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根據(jù)mempool的數(shù)據(jù)，當(dāng)前BTC閃電網(wǎng)絡(luò)中安置了3億多美元的資金，Node數(shù)量約為1.2萬個(gè)，彼此之間構(gòu)建了近5萬條支付通道。
如果有一方退出通道，就把當(dāng)前的余額Alice：70/Bob：130同步到鏈上，把多簽賬戶中的200塊錢按各自余額轉(zhuǎn)給二人，完成結(jié)算。上述流程看起來簡(jiǎn)單，但在實(shí)操中要考慮很多復(fù)雜情況。
首先，你其實(shí)并不知道對(duì)方想在何時(shí)退出通道，拿上面的例子來說，Bob可以在第二筆轉(zhuǎn)賬完成后就退出，亦或是第一筆轉(zhuǎn)賬后就退出，而支付通道不會(huì)對(duì)此強(qiáng)制要求，是允許參與方自由退出的。要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，要假設(shè)隨時(shí)會(huì)有人退出，任意一方都可能向鏈上提交最終余額，進(jìn)行結(jié)算。
所以有一個(gè)“承諾交易”的設(shè)定，“承諾交易”用于聲明通道內(nèi)雙方的最新余額，每筆轉(zhuǎn)賬發(fā)生時(shí)都會(huì)生成對(duì)應(yīng)的“承諾交易”。你如果要退出通道，可以向鏈上提交最新的一筆“承諾交易”，把自己應(yīng)得的錢從多簽賬戶中抽出來。
這筆承諾交易由Bob構(gòu)造，然后發(fā)給Alice讓對(duì)方自行處理。如圖所示，這就是一筆Bitcoin轉(zhuǎn)賬，聲明把多簽賬戶中70塊錢給Alice，130塊錢給Bob，但錢的解鎖條件“不對(duì)稱”，Alice面對(duì)的限制更苛刻，對(duì)Bob更有利。
Alice收到Bob構(gòu)造的承諾交易后，可以附上自己的簽名滿足2/2多簽，之后Alice可以主動(dòng)把“承諾交易”提交上鏈，這樣就可以退出通道，如果她不這么做就可以繼續(xù)在通道中轉(zhuǎn)賬。
這里我們要注意：這筆承諾交易是Bob主動(dòng)構(gòu)造的，其中條件對(duì)Alice不利，Alice只能接受/拒絕，我們要想辦法留給Alice一些自主權(quán)。在支付通道的設(shè)計(jì)中，只有Alice自己能把“對(duì)自己不利”的承諾交易放到鏈上觸發(fā)，這是因?yàn)槌兄Z交易要湊足2/2多簽，Bob在本地構(gòu)造交易后只有自己的簽名，沒有Alice簽名。
而Alice可以“只接收Bob的簽名，但不把自己的簽名發(fā)給他”，這就好比一份對(duì)你不利的合同，需要你和別人雙簽，對(duì)方先簽名后把文件給你，你可以不讓對(duì)方拿到簽名。你想讓合同生效就簽名然后公示，不想生效就不簽名或不公示。顯然在上面的案例中，Alice有辦法限制Bob。
每筆承諾交易都要2/2多簽才能生效，Bob本地構(gòu)造的、對(duì)自己有利的承諾交易不滿足2/2多簽，而滿足2/2多簽的承諾交易扣在Alice手上，Bob沒法提交，只能由Alice提交，這就形成了制衡。反過來也是類似的道理。
如此一來，Alice和Bob只能主動(dòng)提交對(duì)自己不利的承諾交易，只要雙方中有一人把CommitTx提交上鏈且生效，通道就被關(guān)閉。而回到最開始說的“雙重支付”場(chǎng)景，如果有人把過期的承諾交易提交上鏈，會(huì)發(fā)生什么呢？
這里要提到一個(gè)叫“撤銷密鑰”的東西。假如Bob把過期的承諾交易提交上鏈，Alice可以通過撤銷密鑰把Bob應(yīng)得的錢提走。
我們看下面這張圖，假設(shè)最新的承諾交易是CommitTx3，CommitTx2過期，如果Bob把過期的Tx2提交到鏈上，Alice可以通過Tx2的撤銷密鑰把Bob的錢抽走（Alice要趕在時(shí)間鎖范圍內(nèi)行動(dòng)）。
除非真的有人作惡，否則WatchTower不會(huì)看到通道參與者的交易記錄（即便看到了也只能看到其中一筆）。
這里我們要提一下Fiber相比于Bitcoin閃電網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化。上述與撤銷密鑰相關(guān)的懲罰機(jī)制被稱為“LN-Penalty”，而Bitcoin閃電網(wǎng)絡(luò)的LN-Penalty有明顯缺點(diǎn)：WatchTower要保存所有的過期承諾交易Hash和對(duì)應(yīng)的撤銷密鑰，這會(huì)造成不小的存儲(chǔ)壓力。
早在2018年，Bitcoin社區(qū)就提出了一種叫“eltoo”的方案來解決上述問題，但需要Bitcoin分叉支持SIGHASH_ANYPREVOUT操作碼。思路是當(dāng)過期的承諾交易上鏈后，最新的承諾交易能對(duì)其進(jìn)行懲罰，這樣用戶只保存最新的承諾交易即可。但是SIGHASH_ANYPREVOUT操作碼至今還未激活，該方案遲遲不能落地。
而Fiber實(shí)現(xiàn)了Daric協(xié)議，修改了撤銷密鑰的設(shè)計(jì)，讓同一個(gè)撤銷密鑰適用于多筆過期的承諾交易。這樣可以大幅減少WatchTower以及用戶客戶端的存儲(chǔ)壓力。網(wǎng)絡(luò)中的交通系統(tǒng)：多跳路由和HTLC/PTLC
前面講的支付通道僅適用于1對(duì)1交易的場(chǎng)景，而閃電網(wǎng)絡(luò)支持多跳支付，即通過中間Node來路由，讓未直接建立通道的兩方間能夠轉(zhuǎn)賬，比如說Alice和Ken沒有通道，但Ken和Bob間有通道，Bob和Alice間有通道，Bob就可以作為Alice和Ken之間的中間Node，讓Alice和Ken之間可以發(fā)生轉(zhuǎn)賬互動(dòng)。而“多跳路由”就是指通過多個(gè)中間人搭建轉(zhuǎn)賬路徑。
“多跳路由”能夠增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的靈活性和覆蓋范圍。不過，發(fā)送方需要了解所有的公共Node和通道的狀態(tài)。在Fiber中，所有公開通道即網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是完全公開的，任何一個(gè)Node都可以獲知其它Node掌握的網(wǎng)絡(luò)信息。由于閃電網(wǎng)絡(luò)中整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)是不斷變化的，F(xiàn)iber會(huì)使用Dijkstra最短路徑算法找到最短路由路徑，讓中間人數(shù)量盡可能的少，然后在兩方之間架設(shè)轉(zhuǎn)賬路徑。
Carol如法炮制，在和Daniel的通道中創(chuàng)建HTLC：Carol愿意支付100塊，但Daniel要在20分鐘內(nèi)告訴她R的明文，否則錢會(huì)被Carol收回。
Daniel明白，Carol索要的密鑰R其實(shí)是Alice想要的，因?yàn)槌薃lice沒人會(huì)在意R的內(nèi)容是啥。所以Daniel會(huì)配合Carol，告訴她R的內(nèi)容，并從Carol那拿到100塊，這樣子Alice就實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)：給Carol100塊錢。
之后的事情不難想象：Carol把密鑰R告訴Bob，拿到101塊錢；Bob再把密鑰R告訴Alice，拿到102塊錢。我們觀測(cè)所有人的得失，可以看出Alice失去102塊錢，Bob和Carol凈賺1塊錢，Daniel得到100塊。這里面Bob和Carol賺的1塊錢就是它們從Alice那抽的手續(xù)費(fèi)。
因此Daniel和Bob能猜到，Alice和Eve之間存在支付路徑，因?yàn)樗鼈兛偸呛拖嗤拿荑扯上關(guān)系，借此推斷出Alice和Eve之間的關(guān)系并施加監(jiān)視。
對(duì)此，F(xiàn)iber采用了PTLC，在HTLC基礎(chǔ)上進(jìn)行了隱私改良，支付路徑中每道PTLC都用不同的密鑰來解鎖，單純觀測(cè)PTLC索要的密鑰無法判斷出彼此的關(guān)聯(lián)性。通過將PTLC與洋蔥路由結(jié)合，可以讓Fiber成為隱私支付的理想方案。
此外，傳統(tǒng)的閃電網(wǎng)絡(luò)存在“替代交易循環(huán)攻擊”（replacementcyclingattack）場(chǎng)景，可以讓支付路徑中間人的資產(chǎn)被盜。這一發(fā)現(xiàn)甚至讓開發(fā)者AntoineRiard退出了閃電網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)工作。到目前為止Bitcoin閃電網(wǎng)絡(luò)尚未有根本措施解決這個(gè)問題，已然成為一個(gè)痛點(diǎn)。
目前，CKB官方通過在交易池層面進(jìn)行改良，可以讓Fiber解決上述攻擊場(chǎng)景。由于替代交易循環(huán)攻擊及解決方案比較燒腦，本文不打算繼續(xù)占用篇幅做出解釋，感興趣的可以閱讀BTCStudy的下述文章以及閱讀CKB官方的相關(guān)資料。
總體而言，無論是在隱私還是在安全層面，F(xiàn)iber都比傳統(tǒng)的閃電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了大幅改良。Fiber與Bitcoin閃電網(wǎng)絡(luò)間的跨域原子支付
利用HTLC和PTLC，F(xiàn)iber可以和Bitcoin閃電網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)跨域支付，且能夠保證“跨域行為的原子性”，即跨域相關(guān)的全部步驟要么全成功，要么全失敗，不會(huì)有部分成功部分失敗的情況。
跨域原子性有了保障后，可以保證跨域本身不會(huì)導(dǎo)致財(cái)產(chǎn)損失，這樣可以讓Fiber與Bitcoin閃電網(wǎng)絡(luò)可以互聯(lián)起來，比如可以在Fiber和閃電網(wǎng)絡(luò)組成的混合網(wǎng)絡(luò)中搭建支付路徑，直接在Fiber中向BTC閃電網(wǎng)絡(luò)中的用戶轉(zhuǎn)賬（接收端僅限BTC），還可以在Fiber中用CKB和RGB++資產(chǎn)在BTC閃電網(wǎng)絡(luò)中換取等價(jià)Bitcoin。
我們簡(jiǎn)單說下原理：假設(shè)Alice在Fiber網(wǎng)絡(luò)內(nèi)運(yùn)行了Node，而Bob在Bitcoin閃電網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行Node，Alice想向Bob轉(zhuǎn)賬一些錢，它可以通過跨域中轉(zhuǎn)商Ingrid實(shí)現(xiàn)這筆轉(zhuǎn)賬。具體而言，Ingrid會(huì)分別在Fiber和BTC閃電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)運(yùn)行Node，充當(dāng)轉(zhuǎn)賬路徑中的中間人。
如果是在復(fù)雜的多跳網(wǎng)絡(luò)中，某些中間Node余額不足無法向外轉(zhuǎn)賬，可能導(dǎo)致整個(gè)支付路徑失敗。這是閃電網(wǎng)絡(luò)的痛點(diǎn)之一，對(duì)此的解決方案無外乎提供高效的流動(dòng)性注入方案，確保大多數(shù)Node都能隨時(shí)注入資金。
但是，在BTC閃電網(wǎng)絡(luò)中，注入流動(dòng)性、打開或關(guān)閉通道的步驟都在BTC鏈上進(jìn)行，若BTC網(wǎng)絡(luò)手續(xù)費(fèi)極高，會(huì)對(duì)支付通道的UX產(chǎn)生不良影響。假設(shè)你想開啟一個(gè)容量為100美元的通道，但建立通道的操作花掉10美元手續(xù)費(fèi)，那這個(gè)通道在初始化時(shí)就磨了你10%的資金，這是讓大多數(shù)人無法接受的；對(duì)于流動(dòng)性注入等工作也是同理。
對(duì)此Fiber擁有非常顯著的優(yōu)勢(shì)。首先CKB的TPS遠(yuǎn)比BTC高得多，手續(xù)費(fèi)可以達(dá)到美分級(jí)別；其次，為了應(yīng)對(duì)流動(dòng)性不足導(dǎo)致無法轉(zhuǎn)賬的問題，F(xiàn)iber計(jì)劃與Mercurylayer合作推出新的解決方案，使得流動(dòng)性注入的工作可以擺脫鏈上操作，解決UX和成本問題。
至此，我們系統(tǒng)的梳理了Fiber的總體技術(shù)架構(gòu)，其和Bitcoin閃電網(wǎng)絡(luò)的大致對(duì)比總結(jié)如上圖所示。由于Fiber和閃電網(wǎng)絡(luò)本身涉及的知識(shí)點(diǎn)太多太雜，單純一篇文章可能無法覆蓋到方方面面，未來我們將針對(duì)閃電網(wǎng)絡(luò)和Fiber的話題推出系列文章，大家敬請(qǐng)期待。
免責(zé)聲明:系統(tǒng)解讀Fiber：把閃電網(wǎng)絡(luò)嫁接到CKB上的宏大實(shí)驗(yàn)文章轉(zhuǎn)發(fā)自互聯(lián)網(wǎng)，版權(quán)歸其所有。
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