مبادلات اتمی یا Atomic Swap چیست؟ تراکنش‌هایی با کارمزد کمتر و حریم خصوصی بیشتر

حذف واسطه‌ها در مبادلات مالی، آرزویی دیرینه است که هنوز کاملا محقق نشده است؛ اما اتمیک سواپ (Atomic Swap) در دنیای رمزارزها این کار را انجام می‌دهد. مبادلات اتمی تبادل رمزارزهایی را در بر می‌گیرد که از بلاکچین‌های مجزایی می‌آیند. از آنجا که چنین مبادلاتی همتا‌به‌همتا هستند، بین دو نهاد و بدون دخالت واسط انجام می‌شوند. این کار فواید زیادی دارد که اگر می‌خواهید بیشتر در موردش بدانید، مطالعه این مقاله از میهن بلاکچین را به شما توصیه می‌کنیم. در انتها خواهید فهمید منظور از مبادلات اتمی چیست و چنین نقل و انتقالاتی چطور انجام می‌شوند. 

منظور از مبادلات اتمی چیست؟

اتمیک سواپ یا همان مبادلات اتمی به شیوه‌ای از نقل و انتقال میان بلاکچین‌های مختلف اشاره دارد که در آن خبری از شخص یا نهاد ثالث نیست. یعنی نیاز نیست به واسطه‌ای دیگر اعتماد کنید و تنها خودتان و طرف مقابل به صورت همتا‌به‌همتا با یکدیگر در ارتباط خواهید بود. نخستین بار در سال ۲۰۱۳ بود که تیر نولان (Tier Nolan) از این مفهوم پرده برداشت. مبادلات اتمی در نوع خود در آن زمان بدیع و خلاقانه بود و به افراد این اجازه را می‌داد نوع جدیدی از مبادلات مالی را تجربه کنند. البته ایده اصلی مبادلات همتابه‌همتای بین زنجیره‌ای قبل‌تر و در سال ۲۰۱۲ توسط دنیل لریمر (Daniel Larimer) مطرح شده بود. لریمر پروتکل مرتبطی را به نام P2PTradeX توسعه داده بود که بسیاری آن را نمونه‌ای اولیه از مبادلات اتمی می‌دانند. اولین مبادله اتمی هم در سال ۲۰۱۷ وقتی رخ داد که دیکرد (Decred) و لایت کوین بدون استفاده از پول فیات به عنوان بخشی از این تبادل، با هم معاوضه شدند. چند روز بعد هم لایت کوین و بیت کوین با هم مبادله شدند.

اگر امکان انجام مبادلات اتمی فراهم نشده بود، برای مبادله بیت کوین و اتریوم اول نیاز بود که یک حساب در یک صرافی متمرکز باز کنید که جفت معاملاتی بیت کوین/ اتریوم را داشته باشد. سپس باید اتر را به صورت آفچین به صرافی ارسال می‌کردید و در گام بعد، اتریوم را به بیت کوین تبدیل می‌کردید و در جریان این مسئله، هزینه تراکنش را می‌پرداختید. سپس نیاز بود بیت کوین را به یک کیف پول بیت کوین ارسال می‌کردید و باز هم کارمزد می‌دادید. در نهایت هم باید منتظر می‌ماندید که صرافی تراکنشتان را پردازش کند تا در نهایت دارایی خود را در اختیار بگیرید.

در یک سواپ اتمی، قراردادهای هوشمند برای ایجاد یک صندوق مجازی استفاده می‌شوند که می‌توان از آنها برای انجام مبادله مورد توافق استفاده کرد. برای استفاده از این قرارداد، شخص اول پولش را به یک آدرس قرارداد مشخص می‌فرستد و این دارایی در آنجا قفل می‌شود. شخص دوم هم متوجه این موضوع می‌شود و واریز اولیه را تایید می‌کند. این دو نفر دارایی خود را در آدرس یک صندوق ثانویه قفل می‌کنند. پس از اینکه قرارداد تایید کند که هر دو طرف دارایی خود را قفل کرده‌اند، می‌توانند دارایی خود را مبادله کنند. اگر هر طرف در انجام این کار شکست بخورد، زمان سواپ تمام می‌شود و هر دو نفر پولشان را پس می‌گیرند. این یک توضیح مختصر از سازوکار مبادلات اتمی است که در بخش بعدی بیشتر آن را واکاوی می‌کنیم.

مبادلات اتمی چطور انجام می‌شوند؟

اگر بخواهیم به سازوکار Atomic Swap‌ بپردازیم، باید مفهومی به اسم قراردادهای هش با محدودیت زمانی یا Hash Timelock Contracts (به اختصار HTLC) و همچنین توابع هش اشاره کنیم. قراردادهای هوشمند HTLC این اطمینان را به طرفین می‌دهد که مبادلات یا به صورت کامل انجام می‌شوند و یا کلا صورت نمی‌پذیرند؛ یعنی همان منطق صفر و یک. این مبادلات ضرب‌الاجل مشخصی دارند. این مسئله کاربران را مجبور می‌کند که یا مبادله را در آن زمان مشخص‌شده انجام دهند یا آن را لغو کنند.

دو عنصر اصلی در معاملات اتمیک عبارت‌اند از قفل هش و قفل زمانی. Hashlock یک کلید مخفی رمزنگاری‌شده است که توسط فردی ایجاد می‌شود که معامله را آغاز کرده است. این کلید اطمینان می‌دهد که مبادلات تنها وقتی نهایی می‌شوند که هر دو طرف معامله، تراکنش را تایید کرده باشند.

در سمت دیگر قفل زمانی یا Timelock به عنوان یک دستور بررسی تایید زمان قفل (Check-Lock-Time-Verify) یا CLTV یا بررسی تایید ترتیب (Check Sequence Verify یا به اختصار CSV) ایجاد می‌شود. با CLTV، وجوه تراکنش بر مبنای تاریخ و زمان قفل و آزاد می‌شوند. همچنین با CSV هم وجوه یک تراکنش پس از تولید یک شماره بلوک خاص قفل یا آزاد می‌شوند. به عبارت ساده‌تر، قفل زمانی ضرب‌الاجلی برای مبادله تعیین می‌کند. اگر هر دو طرف مبادله را قبل از این زمان تایید نکنند، قفل زمانی به عنوان مکانیزم ایمنی عمل می‌کند و تراکنش را از وجوه خالی می‌کند. در این حالت وجوه به صاحبانشان برگشت داده می‌شوند.

پس مبادلات اتمی تنها در صورتی انجام می‌شوند که اعتبار آن از جانب هر دو طرف تایید شود. این تاییدیه هم از طریق توابع هش رمزنگاری انجام می‌شود. حالا که این کلیات را دانستیم، بیایید مراحل مختلف فرایند اتمیک سواپ را با هم مرور کنیم.

مثالی از انجام مبادلات اتمی

اول این را فرض کنید که آلیس و باب قصد انجام تراکنشی دارند. باب بیت کوین دارد و می‌خواهد آن را با رمزارز KMD‌ مبادله کند. در آن سمت هم آلیس KMD دارد و می‌خواهد آن را با بیت کوین معاوضه کند. در گام‌های بعدی روند معامله این دو را می‌بینیم. این مثال را با صرافی غیرمتمرکز کومودو به نام Atomic Dex پیش می‌بریم.

مرحله صفر: پیش‌نیاز

بازارساز یک سفارش ترید روی اتمیک دکس ثبت می‌کند. البته نمی‌توان به لحاظ فنی این مرحله را جزو مراحل دانست و بیشتر به پیش‌نیاز شباهت دارد. به هر حال پس از انجام این کار، امکان آغاز فرایند مبادله اتمی میسر می‌شود.

مرحله یک: پرداخت کارمزد صرافی غیرمتمرکز

سفارش‌بردار (Taker) سفارش را می‌بیند و آن را می‌پذیرد. او با پرداخت کارمزد صرافی غیرمتمرکز، تعهد خود را برای مبادله ایفا می‌کند. این کارمزد تنها برابر با ۰.۱۵ درصد مبلغ کلی است. هدف از این کارمزد این است که تیکر شبکه را با درخواست‌های سریع خود دچار ازدحام نکند. توجه کنید که سفارش‌گذار (Maker) هیچ کارمزدی در اتمیک دکس نمی‌پردازد.

وقتی که تیکر کارمزد را پرداخت کند، مبادله اتمی به شکل رسمی آغاز می‌شود. میکر پرداخت کارمزد را مشاهده می‌کند و مرحله دوم مبادله را آغاز می‌کند.

مرحله دو: ارسال Maker Payment

سفارش‌گذار پرداخت خود را که به پرداخت میکر (Maker Payment) معروف است، ارسال می‌کند. برای کوین‌های مبتنی بر پروتکل بیت کوین این پرداخت به آدرس P2SH و برای توکن‌های ERC-20 و اتر به آدرس یک قرارداد هوشمند ارسال می‌شود.

مبلغ پرداختی میکر با هشی از کد رمز ۳۲ بیتی قفل می‌شود که این کد را سفارش‌گذار به صورت تصادفی تولید کرده است. پس تنها میکر است که این کد Secret را می‌داند؛ البته که هش این کد عمومی است. این یعنی که سفارش‌بردار هش این کد را می‌داند ولی تا زمانی که آن کد مخفی ۳۲ بایتی را نداند، نمی‌تواند دارایی را خرج کند.

بازپرداخت Maker Payment به میکر به کمک قفل زمانی قفل می‌شود. طول قفل زمانی با توجه به زمان‌های بلوکی که دو دارایی مبادله می‌شوند، متغیر است. مثلا بیت کوین زمان بلاک ده دقیقه‌ای دارد و زمان قفل هم باید طولانی باشد. در بیشتر موارد، تاخیر مجاز پیش از پرداخت میکر به منظور بازپرداخت برابر با ۱۵,۶۰۰ ثانیه است که می‌شود ۴ ساعت و ۲۰ دقیقه. اگر هم قفل زمانی منقضی شود و تیکر در این فاصله پرداختش را انجام ندهد (که در گام پنجم بررسی می‌کنیم)، میکر می‌تواند Maker Payment را مجددا Claim کند.

مرحله سه: ارسال Taker Payment

در این مرحله تیکر می‌بیند که سفار‌ش‌گذار Maker Payment را که با هش و Time Lock قفل شده، ارسال کرده است. در این موقع است که Taker Payment را به یک آدرس ثانویه و ایمن P2SH ارسال می‌کند.

Taker Payment با همان هشی که میکر از آن برای Maker Payment‌ استفاده کرده بود، هش و قفل می‌شود. تیکر می‌تواند از هش برای قفل کردن وجوه استفاده کند. البته همچنان کد مخفی را که میکر از آن برای تولید هش استفاده کرده است، نمی‌داند.

بازپرداخت Taker Payment به تیکر هم قفل زمانی می‌شود؛‌ اما طول زمانی آن، نصف آن طولی است که برای قفل کردن Maker Payment استفاده شده بود. این به تیکر اجازه می‌دهد که کوین‌های خود را در صورت عدم پردازش توسط میکر، مجددا کلیم کند.

مرحله چهار: خرج شدن Taker Payment

در این گام میکر مشاهده می‌کند که پرداخت تیکر ارسال شده و با هش ۳۲ بیتی از کد مخفی که در مرحله دو تولید کرده بود، قفل شده است. سفار‌ش‌گذار کد مخفی ۳۲ بایتی را فاش می‌کند و آن را در شبکه همتا‌به‌همتای بلاکچین منتشر می‌کند. او این کار را برای ارسال Taker Payment به آدرس خودش انجام می‌دهد. زمانی که این تراکنش آغاز شود، کد مخفی به صورت عمومی قابل مشاهده خواهد بود.

مرحله پنج: خرج شدن Maker Payment

سفارش‌بردار می‌بیند که میکر Taker Payment‌ را خرج کرده است و همچنین شاهد فاش شدن کد مخفی هم هست. او از همان کد مخفی استفاده می‌کند که با آن قفل Maker Payment را بازگشایی کرده بود. سپس دارایی را به آدرس شخصی خودش ارسال می‌کند. با انجام این کار، مبادله اتمی به پایان می‌رسد. 

مزایا و معایب Atomic Swap چیست؟

تا اینجا هرچه گفتیم از مزایای مبادلات اتمی گفتیم. برای درک بهتر این مفهوم بهتر است که مزایا و معایب اتمیک سواپ را در کنار هم بررسی کنیم.

مزایا:

• بالا بردن قابلیت تعامل میان بلاکچین‌های مختلف
• کاملا غیرمتمرکز
• کم‌هزینه بودن و افزایش سرعت به دلیل حذف صرافی متمرکز
• از بین رفتن نیاز به مبادله با پول فیات
• امنیت
• حفظ حریم خصوصی

ریسک‌ها و معایب:

• غیرقابل بازگشت بودن تراکنش‌های اشتباه
• وجود ریسک‌های مرتبط با قرارداد هوشمند
• عدم امکان انجام اتمیک سواپ برای تمام رمزارزها
• نیاز به اجرای گام‌های بیشتر
• وجود ریسک حریم خصوصی و امنیت (درست است که مبادلات اتمی همراه با حریم خصصی و امنیت است؛ اما در حال حاضر این فاکتورها چندان قدرتمند نیستند.)
• جدید بودن 
• عدم امکان مبادله با پول فیات

سوالات متداول (FAQ)

• مبادلات اتمی چیست؟
  مبادلات همتابه‌همتایی که بدون نیاز به واسطه‌هایی همچون صرافی متمرکز انجام می‌شود.
• فایده اتمیک سواپ چیست؟
  به دلیل حذف واسطه، Atomic Swap موجب افزایش سرعت و کاهش هزینه‌های تراکنش می‌شود.

جمع‌بندی

مبادلات اتمی یا اتمیک سواپ (Atomic Swap) به شیوه‌ای از تبادل گفته می‌شود که در آن نیازی به حضور واسطه‌هایی مانند صرافی نیست. این مسئله باعث می‌شود نیاز به پرداخت هزینه‌های چندگانه در مراحل مختلف سواپ کمرنگ شود و در نهایت کاربر با مبلغی کمتر بتواند تبادل خود را انجام بدهد. با فهمیدن همین مسئله می‌شود فهمید که مزیت اصلی مبادلات اتمی چیست. البته معایب این روش را نیز نباید از قلم انداخت. اینکه نمی‌توان هر جفت رمزارزی را به این شیوه مبادله کرد، بزرگترین ایرادی است که می‌شود به آن اشاره کرد. آیا شما تا به حال مبادلات اتمی انجام داده‌اید؟‌ با فرایند آن آشنایی داشتید؟ آیا به نظرتان این روش، شیوه‌ای امن به شمار می‌رود؟