什麼是閃電網路中的潛交換 (Submarine Swaps) ?

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關於潛交換的討論已經持續了有一段時間了,在許多產品和服務中也有了一些有趣的體現。但是,潛交換到底是什麼?人們又是如何將其應用在現實中的?透過這篇文章,我們將深入的探討這些問題。要明白潛交換的原理,我們首先需要了解HTLC是什麼。HTLC是一種雜湊的時間鎖定合同,事實上他們比聽上去更容易理解。更重要的一點是,瞭解HTLC不僅是瞭解潛交換的關鍵,而且也是瞭解閃電網路本身的關鍵。1. HTLC作為構建基塊假設你是一個比特幣的持有者,早些時候你將一些比特幣傳送到了你朋友馬丁的地址上。要花費你所傳送的比特幣,馬丁需要證明他具有該地址相對應的私鑰。這就是比特幣最基本的工作原理:馬丁證明他有鑰匙的所有權,然後才可以花你傳送給他的比特幣。說這是最基本的原理是因為,如果你想限制馬丁使用你所傳送的比特幣,你其實可以增加更多的限制條件。比如馬丁必須在給定的時間段內揭示某個秘密,否則時間到了之後,這些比特幣可能被另一個金鑰的擁有者所使用。那這個秘密又是什麼?這個秘密是馬丁或網路中其他人建立的一條資訊。如果是馬丁自己建立了這個秘密,他當然會知道它是什麼。但如果是別人創造的秘密,馬丁便需要想辦法找出這個秘密。無論如何,只要馬丁知道了這個秘密,他便可以使用比特幣,進一步將比特幣傳送到自己的錢包地址以防止超時,我們稱此動作為資金獲取。
這整個流程簡而言之就是一個HTLC:它的本質是一個合同,在某個交易中,其要求收款人在一定時間內證明自己知道特定的秘密後才能花錢。事實證明,新增這個條件後將實現一個非常有趣且實用的功能:連結付款功能。這可能與鏈上交易無關,因為在鏈上交易中,人們可以直接向最終收款人付款,但是在閃電網路中這非常有用,因為在閃電網路中如果直接向所有人付款會使得效率非常低下。在諸如閃電網路之類的路由網路環境中更容易理解HTLC的原理和目的,讓我們先來看一個脫鏈支付的示例。看之前請記住,無論交易發生在鏈上還是鏈下,HTLC其實都可以起到相應的作用,它們甚至可以在其他區塊鏈(例如萊特幣)中工作。2. 閃電網路中的HTLC

假設你現在想向Sandra支付1個BTC,但你和她之間卻沒有付款通道。而托馬斯與你們兩個都有付款通道,於是你們便可以透過托馬斯來實現這筆交易。在沒有HTLC的情況下,這個交易過程中可能會出現什麼問題?取決於誰先付款作為前提,可能會出現以下兩個問題:

如果你先付錢給托馬斯,並相信他會付錢給桑德拉,那麼很有可能托馬斯會攜款而逃。

如果托馬斯先付錢給桑德拉,並相信你之後會再付給他,那麼你就可以讓托馬斯為你支付費用,然後永遠不付這筆錢。
如果使用HTLC,Sandra便可以建立只有她自己知道的秘密,你則可以安全地將比特幣傳送給Thomas並新增一個限制條件,比如他必須在一定時間內揭示秘密,否則你便可以使用比特幣。而Sandra會給你看她閃電網路的憑證,上面的二維碼會提示你相關的資訊。由於HTLC的特性,你將知道Thomas揭示的是否是Sandra所建立的秘密,即使你事先並不知道這個秘密是什麼。現在,Thomas可以向Sandra傳送一個比特幣,並且包含相同的條款:如果要花費它,她需要在一段時間內揭示秘密。而已經知道秘密的Sandra可以立即使用這筆錢。

在獲取資金的那一刻,Sandra揭示了秘密,於是Thomas也可以使用你傳送給他的比特幣了。最終的結果是在彼此不信任的情況下,你透過Thomas成功向Sandra支付了比特幣。現在,你和Thomas都知道了Sandra創造的秘密,你們都可以將其用作付款證明,因為Sandra揭示了這個秘密用來獲取她的款項。值得注意的是,如果Sandra拒絕或者無法揭示秘密,超時這個限制條件非常關鍵,其賦予了交易回滾的可能性。 

3. 潛交換中的HTLC

我們一般稱普通的比特幣交易為鏈上交易, 閃電網路通道建立後,所有交易都是鏈下交易, 也可以理解為閃電支付就是鏈下交易,而HTLC可以同時在鏈上和鏈下交易中實現。實際上,它們可以用於連結鏈上付款和鏈下收款的交易,反之亦然。這便是潛交換。

假設你想在閃電網路中實現一筆交易,但又怕麻煩不想自己管理。潛交換允許你透過中介使用鏈上的比特幣來支付閃電憑證,這個過程是如何實現的?閃電網路中的商人會生成一個二維碼,用來提示你需要向潛交換提供者獲取的秘密,只有揭示了這個秘密,你才能使用資金。完成這個步驟後你便可以安全的將比特幣發給服務提供商,形成一個鏈上的HTLC。服務提供商由於不知道秘密,所以無法立即使用你發給他們的比特幣。相反,他會將比特幣轉移到閃電網路商家那裡,並加上一條條款,要求閃電網路商家必須披露相應的秘密才可以獲取資金。

閃電網路商家已經知道了這個秘密,但要想獲取這筆錢,他必須揭露這個秘密。在這個過程中,交換服務提供商會了解到這個秘密,並獲取你支付給他們的錢。交換服務提供商和商家都可以收取相應的錢,但是有一個區別:交換服務提供商收到的是鏈上的錢,而商家收到的是鏈下的錢。

4. 潛交換有什麼用?

潛交換可能是透過閃電網路進行付款的最簡便方法了。雖然它仍舊需要支付鏈上費用,但付款流程類似於一個鏈上支付的過程,並且付款可以是即時的(取決於實現方式)。如果使用者需要將部分資金從鏈上轉移到鏈下(或者相反),那麼潛交換將會非常有用。例如,在透過閃電網路成功進行了一週的運作後,商家可能需要獲取鏈上的比特幣才能向提供商付款。而回滾機制則提供了一種反向潛交換的方法,同時可以重新平衡通道以獲取容量。

最後,考慮到其他代幣也可以進行潛互換,例如使用Litecoin(費用較低且確認時間較短)和商家完成閃電付款或為您的渠道提供更多的流動性。

潛交換是Alex Bosworth和Olaoluwa Osuntokun提出的想法,並隨著時間的推移越來越受到人們的歡迎。儘管潛交換不是完美的,但它現存的一些應用程式可以幫助整個網路在初期發展的過程中解決兩個主要問題:流動性和採用率。

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