Atomic swaps: intercanvis descentralitzats entre blockchains

Els atomic swaps, o intercanvis atòmics, es presenten com una solució descentralitzada i sense necessitat de confiança per a l’intercanvi de criptomonedes entre diferents blockchains. Aquest mecanisme elimina la dependència d’intermediaris o custodis mitjançant l’ús de contractes intel·ligents anomenats Hash Time-Locked Contracts (HTLC), que permeten transferències automàtiques i segures.

En aquest article explorem en profunditat els aspectes tècnics que hi ha darrere d’aquesta tecnologia, explicant el funcionament dels contractes HTLC i el seu impacte en els sistemes d’intercanvi.

Què són els atomic swaps o intercanvis atòmics?

Essencialment, els atomic swaps permeten l’intercanvi de criptomonedes entre blockchains diferents sense requerir cap intermediari. Per fer-ho possible, utilitzen contractes intel·ligents que garanteixen l’atomicitat de la transferència. En termes tecnològics, l’atomicitat assegura que un procés es dugui a terme en la seva totalitat o no s’executi gens, evitant qualsevol possibilitat de transacció incompleta o fallida.

La descentralització inherent als atomic swaps garanteix que els usuaris no hagin de cedir el control de les seves claus privades a plataformes centralitzades com els exchanges, fet que incrementa notablement la seguretat. A diferència d’aquestes plataformes que custodien els actius dels usuaris, els intercanvis atòmics es realitzen directament entre parts, sense necessitat de confiar en cap tercer per completar la transacció. Això permet eliminar riscos com ara els atacs informàtics als exchanges o la fallida d’aquestes plataformes.

Els orígens d’aquesta tecnologia

Tot i que el concepte dels atomic swaps ja circulava anys enrere, la seva aplicació pràctica és relativament recent. L’any 2013, Tier Nolan va ser el primer a descriure un protocol complet per a aquest tipus d’intercanvis, tot i que els primers intents d’intercanvi descentralitzat es remunten al 2012, quan Daniel Larimer va presentar el protocol P2PTradeX, que va establir les bases per al desenvolupament d’aquesta tecnologia.

Des d’aleshores van passar diversos anys abans que es produís un dels primers fets destacats en la seva implementació. No va ser fins al 2017 que Decred i Litecoin van completar amb èxit un intercanvi sense cap intermediari ni ús de moneda fiduciària. Posteriorment, es van realitzar intercanvis entre Litecoin i Bitcoin, consolidant els atomic swaps com una tecnologia fonamental per a l’interoperabilitat entre blockchains.

Compatibilitat entre blockchains

Perquè una blockchain sigui capaç de suportar atomic swaps, ha de complir amb una sèrie de requisits tècnics exigents. Aquests són els més rellevants:

• Compatibilitat amb contractes HTLC: Les blockchains implicades han de poder executar contractes HTLC, que utilitzen funcions hash i límits temporals per bloquejar i alliberar fons sota condicions específiques.
• Funció hash compartida: És essencial que ambdues xarxes blockchain utilitzin el mateix algoritme de hash (com ara SHA-256) per garantir que el mateix valor hash pugui ser verificat a les dues cadenes.
• Programabilitat de contractes intel·ligents: Els atomic swaps depenen de la capacitat de les blockchains per executar contractes intel·ligents complexos que regulin els termes de l’intercanvi.
• Suport per a transferències multifirma: Aquest mecanisme assegura que els fons només s’alliberin quan totes les parts implicades compleixin les condicions del contracte. Això afegeix una capa extra de seguretat al procés d’intercanvi.
• Timelocks i finalització ràpida: Els timelocks garanteixen que les transferències es completin dins d’un termini establert o es reverteixin automàticament. Alhora, blockchains amb temps de confirmació curts permeten una execució més eficient i una millor experiència per a l’usuari.

Com funcionen els atomic swaps

Com hem vist fins ara, el funcionament dels atomic swaps és un procés altament tècnic que es basa en contractes intel·ligents HTLC i en la interacció entre diferents blockchains. A continuació, es descriu el procés pas a pas:

Pas 1 – Bloqueig dels actius: En primer lloc, cada participant bloqueja les seves criptomonedes en una adreça multifirma controlada per un contracte HTLC a les respectives blockchains. Això vol dir que els fons no poden ser moguts sense el consentiment de les dues parts implicades. El contracte HTLC garanteix que ambdues parts estan compromeses amb l’intercanvi, i evita que una d’elles pugui apropiar-se dels fons unilateralment.

Pas 2 – Creació dels contractes Hash Time-Locked (HTLC): Els HTLCs són contractes intel·ligents que utilitzen tant hashlocks com timelocks per assegurar que les condicions de l’intercanvi es compleixin. Aquest mecanisme fa que les criptomonedes només es puguin alliberar si ambdues parts presenten la preimatge correcta del hash dins d’un termini establert. Els dos components clau d’un HTLC són:

• Hashlock: Bloqueja els fons fins que es revela una clau secreta que correspon al hash guardat en el contracte.
• Timelock: Estableix un període de temps durant el qual s’ha de presentar la clau secreta. Si no es compleix el termini, els fons es retornen automàticament als seus propietaris.

Pas 3 – Verificació del bloqueig: Cada participant verifica que els fons de la contraparte estan correctament bloquejats a les seves respectives blockchains mitjançant la revisió dels blocs. Aquest pas és essencial per assegurar que els actius estan protegits i no es poden moure sense presentar el secret requerit.

Pas 4 – Intercanvi de secrets: Cada part intercanvia la seva clau criptogràfica, cosa que permet desbloquejar els fons bloquejats als contractes HTLC. Aquest intercanvi garanteix que cap de les parts pugui accedir als fons de l’altra si no compleix les condicions establertes.

Pas 5 – Execució de l’atomic swap: Quan ambdues parts revelen els seus secrets, els HTLCs es desbloquegen a les dues blockchains de manera simultània. Si alguna de les parts incompleix, el contracte HTLC reverteix automàticament la transacció i els fons es retornen als seus propietaris originals. Aquest mecanisme protegeix totes dues parts, evitant qualsevol abús o pèrdua.

Aquest procés garanteix que els intercanvis siguin segurs i fiables, eliminant la necessitat d’intermediaris i reduint el risc de contraparte. Cada etapa està pensada per assegurar que ambdues parts compleixin amb les condicions acordades i que la transferència es dugui a terme de forma eficient i efectiva.

Components tècnics necessaris en els atomic swaps

L’èxit i la seguretat dels atomic swaps depenen de diversos components tècnics clau que asseguren el seu correcte funcionament. Aquests elements permeten que les transferències siguin atòmiques, segures i eficients:

• Hash Time-Locked Contracts (HTLC): Els HTLC són la peça fonamental dels atomic swaps, ja que garanteixen que ambdues parts proporcionin una clau secreta abans que s’alliberin els fons, dins d’un termini específic. Si aquesta condició no es compleix, la transferència es reverteix. D’aquesta manera, els HTLC protegeixen contra la possibilitat que una de les parts incompleixi, evitant així el risc de frau.
• Check-Lock-Time-Verify (CLTV): Introduït a Bitcoin mitjançant el BIP-65 l’any 2015, el CLTV és un mecanisme que imposa límits temporals a les transferències. En el context dels atomic swaps, assegura que els fons siguin retornats al propietari original si una de les parts no compleix amb el seu compromís dins del termini acordat. Això evita que els fons quedin bloquejats indefinidament.
• Check-Sequence-Verify (CSV): Similar al CSV, el CSV permet que les transferències siguin vàlides només després d’un cert nombre de blocs o d’un temps determinat. En els atomic swaps, aquest mecanisme actua com un temporitzador addicional per assegurar que les transferències s’executin o es reverteixin automàticament dins del període establert.
• Pay-to-Script-Hash (P2SH): Aquesta tècnica permet enviar fons a una adreça generada a partir d’un script en lloc d’una adreça estàndard. En els atomic swaps, el P2SH facilita la creació de contractes multifirma o contractes complexos, on els fons només poden ser alliberats quan es compleixen les condicions definides en l’HTLC.
• Hashlocks: Els hashlocks són mecanismes criptogràfics que bloquegen els fons fins que es revela una clau secreta (o preimatge) que coincideix amb el valor hash emmagatzemat. Aquesta condició assegura que només es pugui completar la transferència si es proporciona la prova adequada.
• Timelocks: Els timelocks defineixen un període específic dins del qual s’ha de dur a terme la transferència. Si no es compleixen les condicions dins d’aquest termini, els fons es retornen automàticament als seus propietaris originals.
• Transferències multifirma: Aquest tipus de transferència exigeix que més d’una part signi la transacció per autoritzar l’alliberament dels fons. En els atomic swaps, les adreces multisig asseguren que ambdues parts hagin de complir les condicions pactades abans que es pugui moure cap actiu.
• Algoritmes de hash compatibles: Para que los atomic swaps sean efectivos, las blockchains involucradas deben ser compatibles con el mismo algoritmo hash. Esta compatibilidad es esencial para que ambas blockchains puedan verificar los hashlocks y garantizar la interoperabilidad.

Tipus d’atomic swaps

Els atomic swaps es poden classificar en dues categories principals segons la capa on s’executen les transferències: on-chain i off-chain. Cada tipus presenta característiques, avantatges i limitacions específiques.

Swaps on-chain

Els swaps on-chain es duen a terme directament dins de les blockchains de les criptomonedes participants. En aquest tipus d’intercanvi, les transferències es registren i verifiquen a la blockchain principal, cosa que garanteix un alt nivell de seguretat i transparència. Tot i això, per la seva pròpia naturalesa, poden ser més lents i costosos, especialment en xarxes congestionades com Bitcoin o Ethereum.

A continuació, es presenten les wallets més destacades que permeten swaps on-chain completament descentralitzats:

• AtomicDEX (nova Komodo Wallet): AtomicDEX és una plataforma descentralitzada desenvolupada per Komodo que facilita atomic swaps sense intermediaris. Permet intercanvis directes entre múltiples blockchains mitjançant contractes HTLC integrats.
• Liquality Wallet: Aquesta wallet admet atomic swaps entre criptomonedes com Bitcoin, Ethereum i Polygon. Liquality permet executar swaps directament entre actius, sense necessitat de plataformes externes, utilitzant contractes HTLC.
• Decred Wallet: Tot i que està enfocada principalment als intercanvis entre Decred i altres criptomonedes, també permet atomic swaps amb altres monedes. Tanmateix, per a intercanvis entre actius com Bitcoin i Litecoin, sol ser més recomanable utilitzar wallets especialitzades com AtomicDEX o Liquality.

Swaps off-chain

Els swaps off-chain es realitzen fora de la blockchain principal, habitualment utilitzant solucions de segona capa. Aquests intercanvis permeten transferències més ràpides i amb menys comissions, ja que eviten registrar cada transacció a la cadena principal. Un exemple habitual és l’ús d’un canal de la Lightning Network entre dos usuaris, on els actius s’intercanvien fora de la cadena i només es registra la informació quan es tanca el canal.

D’altra banda, Atomic Wallet és una cartera enfocada principalment als intercanvis off-chain i a facilitar l’accés a múltiples criptomonedes a través d’una interfície única.

Cada tipus d’atomic swap aporta beneficis segons el context d’ús, i l’elecció entre on-chain i off-chain dependrà de factors com la necessitat de rapidesa, la seguretat requerida i les característiques tècniques de les blockchains implicades.

Conclusions

Els atomic swaps representen un avenç significatiu en l’àmbit de les criptomonedes, oferint una metodologia segura, fiable i completament descentralitzada per a l’intercanvi d’actius digitals. En eliminar la dependència dels exchangescentralitzats, permeten als usuaris mantenir el control total sobre els seus fons, en línia amb els principis fonamentals de la tecnologia blockchain.

Tot i que encara és una tecnologia poc utilitzada, el seu potencial comença a ser reconegut gràcies al desenvolupament creixent de plataformes d’intercanvi descentralitzades. Aquestes solucions prescindeixen de fons de liquiditat i fan ús de llibres d’ordres descentralitzats per facilitar les operacions, posant de relleu la importància i el valor d’aquesta tecnologia en l’ecosistema actual.

La setmana vinent publicarem la segona part d’aquest article, on compararem els atomic swaps amb els cross-chain bridges per completar l’exploració d’aquesta tecnologia fascinant.

Vols continuar llegint sobre la descentralització? No et perdis aquests recursos!

• Què són els exchanges descentralitzats (DEX)? Guia completa
• El fascinant món de la governança descentralitzada
• La gestió d’una Organització Autònoma Descentralitzada (DAO)

A Block&Capital, especialistes en selecció de personal, treballem per crear oportunitats on el creixement i l’èxit siguin a l’abast de tothom. Si estàs preparat per fer un pas endavant en la teva carrera professional, no dubtis a contactar amb nosaltres.