Федеративні та пулові системи — Fedimint і Ark

Як працює Fedimint?

Fedimint (скорочення від federated mint) — це власний для Bitcoin протокол другого рівня, який відновлює ідею Chaumian eCash: криптографічної системи, що дає змогу користувачам здійснювати анонімні перекази із використанням засліплених цифрових токенів. Від традиційних систем eCash Fedimint відрізняється застосуванням федерацій для випуску та зберігання токенів, а також вбудованою інтеграцією з мережею Lightning для взаємодії з іншими платіжними каналами.

У Fedimint користувачі розміщують біткоїни на багатопідписному гаманці, який контролює група довірених опікунів. Ці опікуни формують федерацію, відповідальну за випуск eCash-токенів — криптографічних вимог, повністю забезпечених біткоїнами 1:1, що перебувають під контролем цієї федерації. При внесенні біткоїнів опікуни колективно випускають засліплені токени, які користувач може використовувати приватно. Згодом ці токени можна обміняти на біткоїни у блокчейні або переказати іншим користувачам у межах мінту.

Криптографічне засліплення гарантує, що федерація не може пов’язати випуск токена з його подальшим погашенням чи переказом. Це забезпечує високий рівень приватності навіть щодо самої федерації. На відміну від Lightning, де проміжні вузли бачать усі маршрутні дані, Fedimint відкриває шлях до повністю приватних, позаланцюгових платежів.

Для зв’язку з екосистемою Lightning Fedimint застосовує шлюзи чи сервіси, що об’єднують eCash і платежі Lightning. Коли користувач хоче надіслати платіж через Lightning, шлюз приймає eCash-токени, розраховується за рахунком Lightning і повертає решту у вигляді нових eCash. Зі свого боку, вхідні платежі через Lightning автоматично конвертуються у засліплені токени. Хоча шлюзи є точкою довіри, їх можуть запускати будь-які учасники — від членів спільноти до сервісів з фокусом на приватність.

Fedimint дозволяє існування кількох незалежних мінтів паралельно, кожний із власними опікунами та грошовою базою. Це дає змогу локальним спільнотам розгортати власні фінансові системи на базі Bitcoin, відповідаючи унікальним вимогам та рівню довіри. Протокол також підтримує модульні розширення — ідентифікацію, контроль доступу, голосування тощо.

Як працює Ark?

Ark — це інноваційний Bitcoin-протокол другого рівня, представлений розробником Бураком Кечелі у 2023 році. На відміну від Lightning чи Fedimint, Ark не залежить від платіжних каналів, маршрутизації ліквідності чи індивідуального кастодіального зберігання. Натомість він дає змогу здійснювати неінтерактивні анонімні платежі, де групові транзакції багатьох користувачів координує центральний хост, що агрегує та відправляє їх у блокчейн Bitcoin.

В основі Ark лежить ідея віртуальних UTXO (vUTXO) — це тимчасові, позаланцюгові вимоги на біткоїни, які користувачі можуть створювати, переказувати та погашати у заданому інтервалі. Кожен vUTXO має обмеження часу, по завершенні якого його потрібно або оновити, або погасити у блокчейні. Хост підтримує реєстр невитрачених виходів, координує перекази та здійснює відправку агрегованих транзакцій у Bitcoin.

Під час надсилання платежу користувач створює засліплений запит із зазначенням одержувача й суми. Хост збирає такі запити від багатьох користувачів, об’єднує їх в одну транзакцію через механізм одноразових адрес. Вихідна структура такої транзакції унеможливлює декодування й отримання коштів будь-ким, окрім адресата. Оскільки кілька платежів поєднуються й засліплюються, окремі перекази неможливо простежити, що забезпечує потужну приватність на ланцюзі.

Головна інновація Ark — це можливість здійснювати однораундові анонімні платежі без синхронної участі одержувача та відправника. Це принципово відрізняється від Lightning, де обидві сторони мають бути онлайн і здатні маршрутизувати платіж через посередників.

Протокол значно підвищує ефективність використання капіталу. Користувачі не блокують ліквідність у каналах. Замість цього хост керує пулом справжніх біткоїнів для обробки транзакцій, а користувачі володіють vUTXO, що дають короткострокові права вимоги. Такий підхід мінімізує потребу у вхідній ліквідності, балансуванні чи маршрутизації.

З погляду приватності Ark передбачає певні компроміси щодо довіри. Хост має бути онлайн, доброчесним і здатним створювати валідні транзакції. Користувачі не втрачають повного контролю над коштами, але мають покладатися на хоста для здійснення переказів. Використання засліплених підписів і ротація vUTXO зменшує ризики спостереження, але цілком їх не усуває.

Станом на 2025 рік Ark залишається експериментальним, проте вже неодноразово тестувався у тестових мережах, а інтеграція триває у гаманцях з акцентом на приватність, таких як Mutiny. Можливість здійснення платежів у один дотик і передбачувані комісії роблять Ark привабливим для мобільних користувачів, особливо у середовищах з ризиком цензури або масового нагляду.

Моделі довіри до зберігача проти криптографічних гарантій

І Fedimint, і Ark покладаються на посередників, але їхні моделі довіри різняться структурою та ступенем захисту. У Fedimint користувачі делегують зберігання біткоїнів федерації опікунів, які контролюють багатопідписний гаманець. Надійність системи залежить від того, чи достатня кількість опікунів діє чесно. Це схоже на багатосторонню модель зберігача, де користувачі обирають опікунів згідно із місцевим рівнем довіри, прозорістю чи принципами управління. Якщо більшість опікунів змовиться або вийде з ладу, кошти можуть бути заблоковані чи використані неправомірно.

Водночас Fedimint підсилює довіру через застосування засліплення Chaumian eCash, що унеможливлює пов’язати транзакції з користувачем навіть для чесних опікунів. Це дозволяє зберігати приватність користувачів і обмежує можливості моніторингу федерації. Систему вважають напівкастодіальною: користувачі частково поступаються контролем над біткоїнами в обмін на конфіденційність і зручність.

Ark, навпаки, не зберігає кошти користувачів напряму. Хост надає користувачам доступ до пулу ліквідності, але не може витратити їхні vUTXO без їхньої участі. Транзакції формуються на основі криптографічних зобов’язань і тайм-аутів, тож користувачі можуть повернути чи оновити кошти, якщо хост стане недоступним або недоброчесним. За цією логікою Ark вважають некостодіальним, хоча хост і залишається центральною точкою доступності.

В обох моделях користувачі обирають часткову втрату автономії задля зручності, масштабованості чи приватності. Хоча ці системи не такі безперечно довірчі, як Lightning чи прямі транзакції у блокчейні, вони відкривають нові сценарії довіри, що можуть бути прийнятними у певних соціальних чи технологічних умовах — особливо якщо ключовими є приватність або легкість підключення.

Реальне застосування: Mutiny, Fedi, Ark v0.5

На 2025 рік впровадження Fedimint і Ark лише починається, але динаміка зростає. Провідну роль у практичному використанні цих технологій відіграють гаманці та сервіси типу Mutiny і Fedi.

Гаманець Mutiny об’єднує можливості Lightning і Fedimint, даючи користувачеві змогу отримувати платежі по Lightning або зберігати кошти як eCash-токени для приватності. Інтерфейс дозволяє легко вибирати мінт, надсилати токени та повертати їх у BTC. Основна цільова аудиторія — користувачі, які прагнуть максимальної приватності, але не хочуть керувати Lightning-каналами чи користуватися кастодіальними рішеннями.

Fedi розробляє комерційний продукт на основі Fedimint для об’єднань, неурядових організацій та локальних мереж. Він забезпечує інструменти для створення федерацій, залучення учасників і керування транзакціями. Особливо актуально це для середовищ, де довіра ґрунтується на місцевих стосунках — наприклад, у селах, спільнотах активістів чи діаспорі. Fedi має на меті створити фінансову інфраструктуру, тісно інтегровану з культурними практиками спільноти.

Ark v0.5, випущений наприкінці 2024 року, запропонував поліпшення приватності, плавності комісій та продуктивності. Довідкова реалізація підтвердила, що однораундові платежі можна масштабувати до тисяч користувачів з мінімальними витратами на ланцюг. Команди розробників зараз вивчають інтеграцію з гаманцями, протоколи пошуку хостів та моделі винагородження операторів.

Переваги та обмеження

Федеративні та пулові Layer-2 системи мають низку унікальних переваг порівняно з іншими підходами до масштабування. Найбільша з них — приватність: Fedimint і Ark за замовчуванням приховують метадані, зв’язки між відправником і одержувачем та мережеву активність. Для прикладу, у Lightning потрібна постійна координація і певні дані доступні вузлам маршрутизації.

Ці рішення також покращують масштабованість — завдяки агрегованим або пуловим механізмам кількість транзакцій у мережі на одного користувача зменшується. Це дає змогу обслуговувати сотні чи тисячі користувачів із дуже малим навантаженням на блокчейн у порівнянні з Lightning чи базовими переказами.

Перевагою для користувача стає простота: моделі зменшують технічні вимоги, необхідність керування каналами й ліквідністю. Для мобільних користувачів у країнах, що розвиваються, або у середовищах під тиском цензури, прогнозований та зручний досвід роботи із системою може бути вагомішим за відмову від повної автономії активів.

Втім, наявні й суттєві обмеження. Fedimint і Ark мають точки централізації — федерації опікунів або хости транзакцій. Вони можуть підпадати під тиск, регулювання чи атакуватися. Хоча криптографія значно знижує ризики, такі системи залишаються вразливими до атак на відмову в обслуговуванні, захоплення управління чи операційних збоїв.

Стійкість до цензури визначає широта розподілу операторів. Глобальна, бездозвільна мережа опікунів та хостів підвищила б надійність, однак на 2025 рік більшість впроваджень і надалі залишаються малочисельними та експериментальними. Виклик полягає у масштабуванні таких систем без шкоди для приватності чи децентралізації.