比特幣內憂外患,幸好閃電網路帶來一絲暖意

買賣虛擬貨幣

最近比特幣基本面有喜有憂

第一憂

全球零售商將比特幣作為支付選項的接受度正在下降,根據區塊鏈研究公司Chainalysis的資料,2018年商家中用比特幣支付的美元計價總量,下降了80%,很多之前支援比特幣支付的公司都放棄了使用,問題主要在於波動性大、費用高、甚至是資金安全問題。

第二憂

更為糟糕的是,江卓爾發文稱core團隊要提高比特幣總量限額(即比特幣要增發)以及網傳區塊要縮小到300KB等等。

那麼無論這些訊息是真是假,作為比特幣的持有者,我們必須堅決的反對!重要的事情說三遍“反對,反對,反對”!

因為這其中的厲害關係我想無需多言,如果這些最根本的東西都能夠改變,那麼比特幣是否還能夠稱為比特幣?還談什麼去中心化、不可篡改等等呢?這種做法關係到比特幣的生死,更會動搖數字HB行業的根基。希望core這幫人沒有發瘋!

好訊息是閃電網路進展的還不錯

雖然閃電網路仍然處於起步階段,但已經吸引了大量的關注,截止目前節點數已經超過6000多個,通道數超過24000,網路容量達到660多個btc(按目前價值約250萬美元)。

而最近更有人在推特上發起了“閃電火炬”傳遞的活動來宣傳閃電網路,其主要內容是透過閃電網路進行支付接力。每個新的火炬手會收到上一個火炬手的收到的聰(之前所有火炬手傳送的聰的總額),然後自己再新增1萬聰,傳遞給下一位。截止目前,換手達187次,歷經幾十個國家,總額達到3.23個btc。這的確是一個很棒很有意義的活動,不得不說,在技術、理念等方面老外就是比我們超前一些。

那麼,閃電網路到底是個什麼東西?是否能解決比特幣的擴充套件性問題?能幫助比特幣走向大規模的應用嗎?就此,彼得把去年寫的一篇關於閃電網路的技術文章翻了出來,炒炒舊飯,以幫助大家學習瞭解。

一文讀懂閃電網路

區塊鏈的困境

自比特幣誕生起,其底層的應用技術-區塊鏈一直面臨諸多不盡如意的問題,如擴充套件性差、交易費用高、交易速度延遲等等。

舉例比特幣:論處理能力(tps),全網只有處理7筆/每秒;論時延10分鐘出一個塊;論交易確定,6個區塊確認後才可視為作交易最終化,大額交易則等待更多;論容量,目前已生成40多萬個區塊,約60GB資料量,而且量級在未來更是逐漸膨脹。

區塊鏈若要規模化應用,上述問題必須要解決,而行業許多的能人志士也在絞盡腦汁的探索著解決方案。

目前提出的解決方案

1. 區塊擴容

一味的提高區塊體積上限,則面臨著區塊塊的傳播與儲存問題;

2.分片技術(shard)

緩解擴充套件性問題,大幅提升了吞吐量(tps),但在交易費用和延遲方面提升不夠;

3.plasma或側鏈技術

可以大幅提升擴充套件性,緩解交易費用問題,但在延遲方面依然沒有得到很好解決;

4.狀態通道技術(state channels)

閃電網路、雷電網路、移動雷電都是屬於鏈下通道技術。它有望實現大部分的高頻轉賬功能,而大額、非高頻的轉賬仍然透過區塊鏈上進行。

今天彼得想要和大家分享的就是閃電網路的一些知識。

閃電網路簡介     

大家知道,目前區塊鏈的處理能力只有7-30筆/秒(以比特幣和以太坊為例),而塊內又有大量的交易排隊等待處理,那麼進行打包記賬的礦工,出於自身的利益著想,自然會選擇為出價(礦工費)最高的交易優先打包。這樣,大批的高頻、小額的交易將得不到應有的及時的處理。

對此,閃電網路提出了改進的方案,其理念是,在區塊鏈之外開通一條“綠色通道”,將大量高頻的、小額的交易在區塊鏈外進行。

如此,交易雙方可在這條“綠色通道”上進行多次、高頻、雙向地、點對點的,可實現瞬間確認的微支付;而且雙方若無直接的點對點支付通道,只要閃電網路中存在一條連通雙方的、由多個支付通道構成的支付路徑,那麼也可以利用這條支付路徑實現可靠的交易。如下圖:

(該圖片來自於網路)

A若和B或F進行交易,那麼直接使用他們之間建立的支付通道即可(AB、AF);而若A想和D進行,那麼就需要藉助AB、BE、EF三條通道接力完成,而這中介B、E將獲得一定的“過路費”,這是不是有點像“人人為我,我為人人”的意思?

另外,為什麼一定是高頻次、小額交易呢,為什麼不可以是大額交易呢?這裡大家就需要了解閃電網路的核心概念:RSMC(Recoverable Sequence Maturity Contract)和 HTLC(Hashed Timelock Contract)。前者解決了鏈下交易的確認問題,後者解決了支付通道的問題。

什麼是RSMC

Recoverable Sequence MaturityContract,中文翻譯為“可撤銷的順序成熟度合同”。它的主要理念類似於準備金機制,也就是說為了保證交易的有效性和避免欺詐行為,雙方必須在這個支付通道中預存一部分資金,而這個支付通道類似於第三方中介,監督判斷雙方的資金是否足夠支付每次交易(要完全控制交易風險,則每筆交易都不能超過通道餘額的上限)。我想大家看到這裡,應該也明白了為什麼閃電網路並不試圖解決大額交易的原因(若透過這種方案進行大額交易,那麼雙方需要在支付通道中預存的保證金將很大)。

下面描述下RSMC的具體執行原理

Alice和Bob需要進行交易,那麼在微支付通道建立時,雙方必須有一定的資金沉澱在該通道上,我們假設目前通道中資金為:Alice: 0.4, Bob: 0.6,這樣預存到通道的資金共有1.0 BTC,其中Alice擁有0.4 BTC,Bob擁有0.6 BTC。而支付通道的設立會記錄在比特幣的區塊鏈上。

某次,Bob決定向Alice支付0.1 BTC。在雙方都簽字認可的情況,鏈下支付通道的最新餘額分配方案將變為{Alice:0.5, Bob:0.5},而且雙方需要同時簽字同意作廢前一版本的餘額分配方案{Alice:0.4, Bob:0.6},這樣Alice就實際獲得了0.5 BTC的控制權。

若Alice考慮到以後還會和Bob進行交易,那麼她可以無需提取現在屬於她的0.5 BTC,也無需在比特幣區塊鏈上更新已有變動的餘額分配方案,因為若他們再次進行交易(如Alice向Bob支付0.2BTC)的話,他們仍然只需在鏈下對目的的餘額分配方案達成一致,並設法作廢前一版本的餘額分配方案就行了。

若Alice不打算再次和Bob進行交易並想動用通道的資金,她可以向區塊鏈出示雙方簽字的餘額分配方案。如果在規定時間內Bob未提出異議,區塊鏈則會終止雙方的支付通道並將資金按協議轉入各自預先設立的提現地址。如果Bob在規定時間內提交證據證明Alice提交的是一個雙方已同意作廢的餘額分配方案,那麼Alice的資金將被罰沒並給到Bob。

另外,為了鼓勵雙方儘可能久地利用通道進行交易,RSMC對主動關閉方給予了小小的懲罰:主動關閉方其資金到賬將比對方晚,也就是說誰先發起關閉通道誰吃虧。

什麼是HTLC

RSMC 保障了兩個人之間的直接交易可以在鏈下完成,HTLC(Hashed Timelock Contract中文意思是“雜湊的帶時鐘的合約”)則保障了任意兩個人之間的轉賬都可以透過一條“支付”通道來完成。這兩個機制加在一起,就可實現了任意兩個人之間的交易均可在鏈下完成。

下面描述下HTLC的具體執行原理

(該圖來源於網路)

如上圖所示,Alice(A)想給Darcy(D)傳送0.05 BTC,但Alice和Darcy之間並沒有微支付通道。但這沒關係,閃電網路為Alice匹配了一條經過Bob(B)、Cady(C)到達Darcy的支付路徑,該路徑由Alice/Bob, Bob/Cady和Cady/Darcy這樣三個微支付通道接力而成。

Darcy生成一個雜湊值R並將Hash(R)傳送給Alice,Alice不需要知道R。R和Hash(R)的作用類似於鑰匙和鎖,只有匹配在一起才可開鎖。

Alice和Bob商定一個HTLC合約:只要Bob能在3天內向Alice出示正確的R,Alice會支付Bob 0.052 BTC;如果Bob做不到這點,這筆錢3天后自動退還Alice。

同樣地,Bob和Cady商定一個HTLC合約:只要Cady能在2天內向Bob出示雜湊正確的R,Bob會支付Cady 0.051 BTC;如果Cady做不到這點,這筆錢到期自動退還Bob。

最後,Cady和Darcy商定一個HTLC合約:只要Darcy能在1天內向Cady出示雜湊正確的R,Cady會支付Darcy 0.05 BTC;如果Darcy做不到這點,這筆錢到期自動退還Cady。

方案確定好後,Darcy及時向Cady披露R並拿到0.05 BTC;現在Cady知道了R,她可以向Bob出示密碼R並拿到0.051 BTC(差額部分的0.001BTC成了Cady的佣金);Bob知道R後當然會向Alice出示並拿到他的那份0.052BTC,差額部分的0.001 BTC成了Bob的佣金。 

大家可以看到,最終的結果是Alice透過閃電網路安全地向Darcy支付了0.05 BTC,所付出的代價僅僅是支付給Bob和Cady(節點)的0.002BTC“過路費”(佣金)。

最後總結一下:

1.閃電網路的理念就是引入了一個類似於第三方中介且僅適用於高頻次、小額交易的微支付通道。

2.交易雙方在這個微通道中必須先預存一定數量的保證金,而由區塊鏈產生的智慧合約(資金分配方案)進行監督評判。

3. 閃電網路中的所有交易動作都是發生在區塊鏈之外,只有當需要提現時,才會將最終的交易結果寫到區塊鏈網路中並被最終確認,這大大降低了比特幣區塊鏈上的交易壓力。

4. 微支付通道有向中心化中介演變的傾向,即,將來變成若干個大型的中介通道。但大家要明白,首先絕對的去中心化未必可取,其次,這種方案的交易雙方並不需要信任中介、不需要到中介處存錢,其資金安全受到比特幣區塊鏈的充分保護。這種優勢是傳統中心化中介所不具備的!

結語

客觀講,在區塊鏈技術快速發展的今天,雖然許多人對比特幣的臃腫和緩慢等有諸多詬病,但我們必須承認,比特幣社羣仍然為區塊鏈技術貢獻著重要的思想,閃電網路確實是一個有遠見的協議,最終為比特幣作為支付方式開啟大門,但就現在來說,它還沒有實現,需要解決的問題還有很多,如如何確保足夠的易用性和避免過度的中心化等。

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