באופן מסורתי, על מנת לקנות או למכור מטבע קריפטוגרפי, נדרש משתמש להשתמש בבורסה מרכזית. להסדר זה מספר חסרונות: שני הצדדים חייבים למצוא בורסה שהם סומכים עליה, בורסות סובלות לעיתים קרובות מזמן השבתה בתקופות של ביקוש גבוה, והבורסות כפופות לפיקוח ממשלתי.
לעומת זאת, החלפה אטומית מאפשרת מסחר ישיר מארנק לארנק בין שני עמיתים, באמצעות חוזה חכם שתוכנן במיוחד עבור בורסות מבוזרות.
החלפות אטומיות מציעות אלטרנטיבה מבוזרת יותר למסחר ב-DEX של יצרני שוק אוטומטיים (AMM) כמו Uniswap, המסתמכים על מאגרי נזילות מרכזיים. AtomicDEX, אחד ה-DEX הפופולריים ביותר המופעלים על ידי החלפות אטומיות, מספק מערכת ספרי הזמנות עמית לעמית אמיתית למסחר בקריפטו.
החלפות אטומיות מבוססות על חוזי נעילת זמן של גיבוב (HTLC). כל HTLC כולל נעילת גיבוב, שניתן להשתמש בה כדי לנעול ולפתוח את המטבע שהופקד באמצעות מפתח הזמין רק למפקיד, ונעילת זמן, שמחזירה אוטומטית כספים למפקיד אם העסקה לא הושלמה בתוך מסגרת זמן מוגדרת.
עסקאות החלפה אטומיות מתוכננות באופן כזה שכאשר עסקה מתבצעת, שני הצדדים מקבלים את הכספים הרצויים להם או ששום דבר לא קורה כלל ושני הצדדים שומרים על הכספים איתם התחילו (מינוס עמלת עסקה קטנה מאוד עבור “מקבל ההזמנה”). עסקאות החלפה אטומיות הופכות את המסחר בנכסים דיגיטליים לבטוח ככל האפשר.
בתרחיש לדוגמה, צד א’ יוצר כתובת HTLC ומפקיד את המטבע הקריפטוגרפי שלו. פעולה זו יוצרת קוד גישה, יחד עם גיבוב של קוד זה. צד א’ שולח את הגיבוב לצד ב’, אשר משתמש בו כדי ליצור כתובת. צד ב’ מפקיד את המטבע הקריפטוגרפי שלו בכתובת זו. מכיוון שלצד א’ יש את קוד הגישה המשמש ליצירת הגיבוב, הוא יכול לגשת למטבעות שהופקדו על ידי צד ב’.
בשלב זה, החוזה שולח את קוד הגישה לצד ב’, אשר משתמש בו כדי לגשת למטבעות שהופקדו על ידי צד א’. אם החוזים לא נחתמים בתוך מסגרת הזמן שצוינה, שני ההפקדות מוחזרים אוטומטית למפקיד הרלוונטי.
ניתן להשתמש בעסקאות החלפה אטומיות למסחר בשרשרת על פני בלוקצ’יין שונים עם מטבעות מקוריים שונים. טכנולוגיית החלפה אטומית היא אגנוסטית לפרוטוקול, כלומר ניתן להחליף נכסים כמו ביטקוין עבור את’ריום מבלי לסמוך על האבטחה של אסימון עטוף או בורסה מרכזית. החלפות אטומיות מחוץ לשרשרת מציעות מהירויות עסקה משופרות משמעותית, אך הן טרם פותחו במלואן.