Statechains und Ark

Neugier

1. Wie kann ein UTXO tausendfach den Besitzer wechseln, während die Blockchain nur eine einzige Transaktion sieht?
2. Was passiert, wenn die Entität, die einen Schlüsselanteil hält, die Mitwirkung an einer Übertragung verweigert?
3. Worauf müssen die Nutzer bei jedem dieser Designs vertrauen?

Erkunden

1. Bei regulärem Bitcoin erfordert jede Wertübertragung eine neue On-Chain-Transaktion, die einen Input verbraucht und Outputs erzeugt. Dieser Prozess ist sicher, aber langsam: begrenzt durch den Blockabstand von zehn Minuten und eingeschränkt durch die Netzwerkgebühren. Second-Layer-Protokolle lösen dieses Problem, indem sie den Eigentumsstatus off-chain verlagern und zugleich die Möglichkeit behalten, on-chain abzurechnen, wenn es zu Streitfällen kommt oder Nutzer aussteigen wollen.
2. Statechains, 2018 von Ruben Somsen vorgeschlagen, nutzen ein UTXO, das gemeinsam von einem Eigentümer und einer „Statechain-Entität“ kontrolliert wird. Die Entität hält einen Teil eines Multisig-Schlüsselpaars. Bei einem Eigentümerwechsel hilft die Entität dabei, den Schlüsselanteil des Eigentümers an den neuen Empfänger zu übergeben, und löscht ihren eigenen alten Anteil. Das ermöglicht sofortige Off-Chain-Übertragungen, während der gesamte Wert in einem einzigen On-Chain-UTXO verbleibt.
3. Das Sicherheitsmodell von Statechains beruht auf einer Backup-Transaktion mit Timelock. Wenn die Statechain-Entität nicht kooperiert oder versucht, Gelder zu stehlen, kann der aktuelle Eigentümer diese Backup-Transaktion nach Ablauf einer festgelegten Frist auslösen. Der Eigentümer kann also auch ohne Mitwirkung der Entität aussteigen. Die verbleibende Vertrauensannahme ist, dass die Entität altes Schlüsselmaterial tatsächlich löscht: Hätte sie es behalten und würde mit einem früheren Eigentümer gemeinsame Sache machen, könnten die beiden die Coins an sich nehmen.
4. Ark, 2023 von Burak Keceli vorgeschlagen, verfolgt einen anderen Ansatz mit „virtuellen UTXOs“ (VTXOs). Ein Ark Service Provider erstellt in regelmäßigen Abständen einen gemeinsamen On-Chain-Output, der Mittel vieler Nutzer hält. Das Guthaben jedes Nutzers existiert als VTXO innerhalb dieses gemeinsamen Outputs. Nutzer können diese virtuellen Guthaben sofort off-chain übertragen, ohne vorab eingehende Liquidität bereitstellen zu müssen, eine häufige Einschränkung anderer Second-Layer-Systeme.
5. Wie bei Statechains können Nutzer einseitig aussteigen, hier indem sie die Transaktionen veröffentlichen, mit denen sie ihr VTXO aus dem gemeinsamen Output beanspruchen. VTXOs laufen jedoch ab, oft nach einigen Wochen; danach kann der Anbieter sie einziehen. Nutzer müssen sie daher vorher in einer neuen Runde erneuern oder aussteigen. Zahlungen erfolgen entweder durch Teilnahme an der nächsten Runde des Anbieters, die on-chain als neuer gemeinsamer Output abgewickelt wird, oder über schnellere Übertragungen außerhalb der Runden, die bis zur nächsten Runde zusätzliches Vertrauen erfordern.
6. Für Statechains gibt es seit 2021 funktionsfähige Implementierungen (Mercury von CommerceBlock, 2024 dann Mercury Layer), auch wenn das Unternehmen dahinter 2025 seinen Betrieb eingestellt hat; Ark-Implementierungen erschienen 2024–2025. Künftige Konsensänderungen wie Covenant-Opcodes (für Ark) und ANYPREVOUT (für Statechains) würden es diesen Designs ermöglichen, mit weniger Transaktionen und weniger Interaktion zwischen Nutzern und Anbietern auszukommen. Bis dahin sind diese Protokolle auf die aktuellen Script-Fähigkeiten von Bitcoin angewiesen, um ihre Off-Chain-Zustände zu verwalten.

Kernfakten

Übung neun, sechs, drei, eins

Faktcheck

Datumsangaben, Zahlen und Behauptungen wurden mit den unten aufgeführten veröffentlichten Quellen abgeglichen.

• R. Somsen, 'Statechains: Non-custodial Off-chain Bitcoin Transfer' (2019; first presented 2018)
• B. Keceli, Ark proposal, bitcoin-dev mailing list (2023)
• Bitcoin Optech, 'Statechains' topic page
• Bitcoin Optech, 'Ark' topic page