Hechos clave:
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El diseƱo se centra en las UTXO, que se intercambian usando transacciones multifirma.
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Su objetivo es mejorar los tiempos de envĆo de bitcoins y ahorrar espacio en la blockchain.
Uno de los principales desafĆos para el crecimiento de Bitcoin como un sistema de valor de intercambio, con alcance y usabilidad global, es la escalabilidad. Esta es la propiedad de mantener la eficiencia de su funcionamiento, a pesar de que el trĆ”fico de transacciones y usuarios se incremente exponencialmente.
Hasta ahora, los desarrolladores han optado por crear soluciones de segunda capa para este problema, como el caso de Lightning Network (LN), una red de enrutamiento de bitcoins (BTC) que funciona con canales de pago que operan fuera de la cadena principal de Bitcoin.
En este artĆculo le daremos detalles sobre quĆ© son y cĆ³mo funcionan las statechains, una propuesta de segunda capa para la escalabilidad de Bitcoin, creada por Ruben Somsen, presentada en el Scaling Bitcoin, celebrado en Tokio, JapĆ³n, en octubre de 2018.
ĀæQuĆ© es una statechain?
El principio bĆ”sico de las statechains es lograr el intercambio de valor fuera de la cadena principal de Bitcoin. Para ello, el diseƱo de Somsen se enfoca en la transferencia de la propiedad de las salidas de transacciĆ³n no usadas (UTXO).
Las UTXO permiten establecer el saldo de bitcoins disponible en las direcciones de la red. Estas salidas se procesan continuamente y son responsables de comenzar y finalizar cada transacciĆ³n. La confirmaciĆ³n de las transacciones implica la eliminaciĆ³n o adiciĆ³n de monedas gastadas. Su registro tambiĆ©n ayuda a garantizar la imposibilidad del doble gasto de estos fondos.
Las statechains pueden calificarse como cadenas de intercambio de UTXO fuera de la blockchain de Bitcoin, estructuradas a partir de una entidad principal que gestiona los fondos y que cuenta con un servidor de firmas ciegas. Este elemento permite el intercambio de valor-UTXO en esta cadena, compuesta por los distintos usuarios que participan de la propiedad del dinero.
En una statechain los participantes bloquean una cierta cantidad de BTC en una transacciĆ³n multifirma (multisig) de 2-a-2 firmas. Las dos partes serĆ”n la entidad statechain y el usuario que recibe los fondos. La entidad puede estar formada por varios usuarios, que completan las firmas de la transacciĆ³n.
Para mover estos fondos, se crea una transacciĆ³n entre el usuario que envĆa (B) y la statechain, que manejarĆ” una firma (AX). Quien envĆa debe entregar su llave privada (X) al destinatario (C) y seƱalarle al servidor de la statechain la direcciĆ³n de destino (C).
āCuando el usuario desea transferir el dinero (todo el UTXO), simplemente entrega su clave privada, que llamamos la clave transitoria, al destinatario deseadoā, seƱala el desarrollador al presentar este software.
Para el intercambio del total de la UTXO y su desbloqueo, la transacciĆ³n debe firmarse en la cadena principal de Bitcoin, lo que eleva el nivel de seguridad y resistencia a la censura de estas operaciones.
Cabe seƱalar que cada vez que los fondos cambian de propietario se genera una transacciĆ³n fuera de la cadena (y su registro), lo que permitirĆa al Ćŗltimo destinatario de la clave transitoria canjear sus monedas en la cadena principal, sin la asistencia de la entidad statechain, suponiendo que esta falle o intente retener los fondos.
Para esto utiliza eltoo, una herramienta desarrollada para LN y que busca facilitar la actualizaciĆ³n del saldo de sus canales de pago. La actualizaciĆ³n de los canales se garantiza mediante la creaciĆ³n de una cadena de transacciones que cuentan con un bloqueo de tiempo.
De esta manera, si uno de los miembros del canal de pago (o, en este caso, la entidad statechain), intenta enviar una transacciĆ³n que refleja un saldo anterior (o retener lo fondos, en el caso del diseƱo de Somsen), la contraparte tiene un lapso temporal para transmitir la transacciĆ³n mĆ”s actual.
ĀæCĆ³mo funciona?
Como vemos, el sistema incluye el intercambio de UTXO y llaves privadas, llamadas firmas transitorias, entre los miembros de la cadena. Para la generaciĆ³n de estas firmas, Somsen ideĆ³ un servidor de firmas ocultas, que tiene dos funciones principales.
En primer lugar, generar llaves privadas para los usuarios que van a recibir los fondos (estos fondos sĆ³lo pueden enviarse y si bien pueden ser divididos en UTXO mĆ”s pequeƱas, la transferencia debe incluir el total de la UTXO bloqueada para crear la statechain).
Su segunda funciĆ³n es enviar los fondos a los usuarios seƱalados en las transacciones, a travĆ©s de las direcciones derivadas de estas llaves privadas.
Estos envĆos, certificados por la Statechain, crean una cadena de usuarios que intercambian la llave transitoria y el total de la UTXO bloqueada. Al tratarse de un diseƱo sustentado en transacciones multisig, no es un sistema de custodia, pues la statechain no puede mover los fondos sin la firma de los usuarios que desean enviar los fondos.
Ā«El servidor es una especie de federaciĆ³n (…) debe publicar todas las solicitudes de firma ciega (la statechain). De esta manera la gente podrĆa auditar el servidor y ver que nunca firmĆ³ dos veces; verificar que el servidor firmĆ³ solo para las solicitudes de los usuarios y asegurarse de que el servidor nunca firma dos veces para un usuarioĀ», puntualiza Somsen.
Una caracterĆstica Ćŗnica de las statechains es que operan a nivel de las UTXO. Como dijimos antes, la transferencia de fondos entre los usuarios debe ser completa, es decir, si bloquea 1 BTC en un Statechain, debe transferirse esa cantidad. No obstante, las UTXO pueden intercambiarse por otras de menor tamaƱo, siempre y cuando el total sea el monto bloqueado.
En este caso, 1 BTC podrĆa enviarse de usuario a usuario con 4 UTXO de 0,25 BTC, aumentando la ofuscaciĆ³n de los fondos en la cadena de bloques. Aprovechando esto, se puede intercambiar mĆŗltiples UTXO del mismo valor con otros usuarios.
Interoperable con LN
Al ser una soluciĆ³n de segunda capa que utiliza las UTXO de Bitcoin para su diseƱo, las statechains son compatibles con el funcionamiento de LN.
Para abrir un canal de pago en la LN se utiliza una UTXO en un una transacciĆ³n multifirma 2-a-2 para crear un contrato de hash de bloque temporal (HTLC), que es manejada por ambos miembros del canal. Las statechains proporcionan esta misma funcionalidad, es decir que cualquier UTXO de una de estas cadenas puede utilizarse para abrir un canal de LN, sin que la entidad Statechain tenga informaciĆ³n sobre esto, ya que ambos protocolos se mantienen completamente separados.
Si el canal que se abre con esta UTXO resulta muy bajo, se puede mover a un UTXO mayor. āPuede experimentar a bajo costo, y una vez que tenga un canal estable, puede elegir mover el canal sin esfuerzo hacia la capa base al salir de statechainā, explica Somsen.
Las statechains podrĆan ayudar al crecimiento de LN, pues facilita a los usuarios incorporarse aĀ la red abriendo canales de pago de forma sencilla. āSi tiene dinero en un statechain, puede enviar inmediatamente una parte de Ć©l a un amigo al convertir el Statechain UTXO en un canal Lightning compartidoā, enfatiza el desarrollador.
En concreto, ĀæQuĆ© ofrece?
Las statechains ayudarĆan al usuario promedio a acelerar los tiempos de envĆo y recepciĆ³n de bitcoins, ademĆ”s de reducir los costos en comisiones, al realizar menos transacciones sobre la cadena principal. AdemĆ”s, serĆa una potencial soluciĆ³n a los problemas de escalabilidad, al aprovechar de mejor manera el espacio de los bloques de la blockchain.
A pesar de que incluye una entidad que gestiona el envĆo de los fondos, el sistema no implica la custodia de los fondos por terceras partes, de manera que las operaciones de envĆo se pueden ejecutar, incluso si esta entidad trata de retener los fondos.
Su compatibilidad con LN puede ayudar a potenciar el crecimiento de esta red. Ambas soluciones de segunda capa buscan el intercambio de valor fuera de la cadena utilizando transacciones multisig y su funcionamiento tƩcnico es compatible.
Punto de mejora
Cabe seƱalar que el funcionamiento de la herramienta aĆŗn posibilitarĆa que la entidades statechain se asocien con alguno de los usuarios que conozcan la llave transitoria, para tratar de apoderarse de los fondos. Sin embargo, los beneficios de un comportamiento semejante son minimos.
La entidad debe revelar todas las firmas que se crean, de manera que cualquier intento de hacer trampa se harĆa evidente de inmediato. A pesar de que la entidad funciona como una federaciĆ³n y no como una entidad Ćŗnica, la mayorĆa de sus miembros tendrĆa que estar de acuerdo, por ejemplo, 6 de 10 firmas de la transacciĆ³n multisig bloqueada.
Finalmente, el envĆo de cada UTXO tiene una clave transitoria diferente, asĆ como un conjunto diferente de usuarios anteriores. Para robar todos los bitcoins, la entidad Statechain o un atacante tendrĆa que encontrar usuarios anteriores suficientes y que ademĆ”s estĆ©n dispuestos a conspirar para cada UTXO enviada. En el caso de un robo de este estilo, es probable que solo se robe un subconjunto de la UTXO original.
