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Blockchain/Niveau V · Couches/5.2 Autres couches/Leçon 3

Statechains et Ark

Transférer la propriété hors chaîne sans quitter la chaîne

MatérielPages thématiques Bitcoin Optech pour « Statechains » et « Ark »L’article de Ruben Somsen sur les statechains (2019)La spécification du protocole Ark par Burak Keceli (2023)

Curiosité

  1. Comment un UTXO peut-il changer de mains des milliers de fois alors que la blockchain ne voit qu’une seule transaction ?
  2. Que se passe-t-il si l’entité qui détient une part de clé refuse de coopérer à un transfert ?
  3. À quoi chaque conception demande-t-elle à ses utilisateurs de faire confiance ?

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  1. Dans le fonctionnement standard de Bitcoin, chaque transfert de valeur nécessite une nouvelle transaction on-chain qui consomme une entrée et crée des sorties. Ce processus est sûr mais lent, limité par l’intervalle de dix minutes entre les blocs et contraint par les frais de réseau. Les protocoles de deuxième couche résolvent ce problème en déplaçant l’état de propriété hors chaîne, tout en conservant la possibilité de régler on-chain en cas de litige ou lorsque les utilisateurs souhaitent sortir.
  2. Les statechains, proposées par Ruben Somsen en 2018, utilisent un UTXO contrôlé conjointement par un propriétaire et une « entité statechain ». Cette entité détient une partie d’une paire de clés multisig. Lors d’un transfert de propriété, l’entité aide à transmettre la part de clé du propriétaire au nouveau destinataire et supprime sa propre ancienne part. Cela permet des transferts instantanés hors chaîne tout en conservant la totalité de la valeur dans un seul UTXO on-chain.
  3. Le modèle de sécurité des statechains repose sur une transaction de secours soumise à un timelock. Si l’entité statechain refuse de coopérer ou tente de voler les fonds, le propriétaire actuel peut activer cette transaction de secours après un délai déterminé. Le propriétaire peut donc sortir sans la coopération de l’entité. L’hypothèse de confiance restante est que l’entité supprime réellement les anciennes données de clé : si elle les conservait et s’entendait avec un ancien propriétaire, les deux pourraient s’emparer des fonds.
  4. Ark, proposé par Burak Keceli en 2023, adopte une approche différente fondée sur des « UTXO virtuels » (VTXO). Un fournisseur de services Ark (Ark Service Provider) crée périodiquement une sortie on-chain partagée qui détient les fonds de nombreux utilisateurs. Le solde de chaque utilisateur existe sous forme de VTXO au sein de cette sortie partagée. Les utilisateurs peuvent transférer ces soldes virtuels hors chaîne instantanément, sans aucun préfinancement de liquidité entrante, une contrainte courante dans d’autres systèmes de deuxième couche.
  5. Comme avec les statechains, les utilisateurs peuvent sortir unilatéralement, ici en diffusant les transactions qui revendiquent leur VTXO depuis la sortie partagée. Mais les VTXO expirent, souvent au bout de quelques semaines, après quoi le fournisseur peut les récupérer (sweep) ; les utilisateurs doivent donc les renouveler lors d’un nouveau round ou sortir avant cette échéance. Les paiements s’effectuent en rejoignant le prochain round du fournisseur, qui est réglé on-chain sous la forme d’une nouvelle sortie partagée, ou via des transferts hors round plus rapides, qui impliquent une confiance supplémentaire jusqu’au round suivant.
  6. Les statechains disposent d’implémentations fonctionnelles depuis 2021 (Mercury de CommerceBlock, puis Mercury Layer en 2024), bien que l’entreprise qui les développait ait fermé en 2025 ; des implémentations d’Ark sont apparues en 2024-2025. De futurs changements de consensus, comme des opcodes de covenant (pour Ark) et ANYPREVOUT (pour les statechains), permettraient à ces conceptions de fonctionner avec moins de transactions et moins d’interactions entre utilisateurs et fournisseurs. D’ici là, ces protocoles s’appuient sur les capacités de script actuelles de Bitcoin pour gérer leurs états hors chaîne.

Faits clés

  • Les statechains utilisent un UTXO multisig à deux parties, où une « entité statechain » coopère aux transferts et détient une part de la clé.
  • Dans les statechains, le propriétaire peut sortir unilatéralement grâce à une transaction de secours soumise à un timelock si l’entité refuse de coopérer.
  • Ark regroupe les fonds des utilisateurs dans une seule sortie on-chain partagée, gérée par un fournisseur de services Ark (ASP).
  • Les utilisateurs détiennent des « UTXO virtuels » (VTXO) au sein de la sortie Ark partagée, dont ils peuvent sortir unilatéralement à tout moment.
  • Les statechains ont été proposées par Ruben Somsen en 2018 ; Ark a été proposé par Burak Keceli en 2023.
  • Des soft forks proposés, les covenants pour Ark et ANYPREVOUT pour les statechains, les rendraient plus efficaces.

Exercice neuf, six, trois, un

9RassemblerÉnumérez 9 mécanismes ou composants distincts impliqués dans le règlement hors chaîne (par exemple, parts de clé, timelocks, sorties partagées). Indiquez lesquels relèvent des statechains et lesquels d’Ark.
6RegrouperRegroupez les 9 éléments en 6 catégories selon leur fonction : garde, coopération, sortie, suivi de l’état, dépendance au consensus ou état d’implémentation.
3DistillerRéduisez les 6 groupes à 3 compromis fondamentaux entre confidentialité, vitesse et hypothèses de confiance dans ces conceptions.
1CristalliserRédigez 1 phrase comparant ce pour quoi un utilisateur de statechain et un utilisateur d’Ark dépendent chacun de l’opérateur.

Vérification des faits

Les dates, les chiffres et les affirmations ont été vérifiés à l’aide des sources publiées listées ci-dessous.

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