Cómo las cadenas de estado son revolucionarias para la privacidad y la escalabilidad de Bitcoin

En la mayoría de los casos, los diferentes sustratos de una cadena de bloques imponen límites sobre las técnicas disponibles para los ingenieros que construyen estos nuevos sistemas. Por ejemplo, Lightning Network es posible aprovechando la funcionalidad de bloqueo de tiempo y hash del script de Bitcoin. Las cadenas de bloques con menos restricciones en su tiempo de ejecución tienen acceso a protocolos en capas que dependen de motores de validación de prueba avanzados que facilitan la funcionalidad fuera de la cadena más allá de la simple transferencia de propiedad (por ejemplo, optimistic y zk-rollups).

Sin embargo, existen protocolos en capas cuya construcción no está restringida por los sistemas de secuencias de comandos disponibles en la cadena de bloques, sino por los algoritmos criptográficos que aseguran los fondos del usuario.

Uno de esos protocolos, statechains, fue propuesto originalmente por Reuben Somson en 2018. La construcción que describió permite la transferencia fuera de la cadena de claves privadas. Después de un depósito de un Bitcoin en una cadena de estado, el material de la clave se puede transferir entre usuarios al instante y sin tarifas adicionales en la cadena.

Esto parecería contrario a nuestra comprensión de cómo funcionan las cadenas de bloques, ya que la capa de asentamiento global fue diseñada para resolver este problema exacto. Sin embargo, con algo de criptografía interesante y suposiciones de confianza adicionales, la transferencia de claves no solo es posible, ¡sino que es extremadamente poderosa! Antes de sumergirnos en algunos de los emocionantes casos de uso habilitados por las cadenas de estado, echemos un vistazo a cómo funcionan.

Para depositar fondos en una cadena de estado, un usuario genera de forma interactiva una dirección de Bitcoin con una entidad de cadena de estado. Este proceso colaborativo de generación de claves crea una clave que se divide igualmente entre la entidad Statechain y el usuario. Los fondos no se pueden mover sin su mutua colaboración. El usuario también recibe una transacción de respaldo bloqueada en el tiempo para que pueda recuperar sus fondos en caso de que la entidad Statechain sea inaccesible.

Para transferir este “statecoin”, se inicia un protocolo interactivo entre la entidad Statechain, el remitente y el receptor. Ninguna parte tiene la clave completa y las claves se actualizan (modifican) criptográficamente en cada transferencia. Con cada transferencia se genera una nueva transacción de respaldo para el receptor. En breve analizaremos cómo funciona exactamente esto en la implementación de la cadena de estado de Mercury, ya que difiere notablemente de la propuesta original de Reuben.

En lo que respecta al modelo de seguridad, puede pensar en una cadena de estado como una combinación entre Lightning Network y una cadena lateral federada (por ejemplo, Liquid). En Lightning Network, dos partes interactúan fuera de la cadena pasando transacciones preestablecidas. La seguridad depende de que ambas partes controlen la cadena en busca de un mal comportamiento (transmisión maliciosa o accidental de transacciones antiguas previamente firmadas). En una cadena lateral federada, el usuario cede la custodia del Bitcoin a una o más entidades a cambio de acceso a la cadena lateral. La seguridad depende de una federación honesta.

En una cadena de estado, cada transacción de respaldo se prescribe y se transfiere fuera de la cadena. Esto es similar a Lightning Network, ya que el poseedor de claves actual debe monitorear la red para la transmisión de estas transacciones de respaldo antiguas. También existe una entidad Statechain que contiene parte de la clave. La principal diferencia es que la entidad Statechain por sí sola no puede robar los fondos. Para robar fondos, tendrían que conspirar con un antiguo poseedor de una moneda estatal o haber sido anteriormente un poseedor de esa moneda estatal.

Al más alto nivel, nuestra comprensión de las cadenas de estados ha evolucionado con el tiempo. La primera y única implementación actualmente, Mercury, se ha desviado de la propuesta de Reuben por dos razones: se creó antes de la activación de taproot-schnorr y la actualización del protocolo Bitcoin ANYPREVOUT aún no se ha propuesto para su activación.

Como reemplazo directo de las firmas de Schnorr, la implementación de Mercury utiliza una biblioteca ECDSA de cálculo multiparte 2 de 2. Si ANYPREVOUT estuviera activo, cada nueva transacción de copia de seguridad actualizaría su número de secuencia, lo que permitiría a los nuevos titulares de la transacción de copia de seguridad sobrescribir cualquier transacción de copia de seguridad anterior que se difunda de forma maliciosa o accidental. Debido a que esta función no está disponible, Mercury usa la función de bloqueo de tiempo de Bitcoin de manera decreciente: cada nueva transacción de respaldo tiene un bloqueo de tiempo más reciente que la anterior. Esto le da al poseedor de claves actual una ventaja de tiempo en la carrera para confirmar su transacción de respaldo en caso de que se difunda cualquier transacción de respaldo anterior.

Usos de Statechain

Ahora que hemos establecido cómo funciona una cadena de estados, entendamos para qué funciones útiles sirve como plataforma. Una cosa a tener en cuenta es la restricción principal impuesta a un statecoin desnudo: al transferirlo, se debe mover la salida completa. No puede dividirlo en valores más pequeños sin agregar protocolos adicionales sobre el statecoin.

Un caso de uso que se adapta bien a esta restricción es el desarrollo de protocolos de privacidad. Al crear un protocolo de privacidad, desea reducir el costo del anonimato del usuario y hacer que el proceso sea lo más mínimo posible. El protocolo de privacidad en cadena más popular, coinjoin, generalmente requiere que los usuarios construyan de forma interactiva una transacción grande con resultados de igual valor. Con cada nueva ronda de coinjoin, se requiere una transacción adicional en la cadena con tarifas y demoras en la confirmación.

En el contexto de una cadena de estados, puede imaginar un protocolo de intercambio de monedas que permite a los usuarios de salidas de igual valor intercambiar instantáneamente y sin tarifas adicionales sus claves privadas con otros usuarios en la cadena de estados. Esto es exactamente lo que Cartera Mercury está diseñado para hacer. Este es el primer y más poderoso protocolo de privacidad sin custodia en la red Bitcoin que opera en la capa dos. Usted paga una tarifa y puede hacer tantos intercambios de monedas como desee. Una perspectiva muy interesante para los entusiastas de la privacidad.

La utilidad de Mercury se extiende más allá de la privacidad. También es una excelente herramienta para la liquidación de fondos entre instituciones financieras, custodios y otras entidades que desean intercambiar valor instantáneamente entre sí. Esto, junto con los intercambios de monedas, funcionará de inmediato cuando la billetera Mercury se implemente en la red principal. De esta manera, las cadenas de estado son una alternativa a las redes como Liquid, que permiten una liquidación rápida y privada pero vienen con un modelo de seguridad más oneroso.

Mirando hacia el futuro, hay otros casos de uso interesantes que surgirán de las cadenas de estado de desarrollo. Uno de esos casos de uso que se sirve bien con la transferencia de salida completa son los protocolos de activos. Los activos no fungibles en la red Bitcoin están muy restringidos en entornos de capa dos como Lightning Network exactamente porque no son fungibles: no hay suficiente liquidez de estos tokens para enrutarlos con éxito. Para aquellos activos no fungibles que existen en la cadena, convertirlos en statecoins permitirá que se transfieran instantáneamente y sin cargo adicional fuera de la cadena.

Para los usuarios que participan en varios tipos de instrumentos financieros, las cadenas de estado son útiles. Tomemos, por ejemplo, una apuesta en cadena entre dos usuarios sobre el precio de Bitcoin, quizás construida como un contrato de registro discreto. Si alguna de las partes quisiera renovar el contrato (intercambiarse por una nueva contraparte), tendrían que ocurrir una serie de interacciones en la cadena. Si, en cambio, la apuesta se realizaba en una cadena de estado, todo el contrato podría actualizarse fuera de la cadena sin tarifas adicionales ni demoras en la confirmación.

Debido a que existe una cadena de estado al nivel del criptosistema de una cadena de bloques, es posible colocar sistemas adicionales encima de ella. No solo puede usar una cadena de estado dentro de una cadena lateral, sino que también puede colocar la Lightning Network encima de ella. Hay algunos enfoques para hacer esto, y la mayoría se mejoran mucho con la existencia de ANYPREVOUT, pero la posibilidad de que exista es extremadamente emocionante.

Hay dos beneficios principales de colocar en capas la Lightning Network en la parte superior de una cadena de estado: el primero es la transferencia instantánea de la propiedad de un canal Lightning entre las partes, lo que permitirá que los usuarios estén incorporados a la red Lightning sin tener previamente un canal. y el segundo es la capacidad de desplegar un canal relámpago en cualquier lugar del gráfico de la red sin requerir que un canal se cierre y luego se vuelva a abrir.

Hay mucho de qué tener esperanzas con las cadenas de estado. Mercury ha allanado el camino hacia su existencia y espero ver un mayor desarrollo de la comunidad en general a medida que otros comienzan a darse cuenta de su potencial. Puede mantenerse al día con el desarrollo de Mercury siguiendo su trabajo en GitHub.

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