Сайдчейны

Английское слово “сайдчейн” (sidechain) буквально означает “боковая цепь”. Этим словом называют вспомогательный блокчейн, имеющий двустороннюю привязку к основной цепочке блоков - то есть активы могут свободно перетекать из основной цепочки в боковую и обратно.

Сайдчейны расширяют функциональность основного блокчейна, способствуют его масштабированию и увеличению скорости транзакций.

Зачем нужны сайдчейны

Многие криптовалютные транзакции проходят вне блокчейна.

Допустим, трейдер A завёл на биржу 1 биткоин и продал его трейдеру B. Трейдер B продал на бирже 0,5 биткоина трейдеру C и 0,5 биткоина трейдеру D. А затем трейдер A снова купил у трейдеров C и D эти монеты и вывел 1 биткоин с биржи.

Никакие транзакции, кроме ввода на биржу и вывода с биржи, не записаны в блокчейн биткоина. Информация о переходе монет от одного трейдера к другому содержится только в базе данных биржи.

С одной стороны, транзакции вне блокчейна могут быть удобны. Перевод биткоинов с одного биржевого аккаунта на другой биржевой аккаунт может осуществляться мгновенно и бесплатно. А в блокчейне совершение транзакции требует и времени, и уплаты комиссии.

Но что если с базой данных биржи что-то случится: она сотрётся, её откорректируют хакеры или недобросовестные владельцы биржи? Как проверить, кому из трейдеров принадлежат монеты, находящиеся в кошельке биржи?

Было бы замечательно, если бы все транзакции внутри биржи тоже записывались в некий “внутренний блокчейн”:

• в этом блокчейне никто не мог бы изменить записи постфактум;
• у каждого трейдера была бы возможность в любой момент доказать, что он владеет тем или иным количеством монет;
• биржа не могла бы втайне от трейдеров вывести из своего кошелька часть их активов;
• каждый трейдер мог бы вывести монеты со своего биржевого баланса во внешний кошелёк, и биржа не могла бы заблокировать такую транзакцию.

И ещё более замечательно было бы, если бы подтверждение транзакций во внутреннем блокчейне было быстрым и бесплатным.

По отношению к блокчейнам биткоина и других криптовалют, поддерживаемых биржей, этот внутренний блокчейн биржи был бы сайдчейном.

Если бы действительно какая-то централизованная биржа решила хранить активы своих клиентов не в обычном кошельке, а в сайдчейне, то трейдеры не заметили бы никаких изменений. Для них процессы ввода-вывода и внутренних переводов не изменились бы: чтобы перевести биткоины из основного блокчейна в биржевой сайдчейн, нужно было бы, как и раньше, отправить их на адрес биржи.

К сожалению, нам не известно ни одного примера биржи, которая для хранения и трансфера активов своих клиентов использовала бы сайдчейны. На практике сайдчейны используются в других целях - рассмотрим их ниже.

Как работает сайдчейн

Перевод из основного блокчейна в сайдчейн

Когда на адресе проекта (допустим, биржи) в основном блокчейне появляется любое количество монет, такое же количество монет сразу генерируется в сайдчейне, и эти монеты учитываются за тем пользователем, который ввёл их на биржу.

Если вернуться к примеру, приведённому выше, то в основном блокчейне появляется запись о том, что трейдер А передал 1 биткоин бирже, а в сайдчейне появляется запись о том, что биржа передала 1 биткоин трейдеру А.

Монеты в сайдчейне могут называться и не так, как в основной цепи. Более того, часто для обозначения монет сайдчейна используется другое, уникальное наименование. Но в нашем примере - в случае с биржей, на которой торгуются биткоины, - нет никакой необходимости в отдельном наименовании.

Монеты в сайдчейне полностью обеспечены монетами основной цепи. В сайдчейне циркулирует ровно столько монет, сколько переведено в сайдчейн из основного блокчейна.

Перевод внутри сайдчейна

Как только монеты на бирже перешли от трейдера А к трейдеру B, в сайдчейне делается запись об этом. В основной блокчейн при этом ничего не записывается. В основном блокчейне по-прежнему 1 биткоин находится на адресе, принадлежащем бирже.

То же самое происходит при переходе монет на бирже от трейдера B к трейдерам C и D, а затем от них - к трейдеру A.

Как видим, для трейдеров не меняется ничего, кроме того, что все внутрибиржевые транзакции становятся публичными и проверяемыми.

В блокчейнах все транзакции подтверждаются узлами сети. Подтверждать транзакции в сайдчейне биржи могут сами трейдеры, держащие на бирже свои активы. Каждый из них заинтересован в том, чтобы в сайдчейн записывались только те транзакции, которые были реально осуществлены. Поэтому узлы, подтверждающие транзакции, могут работать без комиссии, а сами транзакции в сайдчейне могут быть бесплатными.

Перевод из сайдчейна в основной блокчейн

Трейдер А, желающий вывести 1 биткоин, отправляет 1 биткоин на адрес биржи в сайдчейне. Данная транзакция получает необходимое количество подтверждений в сайдчейне (производится проверка, имеет ли трейдер А право на распоряжение этими средствами), после чего биржа сжигает (уничтожает) 1 биткоин в сайдчейне и отправляет 1 биткоин в основном блокчейне трейдеру А.

Чтобы никто из персонала биржи не мог никуда увести биткоины основного блокчейна, находящиеся на биржевом адресе, этот адрес можно сделать мультиподписным. А подписи, необходимые для операций с этим адресом, могут генерироваться при сжигании монет в сайдчейне. Таким образом монеты основного блокчейна оказываются заблокированы на биржевом адресе: для разблокировки любого количества монет нужно сжечь такое же количество монет в сайдчейне, а сжечь их можно только при наличии одобрения от узлов сети сайдчейна (трейдеров).

Может сложиться так, что биржа уничтожит монеты в сайдчейне, но откажется перевести трейдеру соответствующее количество монет в основном блокчейне (заблокирует вывод). Для защиты от таких угроз можно при разработке сайдчейна внедрить в него правило “всё или ничего”: до тех пор, пока деньги, выведенные из сайдчейна, не будут переведены на нужный адрес в основном блокчейне, осуществление последующих транзакций в сайдчейне автоматически приостанавливается. Такое правило делает вмешательство в процессы ввода-вывода невыгодным для биржи. Любая попытка блокировки вывода приведёт к немедленной остановке всего биржевого функционала.

Примеры сайдчейнов

Loom Network (с мая 2020 года платформа не поддерживается разработчиками) - программная платформа для разработки децентрализованных приложений для сети Эфириум. Суть в том, что для каждого приложения создаётся новый сайдчейн, поэтому они не перегружают основной блокчейн Эфириума, какими бы масштабными не были. Особенно это касается игр на блокчейне.

Liquid - это коммерческий сайдчейн биткоина, предназначенный для мгновенного перевода активов между биржами. Благодаря мгновенным переводам, биржи могут предоставлять друг другу ликвидность: клиент одной биржи может купить биткоины за счёт заявки на продажу, выставленной на другой бирже.

RSK - сайдчейн биткоина с улучшенными возможностями для разработки смарт-контрактов и децентрализованных приложений. Интересным примером решений, предлагаемых в этом сайдчейне, можно назвать DeFi-токены, обеспеченные биткоином:

• стейблкоин Dollar on Chain (DOC), долларовая стоимость которого не меняется независимо от колебаний курса биткоина;
• токен BPro, который, наоборот, принимает на себя последствия колебаний курса биткоина.

Совокупная стоимость всех токенов DOC и BPro всегда равна стоимости биткоинов, которые были использованы для генерации этих токенов в сайдчейне:

• когда курс биткоина растёт, это никак не сказывается на курсе DOC, а курс BPro за счёт этого испытывает дополнительный рост;
• когда курс биткоина падает, на курсе DOC это тоже никак не сказывается за счёт того, что токены BPro теряют свою стоимость.

Например, представим себе, что в тот момент, когда рыночная стоимость биткоина составляла $10 000, кто-то ввёл в сайдчейн RSK 1 биткоин и сгенерировал 10 000 токенов DoC, а кто-то другой тоже ввёл в сайдчейн RSK 1 биткоин, но сгенерировал 1 токен BPro. Затем, когда биткоин стоил $40 000, оба они решили вывести свои средства из сайдчейна обратно в основной блокчейн биткоина. Держатель RSK получил 0,25 биткоина, то есть сохранил долларовую стоимость своих изначальных активов - $10 000. А держатель BPro получил всё то, что осталось от совокупного количества введённых в сайдчейн монет, то есть 1,75 биткоина.

Таким образом, оба владельца биткоинов достигли своих финансовых целей. Один из них сохранил свой капитал в долларах, а другой получил дополнительную прибыль в качестве награды за дополнительный риск. Благодаря возможностям сайдчейна, никому из них не пришлось при этом прибегать к услугам финансовых организаций.