Statechains e Ark

Curiosidade

1. Como um UTXO pode mudar de dono milhares de vezes enquanto o blockchain só vê uma transação?
2. O que acontece se a entidade que detém uma parte da chave se recusar a cooperar na transferência?
3. No que cada design pede que seus usuários confiem?

Explorar

1. No Bitcoin padrão, toda transferência de valor requer uma nova transação on-chain que consome um input e cria outputs. Esse processo é seguro, mas lento, limitado pelo intervalo de dez minutos entre os blocos e pelas taxas da rede. Os protocolos de segunda camada resolvem isso ao mover o estado de propriedade para fora da cadeia (off-chain), mantendo a possibilidade de liquidar na própria cadeia (on-chain) caso surjam disputas ou se os usuários desejarem sair dela.
2. Statechains, propostos por Ruben Somsen em 2018, utilizam um UTXO controlado conjuntamente por um proprietário e uma 'entidade de statechain'. A entidade detém uma parte de um par de chaves multisig. Quando ocorre a transferência de propriedade, a entidade ajuda a entregar a parte da chave do proprietário ao novo destinatário e exclui sua própria parte antiga. Isso permite transferências instantâneas off-chain, mantendo todo o valor em um único UTXO on-chain.
3. O modelo de segurança das statechains depende de uma transação de backup com timelock (bloqueio temporal). Se a entidade da statechain falhar na cooperação ou tentar roubar os fundos, o proprietário atual pode ativar essa transação de backup após um período determinado. Assim, o proprietário pode sair sem a cooperação da entidade. A única premissa de confiança restante é que a entidade realmente elimine o material-chave antigo: se ela o mantiver e coludir com um proprietário anterior, os dois poderão ficar com as moedas.
4. Ark, proposto por Burak Keceli em 2023, adota uma abordagem diferente ao utilizar 'UTXOs virtuais' (VTXOs). Um Provedor de Serviços Ark cria periodicamente um output compartilhado on-chain que armazena fundos para vários usuários. O saldo de cada usuário existe como um VTXO dentro desse output compartilhado. Os usuários podem transferir esses saldos virtuais off-chain instantaneamente, sem necessidade de pré-financiamento da liquidez de entrada (inbound liquidity), uma restrição comum em outros sistemas de segunda camada.
5. Assim como nas statechains, os usuários podem sair unilateralmente, aqui ao transmitir as transações que reivindicam seu VTXO do output compartilhado. Mas os VTXOs expiram, geralmente após algumas semanas, e então o provedor pode varrer (sweep) os fundos restantes; portanto, os usuários precisam renová-los em uma nova rodada ou sair antes disso. Os pagamentos são feitos ao participar da próxima rodada do provedor, que é liquidada on-chain como um novo output compartilhado, ou por meio de transferências mais rápidas fora da rodada, que carregam confiança adicional até a próxima rodada.
6. As statechains possuem implementações funcionais desde 2021 (Mercury da CommerceBlock, e depois Mercury Layer em 2024), embora a empresa por trás delas tenha fechado em 2025; as implementações do Ark surgiram entre 2024 e 2025. Futuras mudanças no consenso, como os opcodes de covenant (para o Ark) e ANYPREVOUT (para as statechains), permitiriam que esses designs funcionassem com menos transações e menor interação entre usuários e provedores. Até lá, esses protocolos dependem das atuais capacidades de script do Bitcoin para gerenciar seus estados off-chain.

Fatos-chave

Exercício nove, seis, três, um

Verificação de fatos

Datas, números e afirmações verificados com as fontes publicadas listadas abaixo.

• 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