aanleiding tot bezorgdheid over de privacy van de gebruikers. Dat komt doordat de swaps en transacties in de blockchain snel kunnen worden gevolgd op een blockchain-explorer, waardoor het eenvoudig is om de adressen aan elkaar te koppelen. Een kortetermijnantwoord op dit probleem is het gebruik van privacy-gerichte cryptovaluta als een manier om dergelijke blootstelling te verminderen. Desondanks experimenteren veel ontwikkelaars met het gebruik van digitale handtekeningen in atomic swaps als een betrouwbaardere oplossing.

Waarom doen ze ertoe?

Atomic swaps hebben groot potentieel om de crypto-industrie te verbeteren, maar moeten nog op grotere schaal worden getest. Cross-chain trading kan uiteindelijk veel van de problemen oplossen waar de meeste gecentraliseerde beurzen mee te maken hebben. Hoewel deze beurzen de crypto-industrie tot op heden in stand hebben gehouden, zijn er verschillende zorgen over deze systemen. Een aantal van deze kwesties zijn bijvoorbeeld:

• Kwetsbaarheid: het houden van veel waardevolle middelen op één locatie maakt ze kwetsbaarder voor hacken. Gecentraliseerde handelsplatformen zijn het belangrijkste doelwit van digitale aanvallen.

• Wanbeheer van fondsen en menselijke fouten: gecentraliseerde beurzen worden door mensen gerund. Als de personen in belangrijke functies fouten maken of als leiders slechte keuzes maken met betrekking tot het uitwisselen van informatie, kan het geld van de gebruikers in gevaar komen.

• Hogere operationele kosten: gecentraliseerde beurzen hebben hogere opname- en handelskosten.

• Inefficiëntie met betrekking tot volumevereisten: wanneer de marktactiviteit te intens wordt, slagen gecentraliseerde beurzen er vaak niet in om de toegenomen handelsvraag op te vangen waardoor het systeem vertraagt of offline gaat.

• Regulering: in de meeste landen is de crypto-regulering verre van ideaal. Er zijn nog steeds veel zorgen over goedkeuring en beheer door de overheid.

Tot slot

Hoewel atomic swaps nog vrij nieuw zijn en er zeker nog beperkingen bestaan, is deze technologie de drijvende kracht achter belangrijke veranderingen met betrekking tot de interoperabiliteit van blockchains en de mogelijkheden voor de handel over de hele keten heen. Als zodanig heeft de techniek veel potentieel om de groei van de crypto-industrie te beïnvloeden, waardoor nieuwe wegen worden geopend op het gebied van decentralisatie en het peer-to-peer overboeken van geld. De kans is groot dat er in de nabije toekomst steeds meer gebruik zal worden gemaakt van atomic swaps, met name binnen gedecentraliseerde handelsplatformen.