Блокчейн

Как работают off-chain и on-chain транзакции? Что такое «каналы состояния». Что такое распределённый реестр блокчейна? Подробное описание и объяснение от Bybit

С момента своего создания в 2009 году Биткоин буквально

. Стремительный рост его популярности можно объяснить простотой и удобством этой устойчивой платёжной системы. С помощью биткоина можно совершать быстрые, простые и безопасные p2p-платежи. Благодаря децентрализации сети обеспечиваются высокий уровень прозрачности и надёжности.

Биткоин использует блокчейн в качестве реестра, в который записываются все транзакции, происходящие внутри сети (on-chain). В блокчейне используется множество нод, а не один централизованный сервер. Каждая транзакция проверяется, записывается и распределяется по различным нодам. Исключение из цепочки регулирующих органов и утомительной бумажной волокиты сокращает расходы на операции и риск ошибок.

Однако всё не так радужно. Для поддержки безопасности приходится чем-то жертвовать, например, комиссии за транзакцию могут увеличиваться во время перегрузки сети, а скорость обработки, наоборот, падать. Перенос некоторых транзакций из блокчейна может упростить, ускорить и снизить их стоимость. 

Однако возникает вопрос — эффективное ли это решение, и какие у него могут быть недостатки? Прежде чем мы начнём разбираться в этом, давайте узнаем, как работает распределённый реестр 

Что такое распределённый реестр блокчейна?

, который записывает, разделяет и синхронизирует транзакции в общей электронной базе данных. Впервые технология блокчейна была описана в 1991 году, тогда её применили для записи транзакций без возможности изменения временных меток. Когда Биткоин был запущен в 2009 году, в него уже была внедрена технология блокчейна.

В распределённом реестре независимые компьютеры, называемые

, записывают и отслеживают транзакции и другие данные уже в своих электронных реестрах. Именно в этом и заключается отличие блокчейна от централизованного хранилища данных, такого как традиционный банковский реестр. 

Данные организованы в соединённые блоки, которые вместе создают блокчейн. В нём любой желающий может проследить за всей историей транзакции и доказать, что на определённой монете не было двойного расходования. Затем полученный реестр распределяется по различным нодам, составляющим блокчейн-сеть.

Распределённые реестры обладают рядом преимуществ перед обычными базами данных. В таких реестрах отсутствует необходимость проверки операций посредниками; эта особенность является одной из важных в функционировании криптовалют. Блокчейн, работающий по механизму 

, предоставляет нодам объективный способ проверки порядка транзакций. Пользователи могут значительно сэкономить время, усилия и

, если не используют услуги третьих лиц и записают свои транзакции непосредственно в

Децентрализованный характер распределённых реестров также делает их безопасными. Злоумышленникам почти невозможно получить доступ к блокчейну. Данные, которые они содержат, прозрачны и распределены по всем нодам, при этом вся информация представлена в свободном доступе. Эта прозрачность и доступность делают блокчейн популярным не только в сфере криптовалют, но и в других индустриях.

Ко всему прочему, распределённый реестр хорошо защищён от взлома: ни один пользователь не может изменять содержащиеся в нём данные, что обеспечивает дополнительный уровень безопасности.

Что такое on-chain транзакции?

On-chain транзакции биткоина проверяются майнерами и записываются в блокчейн. Как только транзакции добавляются в реестр, сеть блокчейна обновляется, и все данные распределяются между нодами.

Транзакция должна пройти несколько этапов, прежде чем она сможет попасть в блокчейн. Чтобы выполнить on-chain транзакцию, вы должны владеть биткоином, привязанному к определённому адресу. Для отправки вашей валюты на адрес получателя нужно использовать приватный ключ. 

Любой пользователь, который выполняет on-chain транзакцию, должен заплатить комиссию. Её размер варьируется в зависимости от размера транзакции в байтах и объёма сетевого трафика в момент отправки. Перегрузка сети может задержать обработку, при этом биткоин-транзакция с самой высокой комиссией, как правило, имеет приоритет и подтверждается быстрее.

Сеть Биткоина безопасна и надёжна благодаря своей прозрачности. Данный блокчейн открыт, а публичный реестр доступен для всех участников сети, фальсификация или двойное расходование маловероятны. Безопасность обеспечивается за счёт неизменности блокчейна. 

В реестре ничего нельзя изменить: ни детали транзакций, ни временные метки, ни любые другие данные, содержащиеся в блоках. Получается, возможности для хакерских атак исключаются заранее.

Недостатки on-chain транзакций в Биткоине

On-chain транзакции предлагают хороший уровень безопасности, но существуют ограничения, связанные с масштабируемостью блокчейна, его скоростью и стоимостью транзакций.

Масштабируемость была проблемой, преследующей Биткоин почти с самого его зарождения. Он может обрабатывать только около семи

, что делает его довольно дорогим и неудобным. По этой причине многие пользователи проводят свои транзакции off-chain (вне блокчейна), чтобы уменьшить нагрузку на сеть. 

Нагрузка на сеть может привести к задержкам. On-chain транзакции могут слишком медленно подтверждаться, а принятие неподтвержденной транзакции сопряжено с рисками. Например, транзакции в биткоине подтверждаются в среднем за десять минут, но данный процесс может занять и час в зависимости от состояния сети. Транзакция off-chain может быть подтверждена сразу же, что исключает риск отмены платежа.

Наконец поговорим о комиссиях: они являются необходимой частью ведения бизнеса как на блокчейне, так и вне его. Майнеры взимают её за подтверждение транзакций. К сожалению, эти комиссии могут резко вырасти по мере увеличения загруженности сети, что приводит к увеличению стоимости проведения транзакций. 

Что такое «каналы состояния»

Каналы состояния позволяют пользователям совершать биткоин-транзакции непосредственно с блокчейна, чтобы минимизировать использование on-chain операций. В этом случае используются смарт-контракты, которые определяют правила проведения транзакции вне блокчейна. Каждая такая транзакция создаёт новые состояния и должна быть подписана обеими сторонами. Новое состояние делает недействительными все предыдущие.

Чтобы использовать канал состояния, каждая сторона должна открыть

 и внести нужную сумму валюты. После этого стороны могут провести off-chain транзакцию, при этом смарт-контракт будет гарантировать отсутствие двойного расходования. Объединённые транзакции будут равны общей сумме внесённой валюты. Когда канал закрывается, окончательная сумма добавляется в блокчейн.

Как работают off-chain транзакции?

Off-chain транзакции – это транзакции, обрабатываемые вне блокчейна. Это протоколы второго уровня, нацеленные на обход недостатков сети и обеспечение более дешёвых и быстрых транзакций.

Пользователи могут открыть канал и обмениваться

 ключами кошельков, таким образом можно осуществлять переводы средств вне блокчейна. Пока канал активен, можно продолжать обмениваться валютой неограниченное количество времени. Когда пользователи будут готовы завершить сделку, они закрывают канал, и информация об окончательном расчёте заносится в блокчейн. 

Существует целое множество off-chain протоколов, в том числе Lightning Network, Liquid Network и многие другие. Стоит узнать о них подробнее. 

 второго уровня, построенный на основе блокчейна Биткоина. С помощью него пользователи могут быстро и дешёво совершать неограниченные по сумме транзакции. Lightning также позволяет осуществлять cross-chain atomic swaps (обмены криптовалютой между разными блокчейнами). В таком случае пользователям не нужно обращаться к посредникам, что делает этот протокол удобным и универсальным.

Кроме того, это децентрализованная p2p-сеть, а значит, участники могут совершать транзакции, блокируя свои биткоины на адресе, к которому привязано сразу несколько пар ключей, с помощью транзакций финансирования. Участники могут многократно выполнять любые транзакции, используя адрес, находящийся вне блокчейна, пока данные о балансах не будут внесены в блокчейн. 

 – это сайдчейн-протокол, использующий блокчейн биткоина только для передачи данных, а сами операции выполняются отдельно. Как и Lightning Network, он построен на основе Биткоина и позволяет совершать транзакции вне блокчейна, сохраняя при этом безопасность и конфиденциальность. Liquid Network работает быстрее, чем основной блокчейн, он более доступен и надёжен, а сумма валюты, проведённой в конкретной транзакции, не раскрывается. Единственным недостатком является то, что Liquid Network не децентрализован – за работой этой сети следят.

Пользователь А отправляет один биткоин (BTC) peg-in транзакцией. Затем Liquid Network привязывает биткоин к Liquid (L-BTC) — эквиваленту реального биткоина в этой сети. L-BTC используются в Liquid Network для выполнения неограниченных по сумме транзакций до тех пор, пока участники не завершат сделку. Как только это происходит, пользователи «отвязывают» свои деньги, обменивая L-BTC на BTC в соотношении один к одному.

У Биткоина есть Liquid Network, а у Эфириума — протокол

, работающий вне сети (off-chain). Plasma функционирует независимо от основного блокчейна Эфириума, и считается «дочерней сетью». Этот протокол позволяет совершать переводы токенов, свопы и другие базовые транзакции вне сети Эфириум с меньшими затратами и более высокой скоростью. Plasma Chain использует “fraud proofs” и независимые механизмы проверки блоков для обеспечения безопасности.

» описывает независимую сторону, которая хранит и защищает токены, чаще всего для корпоративных инвесторов, совершающих операции с большими объёмами криптовалют. Для хранения токенов также используются онлайн-кошельки и приватные ключи, однако они недостаточно надёжны. 

Ключи каждого пользователя содержат сложные буквенно-цифровые коды, которые может быть трудно запомнить и использовать, к тому же они уязвимы. Хакеры могут взломать любой онлайн-кошелёк. Кастодиальные услуги – это инновация, сигнализирующая о растущем интересе корпоративных инвесторов к экосистеме криптовалют.

Что же лучше off-chain или on-chain транзакции?

Оба вида транзакций обладают определёнными преимуществами и недостаткам. Технология блокчейна имеет проблему масштабируемости, которая частично решается с помощью off-chain решений. Время подтверждения on-chain транзакций может сильно варьироваться в зависимости от загруженности сети, при этом транзакции off-chain выполняются очень быстро. 

Стоимость транзакций вне блокчейна ниже, при этом она не взимается, пока транзакция не будет добавлена в блокчейн. Такие транзакции также могут обеспечить большую конфиденциальность, при этом их детали хранятся вне основного блокчейна в закрытом доступе.

Однако off-chain транзакции предполагают компромисс. Например, Liquid Network жертвует децентрализацией Биткоина ради peg-in транзакций, а Lightning Network требует, чтобы BTC был заблокирован, кроме того, пропускная способность каждого платёжного канала ограничена. 

По сути, пока что нет идеального решения для on-chain транзакций. Есть только компромиссы, которые удовлетворяют требованиям, основанным на чьих-то потребностях. Возможно, именно off-chain решения станут универсальными, однако что будет в итоге, покажет лишь время.

Многие факторы могут повлиять на принятие решения о том, следует ли проводить транзакции в блокчейне или за его пределами. Решения off-chain лучше всего подходят для тех, кто ищет быстрые, недорогие и конфиденциальные транзакции. Транзакции on-chain лучше для тех, кто стремится к безопасности, надёжности и неизменности данных. Понимание 

того, что такое блокчейн и 

распределённый реестр,

 преимуществ и недостатков on-chain и off-chain транзакций, а также ваших личных нужд, поможет в принятии наилучшего решения.

Что такое On-Chain и Off-Chain транзакции криптовалют?

Получайте ежедневную дозу информации о криптовалютах и трейдинге