我們用單向訂單模式（UDOM）來表示路印訂單。UDOM 把訂單看作是代幣交易請求 amountS/amountB（賣/買數量），而不是賣單和買單。由於每筆訂單表示的只是兩個代幣間的兌換率，路印協議⼀個強⼤的特性是可以在訂單環路中將不同的訂單進行混合、匹配。藉助於高達 16 種不同的訂單型別，而不是⼀個單⼀的交易對，路印協議可以極⼤提高流動性以及價格增長潛力。
上圖顯示了⼀個由 3 筆訂單組成的訂單環路。每筆訂單想要賣出的代幣 (tokenS) 都是另⼀筆訂單想要買入的代幣 (tokenB)。由此產生的⼀個環路允許訂單之前相互交換他們想要的代幣，並不需要⼀個與之相對的訂單與其構成交易對。當然，傳統的訂單對交易依然可以執行，只不過本質上講，這種情況在訂單環路中屬於特例。
當所有組成部分的交易都能以等於或者優於使用者隱式指定的初始兌換率而執行時，訂單環路便是有效的。要驗證訂單環路的有效性，路印協議智慧合約必須接收來⾃礦工的訂單環路，其中所有訂單的原始兌換率乘積必須等於或⼤於 1。
生態系統參與者
以下生態系統參與者共同提供了中心化交易所必須提供的所有功能。
• 錢包：⼀種常見的錢包服務或接又，不僅可以使使用者獲取代幣，而且也是⼀種向路印網路傳送訂單的方式。錢包可以在與環路礦工共享⼿續費的激勵下，不斷產生新的訂單 (詳見第 8 部分)。我們相信未來的交易將在個⼈使用者錢包的安全範圍內進行，透過我們的協議將這些流動性資金池連線起來是⾄關重要的。
• 流動性共享聯盟鏈/中繼網路：⼀種用於訂單及流動性分享的中繼網路。當節點執行路印中繼軟體時，它們能夠加入現有網路，透過聯盟鏈與其他中繼共享流動性。我們正在構建的有史以來的第⼀個聯盟鏈，不僅可以實現⼏乎實時共享訂單 (1-2 秒區塊時間)，而且還可以透過對舊有交易歷史進行微調以允許新節點更快地下載訂單。值得注意的是，中繼不必加入這個聯盟；它們可以單獨行動，不與他⼈共享流動性，或者可以建立和管理⾃己的流動性共享網路。
• 中繼/交易撮合：中繼是從錢包或中繼網路接收訂單，維護公共訂單表和交易歷史，以及選擇性地向其他中繼（透過任何任意的鏈下介質）和/或中繼網路節點廣播訂單的節點。交易撮合是中繼的⼀種特性，而不是⼀種要求，其計算量⼤，完全在鏈下執行。我們把擁有交易撮合特性的中繼稱為 “RingMiners”，它們透過將不同的訂單拼接在⼀起來生成訂單環路。中繼在以下方面是⾃由的：(1) 如何選擇與其他中繼進行交流；(2) 如何構建訂單表；以及 (3)如何挖掘訂單環路（挖礦演算法）。
• 路印協議智慧合約 (LPSC)：⼀套公開而免費的智慧合約，可以用來檢驗從礦工處接收到的訂單環路，
代表使用者無需信任地結算和轉賬代幣，用⼿續費激勵礦工和錢包，以及釋出事件。中繼/訂單瀏覽器負責監聽這些事件，以保持它們的訂單和交易歷史是最新的。
• 資產代幣化服務 (ATS)：為那些無法在路印協議上直接交易的資產架起⼀座橋樑，是⼀項由可信賴的公司或組織管理的中心化服務。使用者將資產（實物、法幣或其他鏈上的代幣）充入之後將得到發行的代幣，可在將來贖回。雖然路印並不是⼀種跨鏈交易協議（直到有合適的解決方案為止），但 ATS 使得ERC20 代幣與實物資產以及其他區塊鏈資產之間的交易成為了可能。
交易流程
1. 協議授權: 在圖 2 中, 需要交易代幣的使用者 Y 先對路印協議智慧合約 (LPSC) 進行授權，使其能夠轉出使用者想要銷售的代幣 B（amountS）。該操作不會凍結使用者的代幣，換句話說，在訂單執行過程當中，使用者依然能夠⾃由轉移⾃己的代幣。
2. 建立訂單：類似於訂單表瀏覽器的中繼或其他中介負責提供代幣 B 和代幣 C 之間的兌換率與訂單表。使用者 Y 可以藉助任⼀完整的錢包介面定義賣出量amountS 、買入量 amountB 以及其他引數，從而發起⼀個訂單（限價訂單）。發起過程中會有⼀定數量的 LRx 作為環路礦工的礦工費被加入訂單，LRx 的費用越高，訂單就能越快地被環路礦工執行。使用者 Y會用⾃己的私鑰對訂單的雜湊值進行簽名。
3. 訂單廣播: 錢包會將訂單以及其數字簽名傳送到⼀個或多箇中繼。而後，中繼會更新他們的公共訂單表。對於訂單表的架構原則，如先到者先服務，該協議本身並不作要求。因此，在構建訂單表時，各網路中繼享有⾃由設計的權力。
4. 流動性共享: 中繼可以透過任意通訊媒介對訂單進行廣播，這也再次說明各節點之間能夠靈活地交流。為方便建⽴穩定的網路連線，聯盟鏈上部署了⼀個流動性共享中繼網。就像之前章節中所提到的，該中繼網能夠加快交易速度並且最佳化訂單的參與度。
5. 環路挖礦（訂單撮合）：環路礦工會透過撮合多個不同的訂單，盡力按照使用者給定或者更好的兌換率促使訂單達成完全或部分成交。環路撮合是路印協議能夠為任何交易對提供高流動性的主要原因。如果訂單實際執行的兌換率優於使用者 Y 指定的兌換率，利潤部分由該環路中的所有訂單共享。作為回報，環路礦工可以選擇抽取該利潤的⼀部分（利潤分割，並且將作為礦工費的 LRx 退還給使用者）或僅僅收取LRx 費。
6. 驗證與結算：LPSC 接收到環路訂單之後會進行多次檢查，以驗證礦工提供的資料，決定該訂單環路是否可以完全或部分撮合（取決於環路中訂單的成交率以及使用者錢包中的代幣餘額）。如果所有檢查都是成功的，LPSC 會⾃動將代幣轉給使用者，同時⽀付給礦工和錢包相應的費用。如果 LPSC 判定使用者 Y的錢包餘額不⾜時，交易量會按比例縮減：與取消訂單（整個過程是單向的⼈工操作且無法撤銷）不同的是，等到⾜夠的代幣存入錢包地址後，縮減後的訂單會⾃動增加⾄初始訂單量。
操作靈活性
中繼在設計訂單表時，可以以任何方式展示和匹配使用者的訂單。⽬前我們的第⼀個訂單表採用的 OTC 模式，限價訂單隻根據價格進行排序。換句話說，訂單的時間戳順序對訂單表沒有任何影響。不過，中繼在設計⾃己的訂單表時，可以⾃由選擇訂單排列方式，模仿典型的中心化交易的撮合引擎，在尊重時間戳的同時按照價格對訂單進行排序。如果⼀箇中繼傾向於選擇這種型別的訂單表，他們可以選擇對接⼀款錢包，使得錢包將訂單單獨傳送給某⼀箇中繼，這樣⼀來，該中繼便能夠以時間順序撮合訂單。在路印協議中，任何這樣的配置都是可能的。
與其他去中心化交易協議有時會要求中繼擁有⼀定的資源——用來下買單的初始代幣餘額——不同，路印協議中的中繼只需要找到可撮合的訂單來完成⼀筆交易，即便沒有初始代幣也能做到。
2 流動性共享
中繼可以⾃由設定彼此之間共享流動性（訂單）的方式。我們的聯盟鏈只是實現流動性共享的⼀種方案，整個生態系統中的成員可以根據偏好，⾃由地交換資訊。除了加入聯盟鏈之外，只要他們覺得合適，便可以構建和管理⾃己的流動性共享網路，制定相關的規則/激勵措施。當然，就像之前在錢包實現方案中看到的以時間順序排序訂單的方案⼀樣，中繼也可以單獨工作。雖然選擇其他中繼交流合作對於追求網路效率而⾔有著明顯的優勢，但不同的商業模式依然可以給設計獨特的分享機制帶來價值，按照任何方式分享⼿續費。
協議詳解
1 訂單分解
訂單就是⼀組描述使用者交易意圖的資料。我們用單項訂單模式（UDOM）來表示路印訂單，具體如下：
message Order {
address protocol;
address owner;
address tokenS;
address tokenB;
uint256 amountS;
uint256 amountB;
unit256 lrcFee
unit256 validSince; // 系統時間
unit256 validUntil; // 系統時間
uint8 marginSplitPercentage; // [1-100]
bool buyNoMoreThanAmountB;
uint256 walletId;
// 雙重授權地址
address authAddr;
// v, r, s組成了簽名
uint8 v;
bytes32 r;
bytes32 s;
// 雙重授權私鑰,
// 不用來計算訂單雜湊值,
// 因此未被簽名.
string authKey;
uint256 nonce;
}
為了保證訂單來源，⼀筆訂單是由使用者的私鑰對除authAddr 以外的引數雜湊進行簽名。authAddr 引數用來對訂單所在的訂單環路進行簽名，從而防範搶先交易。該簽名由 v, r, s 欄位表示，並與訂單引數⼀起傳送⾄網路。此舉確保了⼀筆訂單在整個生命週期內都是不可更改的。儘管如此，路印協議依然可以根據訂單地址餘額以及其他變數來計算出訂單的當前狀態。
UDOM 不包括價格（本質上必須是浮點數），而是使用術語 rate 或 r，用 amountS/amountB 來表示。該兌換
率不是⼀個浮點數，而是⼀個表示式，只有在需要時才會使用其他無符號整數進行計算，以將所有中間結果保持為無符號整數，從而提高計算精度。
2 環路驗證
LPSC 並不負責執行計算兌換率或交易量操作，而是必須接受環路礦工提供的這些值，然後對其進行驗證。之所以這些計算要由環路礦工來完成，有以下兩個主要原因：（1）智慧合約的程式設計語⾔，比如乙太網網路中的solidity[19] 語⾔，不⽀持浮點數計算，尤其是工作量證明機制 pow(x, 1/n) （計算⼀個浮點數的 n 次方根）（2）為減少區塊鏈上的計算和成本，計算過程最好在鏈下完成。
3 環路撮合
如果訂單環路透過了之前的所有檢驗，那麼該訂單環路便可以關閉，交易完成。這意味著所有 n 個訂單形成了⼀個關閉的訂單環路，如圖 4 所示：
為了完成交易，LPSC 會呼叫 TokenTransferDelegate（代幣轉讓代理）智慧合約。引入這樣⼀種代理機制使得升級協議智慧合約變得更加簡單，因為所有訂單隻需授權該代理，而不是協議的所有不同版本。
對於訂單環路中的每個訂單，根據執行情況，將會有⼀定數量的 tokenS ⽀付給下⼀個或上⼀個訂單。然後，根據礦工選擇的收費模式⽀付礦工費。最後，⼀旦所有交易全部完成，便會發布⼀個 RingMined（撮合完成）事件。
LRx 代幣
LRx 是路印統⼀的代幣符號。LRC 是在以太坊網路上的路印代幣，LRQ 是在量⼦鏈網路上的路印代幣，LRN是在 NEO 網路上的路印代幣。隨著路印不斷在其他公有鏈上進行部署，未來我們還會引入其他型別的 LRx 代幣。
1 收費模式
當使用者建立訂單時，他們會指定⼀定數量的 LRx 用來作為⽀付給礦工的⼿續費，⼀同連帶的還有礦工能從該筆訂單中分得的利潤比例 (marginSplitPercentage)。我們將其稱之為分潤比例。選擇哪⼀種（⼿續費或分潤比例）方式完全由礦工⾃主決定。
下圖是⼀種分潤比例展示圖：
如果訂單環路上的利潤率太小，礦工將會選擇 LRx模式。相反，如果利潤率⾜夠⼤，以致於由此產生的分潤比例遠遠超過 LRx 費用，則礦工會選擇分潤比例模式。
然而，這⾥有另⼀個限制條件：當礦工選擇分潤比例模式時，他們必須向使用者（訂單建立者）⽀付⼀筆費用，數量相當於使用者本應⽀付給礦工的 LRx 費用。這就將礦工選擇分潤比例模式的門檻提高到 LRx 費用模式的兩倍，增強了選擇 LRx 模式的傾向。這使得礦工能夠在低利潤率的環路訂單上獲得固定收入，以換取在較高利潤率的環路訂單上獲得較少收入的平衡。對於這種收費模式，我們希望隨著市場的發展和成熟，利潤率較高的環路訂單環將會減少，因此需要固定的 LRx 費用作為激勵。
我們最終會得到下列圖表：
其中 f 代表 LRx 費用，x 代表分潤比例，y 代表挖礦收入。實線表示 y = max(f, x − f)；如果⼀筆訂單的LRx 費用為 0，則用 y = max(0, x − 0) 方程式表示。簡單來講，就是灰色實線代表 y = x。
由此帶來的結果是：
1. 如果分潤比例為 0，礦工將會選擇沒什麼吸引力的LRx 費用模式，依然獲得獎勵。
2. 如果 LRx 費用為 0，便會出現灰色實線。此時礦工的收入將將呈⼀般線性模型。
3. 當分潤比例收入⼤於 LRx 費用模式的兩倍時，礦工會選擇分潤比例模式，⽀付 LRx 給使用者。
需要注意的是，如果 LRx 費用不為零，不論礦工選擇哪種費用模式，礦工與訂單發起者之前總會發生 LRx轉賬，礦工要麼選擇掙 LRx 費，要麼就要將 LRx 費返還給訂單發起者，然後收取分潤比例費。
此外，礦工還將與錢包分享⼀定比例的費用。當使用者透過⼀個錢包發起⼀筆訂單並且最終成交時，會有⼀定比例的費用或分潤比例獎勵給錢包。儘管這種設定是模組化的，但我們依然可以根據需要設計獨特的商業模式或應用，我們傾向於讓錢包從礦工處中⼤約分得 20%-25% 的收益。因為錢包雖然是整合路印協議的主要⽬標，但其⾃身卻只有很少或沒有任何收入來源。
2 去中心化自治
從根本上講，路印協議是⼀種社會協議，它依賴於成員之間的相互協作，從而有效實現某⼀⽬標。雖然這與⼀般密碼經濟協議並無不同，但實際上，它的有用性很⼤程度上受到同樣的協調問題機制 [20]、嚴峻的觸發平衡和有限理性的保護。為此，LRx 代幣的用途不僅僅只是⽀付費用，而且還用於協調各個網路參與者的財政激勵。這種協調對於實現任何協議的廣泛採用都是必要的，而且對於交換協議來說尤為重要，因為路印協議最終的成功與否在很⼤程度上取決於能否在⼀個健全的去中心化生態系統中提高流動性。
LRx 代幣將用於透過去中心化⾃治實現協議更新。未來，智慧合約的更新將由代幣持有者負責治理，從而確保連續性、安全性，並透過不相容性降低流動性流失風險。考慮到智慧合約⼀經部署便不可修改，dApp 或終端使用者可能會面臨繼續與被廢棄的版本互動，且無法使用更新版協議的風險。升級能力是協議成功的關鍵，因為它必須適應市場和底層區塊鏈的發展需要。LRx 股東的去中心化治理將允許協議智慧合約在不影響 dApp、終端使用者，或過度依賴智慧合約提取的的情況下實現升級。LRx 代幣發行總量是固定的，以 LRC 為例，⼀定比例的代幣歸路印基金會所有，⼀定比例的代幣被用作⽀持社羣發展的資金。
然而，LRx 代幣持有者並不是唯⼀的掌握路印協議發展方向的股東：中繼/環路礦工、錢包、開發⼈員和其他參與者也是整個生態系統的⼀個組成部分，路印協議的發展也必須聽取他們的意見和建議。事實上，鑑於這些參與者不需要持有任何 LRx 代幣來履行各⾃的角色（因為路印協議中不存在傳統的賣方/買方和做市商角色，初始代幣準備金並不是強制性的），我們必須透過其他方法來滿⾜他們的利益。此外，“簡單”的以代幣為基礎的投票，無論是在鏈上還是在鏈下，都是不完美的，會帶來分歧，因為低投票率和代幣過渡集中會帶來風險。因此，我們的⽬標是實現⼀個構建在層中的治理模型，做到在達成共識的基礎上建⽴⼀套標準決策過程。我們可以藉助協調機構來收集各個參與者群體，也許還可以是預先確定的協議聯絡點的不同聲⾳。隨著這⼀成果的實現，路印基金會必然會逐步從協議開發⼈員演變為協議管理員。
欺詐和攻擊保護
在去中心化交易中，搶先交易指有⼈試圖複製另⼀節點的交易方案，撮合未成交交易池（mempool）已外的交易，可以透過指定較高的交易費用（油費）來實現。在路印協議中存在的搶先交易（以及其他訂單撮合協議）主要為訂單偷竊：搶先交易者從未成交的環路撮合交易中偷取⼀個或多個訂單。具體到路印便是：搶先交易者從未成交交易中偷取整個訂單環路。
當提交的環路交易（submitRing）沒有被確認並且仍然在未成交交易池中時，這樣的交易很容易被⼈發現，環路偷竊者可以輕而易舉地把⾃己的地址 (the filcherAddress) 替換成礦工地址（minerAddress）對交易負載重新簽名，接著 filcherAddress 就取代了訂單環路籤名。偷竊者可以設定更高的油費，提交⼀筆新的交易，吸引礦工優先撮合他提交的新交易，而不是原來提交的環路交易。
面對這⼀問題，我們之前提出的解決方案存在⼀些重要缺陷：它需要更多的交易⽀持，因此礦工會消耗更多的油費，同時撮合⼀個環路要花費⾄少雙倍的區塊時間。我們的新的“雙重授權”（Dual Authoring）解決方案包括為訂單設定兩個級別的授權機制：⼀個用於結算，另⼀個用於挖礦。
雙重授權流程：
1. 對於每個訂單，錢包軟體將生成隨機的公鑰/私鑰對，並將金鑰對加入訂單的 JSON 片段中。（另⼀種方法是使用公鑰派生的地址代替公鑰本身，以減小位元組⼤小，我們使用 authAddr 來表示這樣⼀個派生地址，authKey 表示 authAddr 的配對私鑰)。
2. 用訂單中除 r, v, s, 和 authKey 以外所有的欄位計算出訂單的雜湊值，然後使用訂單所有者的的私鑰（不是 authKey) 進行簽名。
3. 錢包會將訂單和 authKey ⼀起傳送給中繼進行撮合。礦工將驗證 authKey 和 authAddr 是否正確配對，且訂單的簽名對訂單所有者地址有效。
4. 當發現⼀個新提交的訂單環路時，礦工將使用每個訂單的 authKey 對環路雜湊、minerAddress 和所有挖礦引數進行簽名。如果⼀個環路包含 n 個訂單，authKeys 就將產生 n 個簽名，我們稱這些簽名為 authSignatures。礦工也許還需要使用minerAddress 的私鑰對環路雜湊及所有挖礦引數進行簽名。
5. 礦工使用所有引數和額外的 authSignatures 呼叫submitRing 函式。請注意，authKeys 不是鏈上交易的⼀部分，因此除礦工本身沒有任何⼈知道。
6. 路印協議現在會對每個訂單相應的 authAddr 驗證其 authSignature，如果發現任何丟失或無效的authSignature，就會拒絕該環路的交易。
由此帶來的結果是：
• 訂單的簽名（透過訂單所有者地址私鑰簽署）保證訂單和 authAddr 不被修改。
• 礦工的簽名（由 minerAddress 的私鑰簽署），如果提供，保證沒有⼈可以竊取他/她的身份進行環路撮合。
• authSignatures 保證整個環路都不能被篡改，包括minerAddress，因此訂單是無法被竊取的。
雙重授權可以防止環路偷竊和訂單偷竊，同時確保訂單撮合可以在⼀個交易中完成。另外，雙重授權還為中繼的訂單共享提供了兩種方式：不匹配共享和可匹配共享。
預設情況下，路印的運作模式屬於 OTC，並且只⽀持限價訂單，這意味著訂單的時間戳將被忽略，意味著搶先交易雖然確實會影響交易的執行與否，但對交易的實際成交價格沒有任何影響。
總結
路印協議致力於成為去中心化交易服務的基礎層。這⼀過程將會對⼈們如何交易資產和價值產生深刻影響。貨幣作為⼀種中間商品，促進或替代了物物交換，解決了“雙方需求的巧合匹配”問題 ，即雙方必須給予彼此不同的商品或服務。同樣，路印協議旨在透過使用環路撮合來更容易地完成交易，從而消除我們對交易對中需求重合的依賴。這對於社會和市場如何交易代幣/傳統資產以及其他更廣泛的事物都很有意義。事實上，正如去中心化加密數字貨幣對國家對貨幣的控制構成威脅⼀樣，⼀種能夠⼤規模撮合交易者（消費者/生產者）的組合協議，理論上也會對貨幣概念本身構成威脅。
路印協議帶來的好處包括：
• 鏈下訂單管理與鏈上撮合結合在⼀起意味著沒有因為安全考慮而犧牲任何效能。
• 環路撮合和訂單分享帶來了更⼤的流動性。
• 雙重授權方案解決了當今所有 DEX 和其使用者所面臨的極為有害的搶先交易問題。
• 免費而公開的智慧合約使任何 dApp 都可以在路印協議上構建應用或與協議本身進行互動。
• 運營商之間形成的統⼀標準提高了網路效率和終端使用者體驗。
• 在管理訂單表和廣播訂單時的網路靈活性更強。
• 降低准入門檻意味著節點加入網路和終端使用者所需的費用更低。
• 實現了使用者錢包間直接的匿名交易。
交易平臺
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