Блокчейн/Уровень V · Слои/5.2 Другие слои/Урок 3
Statechains и Ark
Перенос прав собственности вне блокчейна без выхода из него
МатериалыТематические страницы Bitcoin Optech «Statechains» и «Ark»Статья Рубена Сомсена о стейтчейнах (2019)Спецификация протокола Ark от Бурака Кечели (2023)
Любопытство
- Как может UTXO менять владельцев тысячи раз, если блокчейн фиксирует лишь одну транзакцию?
- Что произойдёт, если сторона, хранящая долю ключа, откажется участвовать в передаче?
- Чему каждая из схем просит доверять своих пользователей?
Исследование
- В обычном Биткоине каждая передача ценности требует новой ончейн-транзакции, которая расходует вход и создаёт выходы. Этот процесс надёжен, но медленен: он ограничен десятиминутным интервалом между блоками и комиссиями сети. Протоколы второго уровня решают эту проблему, перенося учёт владения за пределы блокчейна, но сохраняя возможность провести расчёт ончейн, если возникнет спор или пользователи захотят выйти.
- Стейтчейны (statechains), предложенные Рубеном Сомсеном в 2018 году, используют UTXO, который совместно контролируют владелец и «оператор стейтчейна» (statechain entity). Оператор хранит одну часть пары ключей мультисига. При смене владельца оператор помогает передать долю ключа владельца новому получателю и удаляет свою старую долю. Это позволяет мгновенно переводить средства вне блокчейна, сохраняя всю сумму в одном ончейн-UTXO.
- Модель безопасности стейтчейнов опирается на резервную транзакцию с таймлоком. Если оператор стейтчейна отказывается сотрудничать или пытается украсть средства, текущий владелец может задействовать эту резервную транзакцию по истечении установленного срока. Таким образом, владелец может выйти без участия оператора. Остающееся допущение о доверии — что оператор действительно удаляет старые ключи: если он сохранил их и вступил в сговор с предыдущим владельцем, вдвоём они могут забрать монеты.
- Ark, предложенный Бураком Кечели в 2023 году, использует иной подход — «виртуальные UTXO» (VTXO). Провайдер Ark (Ark Service Provider) периодически создаёт общий ончейн-выход, в котором хранятся средства множества пользователей. Баланс каждого пользователя существует в виде VTXO внутри этого общего выхода. Пользователи могут мгновенно переводить эти виртуальные балансы вне блокчейна без предварительного обеспечения входящей ликвидности — распространённого ограничения других систем второго уровня.
- Как и в стейтчейнах, пользователи могут выйти в одностороннем порядке — здесь для этого нужно транслировать в сеть транзакции, которые извлекают их VTXO из общего выхода. Однако срок действия VTXO ограничен, часто несколькими неделями, после чего провайдер может их забрать, поэтому пользователи должны обновить их в новом раунде или выйти до истечения срока. Платежи проходят через участие в следующем раунде провайдера, который фиксируется ончейн как новый общий выход, либо через более быстрые переводы вне раунда, требующие дополнительного доверия до следующего раунда.
- Рабочие реализации стейтчейнов существуют с 2021 года (Mercury от CommerceBlock, затем Mercury Layer в 2024 году), хотя стоящая за ними компания закрылась в 2025 году; реализации Ark появились в 2024–2025 годах. Будущие изменения консенсуса, такие как опкоды ковенантов (для Ark) и ANYPREVOUT (для стейтчейнов), позволили бы этим схемам работать с меньшим числом транзакций и меньшим взаимодействием между пользователями и провайдерами. До тех пор эти протоколы опираются на текущие возможности скриптов Биткоина для управления своим состоянием вне блокчейна.
Ключевые факты
- Стейтчейны используют UTXO с двусторонним мультисигом, где «оператор стейтчейна» участвует в переводах и хранит долю ключа.
- В стейтчейнах владелец может выйти в одностороннем порядке с помощью резервной транзакции с таймлоком, если оператор отказывается сотрудничать.
- Ark объединяет средства пользователей в один общий ончейн-выход, которым управляет провайдер Ark (ASP).
- Пользователи держат «виртуальные UTXO» (VTXO) внутри общего выхода Ark и могут в любой момент вывести их в одностороннем порядке.
- Стейтчейны предложил Рубен Сомсен в 2018 году; Ark предложил Бурак Кечели в 2023 году.
- Предлагаемые софт-форки — ковенанты для Ark и ANYPREVOUT для стейтчейнов — сделали бы их эффективнее.
Упражнение девять, шесть, три, один
9СобратьПеречислите 9 различных механизмов или компонентов, участвующих в расчётах вне блокчейна (например, доли ключей, таймлоки, общие выходы). Укажите, какие из них относятся к стейтчейнам, а какие — к Ark.
6СгруппироватьСгруппируйте 9 элементов в 6 категорий в соответствии с их функцией: хранение, сотрудничество, выход, отслеживание состояния, зависимость от консенсуса или статус реализации.
3Выделить главноеСократите 6 групп до 3 основных компромиссов между приватностью, скоростью и предположениями о доверии в этих конструкциях.
1КристаллизоватьНапишите 1 предложение, сравнивающее, в чём пользователь стейтчейна и пользователь Ark зависят от оператора.
Проверка фактов
Даты, цифры и утверждения были проверены по приведенным ниже опубликованным источникам.
- 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