『学概念找员外』原子互换

接着写跨链技术中的遗漏部分,以下是往期文章:
侧链的存在逻辑
侧链的利弊
跨链技术解决了什么问题?
哈希时间锁定协议(一)
哈希时间锁定协议(二)
跨链技术之公证人机制
侧链中继

概念科普:

原子互换:是一种正在开发中的去中心化、无需第三方的新技术,允许在不同类型的数字资产之间实现无需信任的点对点交易,任何一方在瞬间完成的点对点交易中都遵守协议,且之后若有一方退出,资金会在规定的时间返回各方账户。

背景

这项技术如果成功应用之后,对于数字货币来说将是一个革命性的改革,因为这种技术一旦实现,所有链上的数字资产都可以自由交换了,而且不用通过交易所或者其他的中间方。对于用户和项目方来说,没有什么比这个事情更让人振奋的了。

基于目前各种主流交易所,安全问题暂且不提,毕竟交易所本身也不想频繁被盗。其他的出于交易所主观意愿的事情,就难以让大家所接受了,比如前段时间RAM正火热的时候,某个交易所就自己造了一个假的RAM交易对,不明真相的用户基于对该交易所的信任,直接上钩了。还有某些交易所为了自己的利益,直接限制用户提币,这种行为直接导致了大量的用户损失一个绝佳赚钱的机会,反正员外是损失了一个解套的机会,当时心里好几万只草泥马吧!

对于项目方来说,为了让自己的币能上一个好一些的交易所,只能把自己辛辛苦苦融来的一点钱,作为上币费全给了交易所,动辄几百几千万的上币费,想必大家都有所耳闻了。钱都让交易所赚跑了,对于小一些的项目方来说,哪里还有足够的资金来做自己的事业,意志力不够坚定的直接就卷钱跑路了。要么找一个小点的交易所,最后也是半死不活的。

原子互换

过程有点复杂,还是拿例子说事吧,又得把天宇和死柯侠搬出来了。
场景:天宇想要用自己的1个BTC换死柯侠的10个ETH。

天宇:

  • 生成一个随机数 x ,并计算出x的哈希值 hash(x);
  • 生成1BTC的比特币交易 BTC1,但不广播。注意这个BTC1的输出是需要同时达到两个要求的时候,才能解锁这个比特币。(1)天宇和死柯侠的签名;(2)hash(x)的原像和死柯侠的签名;
  • 生成满足以上两个条件的交易BTC11,这个交易把 1BTC 从 BTC1交易转到天宇自己的账户中,而且拥有48小时的锁定时间。即需要等到前一笔交易被确认交易完成且上链后,再过48小时,这笔交易才能上链等待确认。这笔交易的功能在于如果交易失败了,天宇可以取回他的比特币。
  • 然后叫死柯侠对BTC11进行签名,然后天宇再把自己的签名也加上去,此时BTC11这笔交易就同时拥有了天宇和死柯侠的签名。因为有个时间锁的缘故,天宇不能让这笔交易直接上链,而是需要等待48小时。
  • 48小时过后,天宇广播 BTC1 这笔交易,完成上链。

死柯侠:

  • 确认 BTC1 上链后,就可以自己生成一个 3ETH 的以太坊交易 ETH2 了,同样也是先不广播。ETH2 的这笔交易同样需要同时满足两个条件才能达成:(1)天宇和死柯侠自己的签名;(2)hash(x) 的原像和天宇的签名,死柯侠可以从已经上链的 BTC1 的交易中得知 hash(x);
  • 生成交易 ETH21,这个交易可以在 24 小时的时间锁之后,把自己的 10ETH 从 ETH2 交易中转回到自己的以太坊账户中。注意:如果要取消交易,一定要在 48 小时之内取消,否则交易就上链了,再也无法更改了。
  • 请求天宇对 ETH21 的签名;
  • 广播 ETH2 交易,然后该笔交易上链被确认。

至此,整个交易流程就算跑完一遍了。既然是原子互换,那么不是成功就是失败,不会存在任何的中间情况的。

互换成功的情况

  • 天宇确认 ETH2 交易上链后,可以在 24 小时内确认并将这笔交易广播出去,然后就可以将其中的 10ETH 转到自己的以太坊账户中了。注意:这里需要满足一个 ETH2 的解锁条件,即公布 x 和天宇自己的数字签名。然后 ETH22 才可以才以太坊上链自己的数据。
  • 死柯侠从广播的 ETH22 中就可以得到随机数 x 了,然后发起交易并广播 BTC12,将 1BTC 从 BTC1 里面转到自己的比特币账户中。还是要注意:公布 x 和 死柯侠自己的签名,然后 BTC12 才能上链比特币网络。
  • 最后交易完成。

互换失败的情况

  • 如果 24 小时内,天宇没有广播交易 ETH22,则 24 小时之后,死柯侠便可签名并广播 ETH21。因为超过了锁定时间范围,而且同时还拥有天宇和死柯侠自己的数字签名。然后就可以把 10ETH 转回给自己了,最后 ETH21 交易上链并广播。
  • 同理,48 小时后,天宇可以广播 BTC11,然后 把自己的 1BTC 拿回来转到自己账户中;然后 BTC11 上链比特币网络;

在这个交易的过程中,即使失败了,双方都不会损失自己的代币。

缺点

看到这个原子互换这么牛逼,难道真的有那么好用吗?肯定不是的,缺点还蛮多的。

从上面这成功和失败的两个情况分别来看,不管是哪种情况,最后都会有4个交易被上链,对于比特币和以太坊目前的网络状况来说,如果成功了固然是好事,如果交易失败了,也必须得支付一定数量的手续费,说即使交易失败了,用户也不会损失什么,其实是有点假的。

在这个交易过程中,大家可以看到是有两个时间锁定期限的,第一个是 24 小时,第二个是 48 小时。这个时间锁,既有好的一面,也有不利于交易的后者(死柯侠)的一面。

如果在交易过程中,天宇和死柯侠都将 BTC1 和 ETH1 这两个交易上链,则这个原子互换的成功与否的决定权都在天宇手里了,而且天宇还有24小时的考虑时间。

在这个时间段内,天宇可以做啥呢?他可以去观察交易所的价格信息,如果交易所的价格对他更有利,他就可以选择中断跟死柯侠的交易,如交易所换币,然后这个交易的风险就转嫁到死柯侠头上了。

那你说如果把这个时间锁的时间调短些呢?其实不管有多短,依旧会有这个风险的。而且从安全方面来说的话,时间太短了风险反而增大了。


如果上面这些问题可以有效解决的话,然后还成功应用在各种主链之间的话,那么原子互换可以完全取代掉传统的交易所,用户再也不用担心自己的资产问题了,再也没有哪个交易所可以限制你提币转账了,这个技术,将会带来一个革命性的改变。


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