首页 > GameFi > 详解比特币扩容方案闪电网络的关键技术及优劣势
路安  

详解比特币扩容方案闪电网络的关键技术及优劣势

摘要:作者:Tohnee原文标题:《闪电网络——详解比特币Layer2扩容方案》什么是闪电网络(Lightning Network)闪电网络是比特币最具讨论度的Layer2扩容方案之一,其背后的主要思想是设

作者:Tohnee

原标题:闪电网-比特币详解Layer2扩容方案》

闪电网络是什么?(Lightning Network)

闪电网络是比特币最具讨论性的Layer2扩容方案之一,其背后的主要思想是设计一种支付协议,可用于比特币所面临可扩展性问题的链下解决方案。

比特币面临的问题是什么?闪电网络应该解决哪些问题?

就比特币的交易速度而言,每秒只能处理2~7笔交易,想象一下用比特币支付,就像你需要在银行排队转账一样。一旦交易量急剧增加,银行就很难处理?这种支付方式显然是不可接受的。

闪电网络就像行动支付。您可以将部分资金存入行动支付,并快速与任何支持的企业或个人转账。

一天夜深人静,阿平和阿菜无聊,决定比赛,用行动互相支付转账,每笔只转一块钱,看谁转的多。

假如是传统的银行模式,两人可能一夜排队只能玩几次,还需要花费手续费,根本不能玩。

一个晚上通过行动支付可以转几千次,最终结果是阿菜比阿平手快,险胜。

在结算过程中,行动支付们在银行排队,然后对柜台说 阿平账户余额-1.阿菜账户余额 1。阅读此文可以大致了解闪电网络解决方案的基本逻辑。

关键是,闪电网络应该如何运作,以确保资产能够在不信任的前提下交易,并确保交易能够安全回到比特币主链进行确认?

以下是闪电网络的几个关键技术概念。

单向支付渠道

单向支付渠道(One-Directional Payment Channel)

在闪电网络出现之前,单向支付渠道的概念已经存在了一段时间,但应用程序有限。

Alice向Bob在这个渠道中,打开了单向支付渠道Alice有10BTC,Alice可以向Bob支付链下交易,但这个渠道是单向的,也就是说Bob不能通过相同的渠道支付Alice。

假如Bob收到一枚比特币后:

您可以选择关闭渠道,将交易广播到主链,让矿工确认Alice得到一个比特币。

或者,Bob知道日后Alice他将继续向他支付比特币,并选择继续打开通道。

问题来了,Bob如果有最终的签名和广播权Bob是个无赖,让通道一直开着,Alice永远无法结算,10BTC这个支付渠道会被绑架。

所以一般来说,支付渠道会搭配时间锁的配套措施。

时间锁 CheckSequenceVerify(CSV)

所谓时间锁,就是在创建渠道时约定一个时间。时间一到,渠道就必须强制关闭。两人签名的交易将在链上进行交易确认。如果没有签名余额,将返还给原持有人。

Alice和Bob同意在1000个区块之后,通道必须关闭。

所以Bob签名和广播交易必须在时间到播交易Alice给他一个比特币。

如果Bob延迟签名广播,一旦约定时间到,Bob拿不到一毛钱。

双向支付渠道

双向支付渠道(Bi-Directional Payment Channel)

单向支付渠道很简单,因为交易是单向的,只允许两个人中的一个发送交易,另一个广播交易,没有信任问题,但应用场景相对有限。

由于缺乏单向渠道的应用,闪电网络希望创建一个不可信的双向支付渠道,以便双方可以自由交易。

那么,如何避免双方的信任问题,实现双向支付渠道呢?

所谓的信任问题包括:

双向支付渠道意味着双方都必须在渠道中拥有部分资金。资产会消失吗?

如何保证最终结算不会出错?

支付渠道是P2P网络,没有验证机制,谁来保护账簿?

为了扩大应用场景的双向支付渠道,单向支付渠道通过时间锁解决了无法顺利结算的问题。

我们需要介绍的是,双向支付渠道所需的技术也是闪电网络的核心技术,RSMC以及HTLCs。

RSMC成熟度合约的可撤销顺序

合约

RSMC可撤销顺序成熟度合约(Revocable Sequence Maturity Contract)

RSMC 实际上是一个资本池,打开支付渠道,双方将资产放入资本池,密封各自的钥匙锁,交易不会真正使用资金,但使用合同记录资本池中的剩余资产,直到渠道关闭,将打开资本池结算。

如何运行双向支付渠道?

双方只需要从头到尾与比特币区块链互动两次。

一次打开支付渠道,另一次关闭渠道,所有其他交易都不直接与主链接触,这意味着只有在双方同意并签署时才会确认。

假设Alice和Bob双方同意打开双向支付渠道,并同意在1000个区块后强制结算。

Alice和Bob双向支付通道必须在链上打开多个签名钱包。

此时,双方将各自生成一组Secret Key (钥匙) 和Hash (锁头),Hash会交给对方,Secret Key自行保管。

双向支付渠道开通后,Alice和Bob每次付款就像签订合同一样,旧合同将在签订新合同之前被废弃。需要注意的是,当旧合同无效时,对方将获得旧合同Secret Key,合同的内容是关于如何重新分配资金池的资产。

合约

合约

钱包里的钱只能在三个条件下解锁:

1.该锁定了

2.任何一方通过对方的Secret Key从他们设置的多个签名钱包中解锁资金

3.双方签订合同,其中一方广播

需要注意的是,如果一方决定关闭支付渠道并进行广播交易,广播方将不得不等易签名时设定的预定时间才能收到他的资金。

有人会作恶吗?

例如,闪电网络中的一个参与者广播进一步利用他有利的旧合同,而不是按照正常程序广播最新合同。

此时,上述两个值得注意的点派上用场

当旧合同无效时,对方将获得旧合同Secret Key

如果一方决定关闭支付渠道并进行广播交易,广播方将不得不等易签名时设定的预定时间才能收到他的资金。

假如Alice根据上述闪电网络的机制,试图根据旧合同恶意结算关闭通道,Bob与Alice都有对方的旧合同secret key,且Alice必须等到预定的时间到,才能拿到旧合约中Alice的那份BTC。

所以Alice只要旧的广播合同,Bob即可在Alice旧合同用于等待时间secret key将Alice的那份BTC拿走,这样Alice不但没有成功的广播对他有利的旧合同,还为他的恶意行为付出了代价。

我们已经完成了双向支付渠道的所有操作模式。接下来,我们将介绍如何将双向支付渠道编织成支付网络。

支付网络

现在,除了Alice和Bob除支付渠道外,还有支付渠道,Bob也和Carol开通支付渠道。

Alice如果要向arol如何支付一枚比特币?

合约

Alice可选择直接跟随Carol,建立一个支付渠道,但这是正确的Alice跟Carol在主链上建立多个签名钱包,不仅麻烦,还需要额外的成本。

相信大家都想到了解决办法,Alice通过现有的支付渠道,先把1BTC打给Bob,Bob在将1BTC打给Carol,这样,交易就可以在没有额外成本的情况下完成。

但也有几个信任问题。

Bob不老实,拿了Alice的BTC私吞后,不交给Carol。

Carol拿了钱,却跟着Alice说他没拿到钱。

如何解决这部分信任问题,取决于闪电网的另一项核心技术HTLCs”。

HTLCs哈希时间锁合同 (Hash Time-Locked Contracts)

要解决上述信任问题,必须做到两点:

1.Alice要确定Carol我确实收到了比特币

2.必须确定Bob比特币不会被拿走

又一个公钥和私钥的概念,HTLCs我们把钥匙想成私钥,锁头就是公钥。

假设Alice需要付给Carol1个BTC,收款方Carol会创建一个Value (钥匙) 和相应的哈希值 (锁),然后交给锁Alice。

只要拿出钥匙,就意味着他是Carol “

” 只有Carol换句话说,只有钥匙Carol能打开锁头

在这个前提下,Alice和Bob如果提出合同Bob在3天内(Lock time=3day),提供对应的哈希值Value,Alice就给Bob1.0001BTC,超过3天,BTC原路返回给Alice。

Carol也同样跟Bob只要签订合同Carol提供对应的哈希值Value,就必须给Carel 1BTC。

于是,Carol向Bob提供Value,从Bob那获得了1BTC。

Bob将这个Value交给Alice,从Alice那获得了1.0001BTC,价差0.0001BTC就给Bob作为手续费。

合约

闪电网络的优势

闪电网络致力于链下解决比特币可扩展性问题。

如果成功,比特币区块链的负载可能会大大降低,比特币的实际应用可能会增加。

闪电网络可以通过使用双向支付渠道实现近乎即时和低成本的交易。

闪电网络的局限性

与链上交易不同,如果接收方处于离线状态,则无法确认交易并支付。

网络参与者可能需要定期监控支付渠道,以确保其资金安全。

闪电网很难支持大额支付。

闪电网交易有时需要依赖例如,间人存在于闪电网络中Alice、Bob和Carol三人,Alice要发送1BTC的交易给Carol ,需要经过中间Bob。

如果Bob的余额不足1BTC ,交易无法顺利完成,因此交易金额将受到中间人资产余额的限制。

闪电网络的实用性取决于网络大小,若使用人数不足,闪电网络便难以发挥其价值。

加入的人越多,闪电网络就会越完善,流动性也会提高。

免责声明
世链财经作为开放的信息发布平台,所有资讯仅代表作者个人观点,与世链财经无关。如文章、图片、音频或视频出现侵权、违规及其他不当言论,请提供相关材料,发送到:2785592653@qq.com。
风险提示:本站所提供的资讯不代表任何投资暗示。投资有风险,入市须谨慎。
世链粉丝群:提供最新热点新闻,空投糖果、红包等福利,微信:juu3644。