Hoán đổi nguyên tử là công nghệ dựa trên hợp đồng thông minh cho phép trao đổi các loại tiền điện tử khác nhau mà không cần đến thị trường tập trung hoặc các trung gian khác. Còn được gọi là giao dịch chuỗi chéo nguyên tử, hoán đổi nguyên tử liên quan đến việc giao dịch một loại tiền điện tử này với một loại tiền điện tử khác, ngay cả khi chúng đang chạy trên các mạng blockchain khác nhau.

Khái niệm hoán đổi nguyên tử được mô tả lần đầu tiên vào năm 2013 bởi Tier Nolan. Nó được trình bày như một kỹ thuật đổi mới cho phép các bên độc lập trao đổi đơn vị tiền điện tử trực tiếp từ địa chỉ của họ (hoặc ví tiền điện tử). Mặc dù Tier Nolan thường được công nhận là người tạo ra các giao dịch hoán đổi nguyên tử, nhưng ý tưởng thực hiện các giao dịch ngang hàng xuyên chuỗi đã được thảo luận trước đó. Vào năm 2012, Daniel Larimer đã nghĩ ra một giao thức trao đổi không cần tin cậy có tên P2PTradeX, được nhiều người coi là nguyên mẫu của công nghệ hoán đổi nguyên tử.

Một trong những ưu điểm chính của việc sử dụng hoán đổi nguyên tử là bảo mật vì người dùng không bắt buộc phải cung cấp hoặc sử dụng khóa riêng của họ bất kỳ lúc nào. Một lợi ích khác của công nghệ này liên quan đến thực tế là không cần trao đổi tập trung, dẫn đến chi phí thấp hơn nhiều (không có phí gửi, rút tiền hoặc giao dịch).

Hơn nữa, các giao dịch hoán đổi nguyên tử có khả năng chống gian lận vì không có cách nào để một bên tống tiền bên kia. Về mặt kỹ thuật, công nghệ này dựa trên Hợp đồng khóa thời gian băm (HTLC) và hàm băm. Hợp đồng thông minh HTLC đảm bảo rằng việc hoán đổi diễn ra toàn bộ hoặc hoàn toàn không xảy ra. 

Nói cách khác, các hợp đồng bị ràng buộc về thời hạn và yêu cầu người tham gia giải quyết hoặc hủy bỏ sự hoán đổi nguyên tử trong một khoảng thời gian xác định trước. Do đó, việc hoán đổi nguyên tử chỉ được hoàn thành nếu cả hai bên xác nhận tính hợp lệ của nó. Việc xác nhận được thực hiện thông qua việc sử dụng các hàm băm mật mã.

Ví dụ: giả sử Alice có 5 Bitcoin nhưng muốn đổi chúng lấy BNB. Bob, người có BNB sẵn sàng thực hiện giao dịch. Bằng cách sử dụng công nghệ trao đổi nguyên tử, họ có thể thực hiện giao dịch ngang hàng mà không cần dựa vào bên thứ ba đáng tin cậy. Về cơ bản, điều này có nghĩa là hai đồng tiền khác nhau đang chạy trên các chuỗi khối riêng biệt có thể được giao dịch mà không có bất kỳ sự can thiệp nào.