آشنایی کامل با معاملات اتمی(Atomic Swap)

معاملات اتمی یا اتمیک سواپ، قراردادهای خودکار مبادله هستند که به دو طرف امکان می‌دهند تا توکن‌ها را بین دو بلاکچین مختلف معامله کنند. این روش گاهی به عنوان تجارت زنجیره‌ای اتمی نیز شناخته می‌شود و کاملاً از نهادهای شخص ثالث مرکزی در فرآیند معاملات خود انکار می‌کند. با استفاده از این سیستم، کاربران کریپتو به طوری کاملاً مستقل عمل می‌کنند و تراکنش‌های قابل اعتمادی را امکان‌پذیر می‌سازند، به طوری که نیازی به شناخت یکدیگر ندارند و همچنین نگرانی از عدم پرداخت توسط طرف مقابل را ندارند. به دلیل قابل اعتمادی و طبقه‌بندی همتا به همتا در معاملات اتمی، این نوع تبادلات به عنوان یکی از روش‌های غیرمتمرکز و قابل اعتماد در معاملات گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد.

معاملات اتمی یا اتمیک سواپ

تاریخچه اتمیک سواپ یا مبادلات اتمی به شرح زیر است:

در سال 2012، سرجیو دمیان لرنر برای اولین بار تکنیک های درگیر را با نام “پروتکل معاملات بی‌واسطه و بدون نیاز به اعتماد” معرفی کرد. این ایده در آن زمان جذابیت زیادی داشت، اما فرآیندهای مربوط به آن هنوز به خوبی شکل نگرفته بودند.

یک سال بعد، Tier Nolan یک روش قوی‌تر برای شروع معاملات اتمی ارائه کرد. اما چهار سال بعد، تیم Decred توانست مبادله اتمی بین Decred و Litecoin را با موفقیت انجام داده و برای اولین بار این نوع معاملات با موفقیت اجرا شد. چند روز بعد، چارلی لی، بنیانگذار لایت کوین، در یک توییت اعلام کرد که این فرآیند با موفقیت برای تبدیل لایت کوین به بیت کوین نیز تکرار شده است.

مهم است به این نکته توجه کنیم که در طراحی اولیه معاملات اتمی، هر دو طرف درگیر در معامله مجبور بودند تمام بلاکچین های رمزارزی که قصد داشتند مبادله کنند را دانلود کنند. این روش را همان “مبادله اتمی روی زنجیره” می‌نامیم. اما یک ماه بعد از اجرای اولین مبادلات اتمی بین Decred و Litecoin، کومودو نسخه‌ای را معرفی کرد که فقط به کانال‌های پرداخت ویژه، که شاخه‌هایی از بلاکچین هستند، نیاز دارد. با این کار، معامله‌گران دیگر نیازی ندارند کل بلاکچین سکه‌های مورد نظر خود را دانلود کنند و منتظر تاییدات بلاکچین بمانند تا تراکنش‌ها تکمیل شوند.

معاملات اتمی (Atomic Swaps) به عنوان یک فناوری قرارداد هوشمند، امکان مبادله بین ارزهای دیجیتال را بدون نیاز به واسطه‌های مرکزی مانند صرافی‌ها فراهم می‌کند.

این نوع معاملات می‌توانند به‌صورت مستقیم بین بلاکچین‌های مختلف ارزهای دیجیتال انجام شوند یا خارج از زنجیره اصلی بلاکچین انجام پذیرند. این فناوری برای اولین بار در سپتامبر ۲۰۱۷، زمانی که یک معامله اتمیک بین دِکِرِد (Decred) و لایت‌کوین (Litecoin) صورت گرفت، توجه زیادی را به خود جلب کرد.

از آن زمان به بعد، استارت‌آپ‌ها و صرافی‌های غیرمتمرکز دیگر به کاربران این امکان را می‌دهند. به عنوان مثال، لایتنینگ لبز (Lightning Labs)، یک استارت‌آپ که از شبکه لایتنینگ بیت‌کوین برای انجام تراکنش‌ها استفاده می‌کند، با استفاده از این فناوری توانسته است معاملات خارج از زنجیره را انجام دهد. همچنین، ارزهای دیجیتال و صرافی‌های غیرمتمرکز مانند 0x و Altcoin.io نیز از مزایای این فناوری بهره برده‌اند.

با توجه به اینکه فرآیند مبادله ارزهای دیجیتال معمولاً زمان‌بر و پیچیده است، استفاده از معاملات اتمی به عنوان یک راه‌حل می‌تواند مشکلات معامله‌گران را ساده‌تر کند. به عنوان مثال، ماهیت غیرمتمرکز ارزهای دیجیتال امروزی چالش‌های زیادی را برای معامله‌گران عادی ایجاد کرده است.

صرافی‌های ارزهای دیجیتال، پشتیبانی از تمامی ارزها را ارائه نمی‌دهند. به همین دلیل، معامله‌گرانی که می‌خواهند ارز دیجیتال خود را با یک رمزارز دیگر که در صرافی فعلی پشتیبانی نمی‌شود مبادله کنند، باید از انتقال حساب‌ها یا تبدیل بین چندین رمزارز میانی استفاده کنند. همچنین، در صورتی که معامله‌گر بخواهد ارز دیجیتال خود را با یک معامله‌گر دیگر مبادله کند، ریسک طرف مقابل نیز وجود دارد.

معامله اتمی این مشکل را با استفاده از قراردادهای هش تایم لاک (HTLC) حل می‌کند. قرارداد هوشمند HTLC، یک قرارداد با زمان محدود است که بین طرفین ایجاد می‌شود و شامل تولید یک تابع هش رمزنگاری است که می‌تواند بین آنها تأیید شود.

معامله اتمی نیازمند تأیید دریافت وجه در یک بازه زمانی مشخص از طرفین است، با استفاده از تابع هش رمزنگاری. در صورتی که یکی از طرفین توانایی تأیید تراکنش را در بازه زمانی مقرر نداشته باشد، کل تراکنش باطل می‌شود و هیچگونه انتقال وجهی انجام نمی‌شود. این اقدام به کاهش ریسک طرف مقابل کمک می‌کند.

چگونه اتمیک سواپ عمل می‌کند؟

“اتمیک سواپ” اصطلاحی است که به فرآیندهایی اشاره دارد که یا به طور کامل انجام می‌شوند یا به طور هیچگونه شروع نمی‌شوند. به عبارت دیگر، اتمیک سواپ دارای عملکردهایی است که از طریق آنها تضمین می‌شود که قبل از تکمیل معامله، هر دو طرف معامله شرایط مورد نیاز را رعایت کنند. این امر با استفاده از ترکیب قراردادهای هوشمند که به عنوان برنامه‌های آغازگر عمل می‌کنند و شرایط موفقیت یک تراکنش را اعمال می‌کنند، امکان‌پذیر می‌شود.

به طور دقیق‌تر، معاملات اتمی (Atomic Swap) از یک قرارداد قفل‌شده بر اساس هش (HTLC) استفاده می‌کنند که به عنوان یک صندوق امنیتی مجازی دو طرفه عمل می‌کند. همانطور که از نامش پیداست، این قرارداد از یک مکانیزم پیچیده رمزنگاری بر مبنای ریاضی به نام تابع هش استفاده می‌کند. همچنین، محدودیت زمانی را معرفی می‌کند، به طوری که اگر یکی از طرفین نتواند در زمان مقرر شرایط را ارائه دهد، قرارداد به صورت معکوس عمل خواهد کرد.

برای مثال، دو طرف ممکن است توافق کنند که برای مبادله اتمی، یک محدودیت زمانی دو ساعته را تعیین کنند. در این سناریو، قرارداد تنها پس از گذشت دو ساعت و در صورتی که همه شرایط معامله برآورده نشده باشد، سکه‌های سپرده‌شده را به صاحبان اصلی بازخواهد گرداند.

جزئیات مهم دیگری که باید در مورد HTLC بدانید، این است که نیاز به دو کلید رمزنگاری یا رمزگذاری شده دارد.

این کلیدها عبارتند از:

• کلید هش لاک (Hashlock): این کلید تضمین می‌کند که معاملات تنها زمانی نهایی می‌شوند که هر دو طرف مدارک رمزنگاری را ارائه کنند که نشان دهنده این است که هر دو طرف قادر به انجام معامله هستند.
• کلید تایم لاک (Timelock): این کلید به عنوان یک مکانیسم امنیتی طراحی شده است که به معامله‌گران کمک می‌کند تا مهلتی برای معاملات اتمی تعیین کنند. این مکانیزم تضمین می‌کند که در صورتی که سواپ به دلایلی قبل از پایان مهلت تکمیل نشده باشد، رمزارزهای سپرده‌شده به معامله‌گران بازگردانده شده و کل معامله باطل می‌شود.

برای توضیح بهتر روش اجرای معاملات اتمی، فرض کنید دو طرف به نام‌های باب و آلیس تصمیم گرفته‌اند یک معامله شامل بیت کوین (BTC) و اتریوم (ETH) را انجام دهند. به عنوان مثال، باب تصمیم می‌گیرد در مبادله 15 ETH، 1 بیت کوین را عوض کند. برای شروع، باب باید یک آدرس قرارداد ایجاد کند و 1 بیت کوین خود را به آن ارسال کند. وقتی باب وجه خود را واریز می‌کند، قرارداد به طور خودکار یک کلید ویژه ایجاد می‌کند که تنها باب می‌تواند آن را استفاده کند. می‌توانید این کلید را به عنوان یک رمز عبور در نظر بگیرید که باب تازه وجهی که به قرارداد هوشمند فرستاده است، باز کند.

قرارداد از این کلید برای تولید یک هش کلید استفاده می‌کند که به صورت رمزگذاری شده است. سپس باب این هش را به آلیس ارسال می‌کند. با انجام این کار، آلیس تنها به شکل رمزگذاری شده رمز عبوری که باب برای قفل کردن 1 بیت کوین استفاده کرده دسترسی دارد. به عبارت دیگر، او می‌تواند تأیید کند که باب وجه را در قرارداد قفل کرده است، اما هنوز نمی‌تواند به وجه دسترسی یا آن را برداشت کند، حداقل تا این لحظه.

بعد از دریافت کلید هش شده، آلیس از این کلید برای ایجاد یک آدرس قرارداد برای خود استفاده می‌کند. در این آدرس، او قادر است 15 ETH خود را واریز کند. با توجه به اینکه هر دو طرف وجوه خود را در قرارداد هوشمند قفل کرده‌اند، باب تنها کاری که باید انجام دهد، درخواست 15 ETH را بدهد. او مجوز باز کردن این قفل را دارد زیرا به رمز عبوری دسترسی دارد که به عنوان کلید برای قفل کردن ارزهای دیجیتال خود در قرارداد هوشمند توسط آلیس استفاده شده است. یک نکته جالب این است که در فرآیند باز کردن آدرس قرارداد توسط آلیس، باب رمز عبور را نیز برای آلیس فاش می‌کند. این به آلیس اجازه می‌دهد از رمز عبور برای درخواست 1 بیت کوین و تکمیل معامله استفاده کند.

در نهایت، می‌توانید متوجه شوید که این فرآیند به توانایی هر دو طرف در ارائه مدارک رمزنگاری متکی است. در اینجا، رمزنگاری به فرآیند رمزگذاری و رمزگشایی کلیدها اشاره دارد. لازم به ذکر است که باب در ابتدا باید یک کلید را رمزگذاری کند و سپس کلید رمزگذاری شده را برای آلیس ارسال کند. با توجه به اینکه باب کلید اصلی را در اختیار دارد، او قادر است سکه‌هایی را که آلیس از کلید رمزگذاری شده برای قفل کردن آنها استفاده کرده، ادعا کند. برای باز کردن قفل چنین سکه‌هایی، یکی از شرایط آن این است که باب باید کلید اصلی را به آلیس ارائه دهد. با انجام این کار، آلیس می‌تواند به کلید دسترسی پیدا کند و از آن برای درخواست 1 بیت کوین استفاده کند.

چرا به مبادلات اتمی نیاز داریم؟

مبادله اتمی به عنوان یک مکانیسم حیاتی در بلاکچین مورد توجه قرار می‌گیرد زیرا نیاز به واسطه‌هایی مانند صرافی‌های رمزنگاری را از بین می‌برد. با استفاده از این مکانیسم، معامله‌گران قادرند بدون وابستگی به زیرساخت‌های مرکزی، معاملات زنجیره‌ای را انجام دهند. زیرا در مبادلات اتمی، واسطه‌ها حذف می‌شوند، بنابراین تراکنش‌ها سریعتر، هزینه‌ی کمتر و خلاصه از مشکلات امنیتی مرتبط با مبادلات متمرکز برخوردارند. تمام این مزایا به استقلالی اشاره دارند که اتمیک سواپ فراهم می‌کند. به عبارت دیگر، کاربران بیشترین کنترل را بر دارایی‌های خود دارند زیرا تمام معاملات به صورت مستقیم از کیف پول شخصی آنها انجام می‌شود.

علاوه بر این، مکانیسم‌های معاملاتی زنجیره‌ای متقابل در مبادلات اتمی، سازگاری بیشتری در اکوسیستم رمزنگاری به ارمغان می‌آورند. با استفاده از مبادلات اتمی، انجام تراکنش‌ها در چندین بلاکچین به سادگی انجام می‌شود. در نهایت، اتمیک سواپ ریسک طرف مقابل را حذف می‌کند، زیرا معاملات یا تکمیل می‌شوند یا به هیچ وجه انجام نمی‌شوند.

معرفی مبادلات اتمی در بازار ارز دیجیتال

تعداد کمی از مبادلات اتمی در بازار ارز دیجیتال وجود دارند که می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• مبادله اتمی بین لایت کوین و دکرد، که در سپتامبر 2017 رخ داد
• مبادلات اتمی بین ورت کوین و لایت کوین، که هنوز هم در حال انجام و عملکرد دارند
• جایگاه مبادلات اتمی در بازار ارز دیجیتال

مبادلات اتمی در بازار ارز دیجیتال به عنوان یک تکنولوژی جدید در این زمینه معرفی شده‌اند و به همین دلیل هنوز در مرحله آزمایشی قرار دارند. به دلیل محدودیت‌هایی که این نوع مبادلات دارند، هنوز وارد مرحله اصلی نشده‌اند.

این محدودیت‌ها شامل موارد زیر هستند:

• همه ارزهای دیجیتالی مورد مبادله باید الگوریتم هش یکسانی را داشته باشند
• هر دو ارز دیجیتال باید قراردادهای هوشمند مبتنی بر زمان را پشتیبانی و استفاده کنند
• برای انجام مبادلات اتمی، نیاز به یک زبان برنامه‌نویسی ویژه وجود دارد

در نتیجه، با توجه به این محدودیت‌ها، مبادلات اتمی هنوز در مسیر توسعه و پیشروی خود قرار دارند و در حال تلاش برای بهبود و رفع این محدودیت‌ها هستند.

مزایای استفاده از مبادلات اتمیک سواپ

اتمیک سواپ، با ارائه راهکارهایی برای مبادله غیرمتمرکز ارزهای دیجیتال، به صرافی‌های غیرمتمرکز و تراکنش‌های میان کیف پول‌ها امکان می‌دهد که بدون نیاز به واسطه و تحت کنترل کامل کاربران، این مبادلات را انجام دهند. در ادامه به برخی از مزایای استفاده از اتمیک سواپ می‌پردازیم:

ماهیت غیرمتمرکز:

استفاده از اتمیک سواپ به کاربران امکان می‌دهد تا به صورت مستقیم و بدون نیاز به صرافی‌های متمرکز، مبادلات خود را انجام داده و کنترل کامل بر حساب کاربری و تبادلات خود داشته باشند. این به‌طور خاص برای تریدرهایی که به دنبال ایجاد یک نظام مالی غیرمتمرکز می‌باشند، اهمیت دارد.

افزایش امنیت:

با استفاده از قراردادهای اتمیک سواپ و امکاناتی مانند قفل اطلاعات و قفل بازه زمانی، امنیت مبادلات افزایش می‌یابد. همچنین، کاربران قادر خواهند بود در صورت نیاز، تراکنش را در بازه زمانی مشخصی لغو کنند یا در صورت وقوع مشکلاتی، تراکنش قابل بازگشت باشد و موجودی به حساب کاربری برگردانده شود.

با استفاده از اتمیک سواپ، صنعت ارزهای دیجیتال توانسته است بر محدودیت‌هایی که بر رشد و گسترش این فناوری وارد می‌شود، غلبه کند. صرافی‌های غیرمتمرکز مانند بایننس و کوین بیس، که از این نوع مبادلات نیازمندی هستند، از راه حل مبادلات اتمیک سواپ خارج از زنجیره بهره می‌برند. این روش، به‌طور کلی تمام چالش‌ها و محدودیت‌هایی که توسط مبادلات اتمی درون زنجیره ایجاد می‌شود، را پشت سر می‌گذارد.

افزایش انعطاف‌پذیری در تبادلات میان آلت‌کوین‌ها:

در صرافی‌های متمرکز، ممکن است امکان تبادل برخی از رمزارزها وجود نداشته باشد. به‌عنوان مثال، در صرافی کوین بیس، تبادل مستقیم بین ریپل و لایت‌کوین امکان‌پذیر نیست و نیاز به تبدیل ریپل به بیت‌کوین و سپس بیت‌کوین به لایت‌کوین است. با استفاده از اتمیک سواپ، امکان تبادل مستقیم بین تمام آلت‌کوین‌های مختلف فراهم می‌شود و این مشکل را برطرف می‌کند.

امکان مبادلات به صورت P2P و کاهش هزینه‌ها:

با فراهم کردن شرایط مبادلات همتا به همتا، اتمیک سواپ به کاربران این امکان را می‌دهد که بدون نیاز به واسطه‌ای مانند صرافی، مبادلات خود را انجام دهند. در این حالت، هزینه‌ها و کارمزدهای مربوط به تراکنش‌ها در صرافی‌های متمرکز کاهش می‌یابد.

با استفاده از اتمیک سواپ، این فناوری توانسته است محدودیت‌هایی که بر رشد و گسترش صنعت ارزهای دیجیتال اثر می‌گذارد را متغیر کند و راهکارهایی برای تسهیل مبادلات ارزهای دیجیتال ارائه دهد.

معایب استفاده از مبادلات اتمی در ارزهای دیجیتال:

پیچیدگی و شرایط مبادلات:

استفاده از مبادلات اتمی، با وجود امنیت بالا، برای کاربران مبتدی ممکن است پیچیده باشد. در مقابل، در صرافی‌های دیگر، با یک کلیک ساده می‌توان مبادلات را انجام داد. در مبادلات اتمی، برای تبادل داده‌ها و اطلاعات، نیاز به استفاده از توابع رمزنگاری شده وجود دارد.

مسائل مربوط به حریم خصوصی:

در مبادلات اتمی، وجود قفل زمانی ممکن است باعث طولانی شدن مدت زمان تراکنش‌ها شود. در این مدت، تراکنش‌ها به صورت فعال در شبکه بلاکچین قرار می‌گیرند و هکرها می‌توانند بیشترین زمان را برای دسترسی و جمع‌آوری اطلاعات شخصی درباره تریدرها داشته باشند.

نبود پلتفرم متمرکز:

از آنجا که معایب زیادی در پلتفرم‌های متمرکز وجود دارد، در مبادلات اتمی، راحتی و سادگی استفاده از پلتفرم‌های متمرکز برای تبادلات مربوط به ارزهای فیات وجود ندارد.