Qtum量子鏈研究院:閃電網路(下)
Qtum量子鏈研究院:Mia
Qtum量子鏈研究院即日起將會定期進行技術課程,每期一個主題,在這裡我們用最專業的視角解讀當下區塊鏈技術熱點話題。第一期的主題:閃電網路,早在2017年11月Qtum便先一步引入閃電網路,詳情見《基於Qtum量子鏈的閃電網路功能簡介及測試》。
近月以來,比特幣網路的交易費一路飆升,一度超過 30 美元達到歷史新高,但在 2018 年,一個新的擴充套件解決方案可能會拯救數字貨幣王國。
閃電網路——HTLC
上篇中我們講述了閃電網路中合約RSMC是交易雙方建立一個雙向的微支付通道,那閃電網路中的節點是否需要為每一位交易夥伴建立新的支付通道?
答案是不需要。
HTLC可以保障任何兩個人之間的轉賬都可以通過一條支付通道來完成。
HTLC簡單理解就是限時轉賬,通過智慧合約,雙方約定轉賬方先凍結一筆錢,並提供一個雜湊值,如果在一定時間內有人能提出一個字串,使得它雜湊後的值跟已知值匹配(實際上意味著轉賬方授權了接收方來提現),則這筆錢轉給接收方。通過HTLC可以在閃電網路任意節點之間安全轉移價值而無需信任中介節點。
下面舉例說明Alice如何使用HTLC通過閃電網路轉賬給Dave一筆資金。
假設Alice和Dave之間並未建立一個微支付通道但可以通過閃電網路建立起一條Alice和Dave之間的臨時支付路由通道
首先雙方通過其他通道(綠色線條所示),Alice告知Dave要轉 0.01 BTC 給Dave,Dave產生一個隨機數R,以及對R進行雜湊運算得到H,Dave保留R並把雜湊值H傳遞給Alice。
Alice和Bob之間有已經建立的微支付通道,Alice可以產生一個HTLC合約並連同H送給Bob (紅色虛線所示),該合約的意思是:如果Bob能夠在合約過期(兩天)內提供一個H值對應的隨機數R值,則合約規定的 0.01 BTC就歸Bob所有,如果合約過期,則返回合約金額給Alice。同理,Bob和Dave之間也可以建立類似的HTLC合約,區別在於合約過期時間是遞減的。至此,紅色虛線所示的Alice到Dave之間支付路由通道就建立了。
履行HTLC合約的過程也相當簡明,由於Dave持有H對應的隨機數R,就可以在HTLC合約(Bob和Dave間的合約)過期前,通過把R傳遞給Bob以得到HTLC合約的資金。同理,Bob把得到的R傳遞給Alice以得到資金。
至此,整個HTLC交易完成並關閉。
閃電網路整合RSMC和HTLC兩種機制,可以讓任意兩個節點之間的交易都在鏈下完成。在整個交易中,智慧合約起到了中介的重要角色,而區塊鏈網路則確保最終的交易結果被確認。
總結
閃電網路通過將大量的交易放在鏈下完成,大大降低了主鏈負荷,從而讓主鏈快如閃電。然而,從其工作原理分析,閃電網路也會帶來一些問題。
(1)如果通道中任一節點反應遲鈍,使用者可能要等上幾個小時才能關閉支付通道,並通過另一種途徑重新發送資金
(2)沒有離線支付: 使用者無法支付不線上的人
(3)不適合大額支付: 即使一條經由各種支付通道的路線可能存在,但通道中其它節點多重簽名錢包中的資金可能不足以轉移大筆資金
(4)集中化: 閃電網路可能會鼓勵支付樞紐的集中化(類似於礦工集中化)。閃電網路包含百萬級別的支付通道,通道內鎖定了大量的資金,特別是大的中介人通道容易成為系統性攻擊的目標。
沒有一種技術可以解決所有問題,雖然閃電網路仍然存在一些問題,但不可否認閃電網路是一個創新性的設計。對於閃電網路的研究仍在繼續,相信未來閃電網路的應用會更加完善。
參考文獻
1. Joseph Poon, Thaddeus Dryja, "The Bitcoin Lightning Network: Scalable Off-Chain Instant Payments"
2. 知乎使用者,連結:https://www.zhihu.com/question/46515457/answer/111101523
3. 閃電網路. 區塊鏈技術指南
4. 比特幣閃電網路介紹,連結:https://segmentfault.com/a/1190000014120112
5.關於閃電網路,你應該知道的7件事,連結:https://36kr.com/p/5144019.html