Bouwen op Bitcoin (BTC): statechains, spacechains en drivechains
Bitcoin krijgt wel eens de kritiek dat het niet programmeerbaar genoeg is. Toch zijn er heel veel verschillende producten die er bovenop het protocol gebouwd worden. Van het Lightning Network, Discreet Log Contracts tot sidechains met Rootstock en Liquid. Maar er is meer: statechains, spacechains en drivechains. Wat zijn dit, wat zijn de verschillen en wat kun je ermee?
1. Statechain
Statechains is een tweede-laags protocol, net als het Lightning Netwerk dat is. Het is dus gebouwd bovenop het Bitcoin netwerk, en je kunt er ‘waarde’ van deze basislaag mee verplaatsen zónder de Bitcoin blockchain te belasten.
Hierdoor kun je op kosten besparen en heb je ook niet per se te maken met parameters zoals blocktijden, blockgroottes en de mempool. Ontwikkelaar Ruben Somen heeft dit idee uitgedacht en al meerdere keren gepitched.
Het idee achter Statechains is dat je geld tussen twee partijen opsluit in een 2-of-2 multisig: aan de ene kant de entiteit van de Statechain en aan de andere kant de gebruiker. Als de gebruiker het geld (of beter gezegd de volledige UTXO) wil overmaken, geeft hij de private key, of beter gezegd de transitory key, aan de beoogde ontvanger.
Hierdoor kan deze partij dan het geld van eigenaar laten wisselen, terwijl er niets in de blockchain verandert. Onder de motorkap gebeuren er natuurlijk allerlei complexe dingen.
In theorie wordt het geld gecontroleerd door de entiteit die de Statechain opzet en alle gebruikers die zo’n tijdelijke ‘transitory key’ hebben. Op zichzelf kan de eigenaar van de Statechain niets doen met het geld, het kan alleen verstuurd worden door de persoon met de nieuwste tijdelijke sleutel.
Het is tegelijkertijd ook een non-custodial oplossing, omdat de partij achter de Statechain niets kan doen: het is immers een 2-uit-2 multisig.
Handelen met hele UTXO’s en keys
Een belangrijk ding om te onthouden is wel dat er altijd gehandeld wordt in ‘hele UTXOs’ die in deze Statechains zitten opgesloten. Stel dat iemand een UTXO van 0,5 BTC in een statechain zet, dan moet deze hele 0,5 BTC telkens van eigenaar veranderen. Je kunt onderling wel wisselen met kleinere UTXO’s, maar dit is overduidelijk wel een minpunt van dit stukje techniek. Een ander nadeel is dat er nog updates nodig zijn in het protocol: Schnorr signatures en Sighash_Anyprevout.
Een tweede belangrijk onderdeel van Statechains is Eltoo, wat ook voor Lightning een verbetering gaat zijn. Met Eltoo wordt het namelijk onmogelijk om een oude status van een betaalkanaal (in Lightning) of Statechain-key te delen. Het wordt daardoor onmogelijk om met oude backups alsnog met het geld er vandoor te gaan terwijl de tegenpartij er geen weet van heeft.
In plaats van dat je de coins van adres naar adres stuurt, sturen statechain-gebruikers dus de private key die kan worden gebruikt om de munten uit te geven.
Het probleem zou normaliter zijn: wie garandeert dat de persoon die de key verstuurt, niet stiekem een kopie achterhoudt? Daarom is er bij Statechains dus nog een derde entiteit die betalingen mee-ondertekent. Daarom wordt er gebruik gemaakt van deze tijdelijke transitory key.
Hierdoor is de Statechain-entiteit eigenlijk de deurwaarder: die houdt in de gaten of er niet gesjoemeld wordt met de keys, terwijl hij of zij zelf niets kan doen met het geld wegens de multisig.
Bronnen: Bitcoinmagazine.com, YouTube, Ruben Somsen,
2. Spacechain
Het tweede stukje off-chain technologie bovenop Bitcoin komt ook bij Ruben Somsen vandaan. Deze spacechains hebben ergens iets te maken met statechains, maar ze werken iets anders.
Het is namelijk een one-way peg van een beetje bitcoin, waar je vervolgens off-chain mee bezig gaat. Ook gebruikt het het idee van blind-merged mining.
Blind merged mining
Dit principe komt er op neer dat er in íeder block dat in de blockchain komt, één transactie komt te zitten die te maken heeft met de spacechain. Bitcoin gebruikt Proof-of-Work, waardoor miners werk moeten doen om iets te verdienen. Spacechains werken op het principe van fee-bidding: miners van de spacechain strijden met elkaar om die ene transactie door middel van een fee in een block te krijgen. De blind merged miner die de transactie (zie het kleine rode blockje in onderstaande afbeelding) in het de Bitcoin blockchain krijgt, krijgt ook het block toegewezen op de spacechain.
One-way peg
Een belangrijke notitie is dat de bitcoin die je in een spacechain gebruikt, niet weer uit dit ecosysteem te halen is.
Die ene transactie waar de spacechain-miners om strijgen met het inleggen van fees, is een klein beetje ruimte in een block. Deze transactie verwijst naar een hash, van het block van de spacechain. Uiteindelijk krijg je zo een reeks van spacechain-blocken, waar de langste chain van wint (zoals het ook bij Bitcoin het geval is), die allemaal met een hash ín de echte Bitcoin blockchain staan.
Als spacechain-blind-miner betaal je dus fees om een block te mogen maken. Maar je wilt hiervoor geen nieuwe altcoin maken, en het is ook niet mogelijk om een parallelle fee met satoshi’s via het Lightning Network te sturen naar de miner die jouw transactie in het bitcoin block zet.
Daardoor is de volgende oplossing: het ‘burnen’ van bitcoin. En in dit geval krijg je voor iedere bitcoin die je burnt, eenzelfde aantal spacecoins op de ‘sidechain’. Dit is een controversieel onderwerp, want is dit nu goed of niet goed? Het zorgt voor extra schaarste, maar het voelt raar aan. In de video legt Somsen uit hoe hij hierin staat (minuut 24).
Op deze manier is het mogelijk om een permissionless blockchain te bouwen, zónder nieuwe token of altcoin, bovenop het Bitcoin netwerk, waarbij je de huidige miners betaalt voor het in gebruik nemen van de blockruimte.
Maar wat kun je met deze blockchain? Je kunt er colored tokens uitgeven, zoals bijvoorbeeld een USDT Tether token. Je kunt ook denken aan decentralized DNS toepassingen zónder nieuwe altcoin. Ook DAO, DeFi en decentrale exchanges zouden kunnen plaatsvinden op spacechains.
Bron: YouTube
3. Drivechain
Het derde idee voor bovenop bitcoin zijn drivechains. Via drivechains kun je BTC maken, verwijderen verzenden en ontvangen. Het gebruikt bitcoin dus als native-valuta en het is een sidechain. Als de bitcoin eenmaal in deze sidechain staan, kun je ze in deze ‘zijketen’ onbeperkt uitgeven en van eigenaar doen wisselen.
Bij Drivechains kun je de satoshi’s wél terug krijgen in de basislaag. Dit gaat echter niet via ‘verifiable proof’, maar via een zogenoemd principe van ‘ conjecture-and-refutation’. Er wordt een groepje terugbetalingen gebundeld en langzamerhand krijgen ze een ACK (van acknowledgment) waardoor de prijs tussen de sidechain-bitcoin en native-bitcoin op het ratio 1:1 blijft.
Ook drivechains kunnen werken door middel van Bitcoin Improvement Proposals, namelijk BIP 300 en 301.
- Hashrate escrows – “Container UTXO’s” die 3-6 maanden aan transactiegegevens comprimeren tot een vaste hoeveelheid van 32-bytes.
- Blind Merged Mining – Dezelfde techniek als die hierboven is uitgelegd: het inleggen van een enkele transacties met hoge kosten om zo een plekje in de mainchain te krijgen.
Op deze manier kun je een sidechain maken waarbij je dezelfde consensusregels (en decentralisatie) gebruikt als de Bitcoin mainchain, terwijl je wel een flexibelere blockchain kunt maken. De zet als het ware bitcoin op slot op de mainchain, en maakt ze aan op de sidechain/drivechain, en vice versa. Daardoor heb je bitcoin als native currency en toch de consensus-regels van de mainchain.
Bron: Drivechain.info
Somsen is ook nog bezig geweest met softchains, maar hierover is momenteel nog niet veel duidelijkheid. Als je er toch meer over wilt lezen, kun je terecht op GitHub. Wil je meepraten over dit soort ontwikkelingen? Kom dan eens langs in onze Telegram chat!
