雷电网络
基于以太坊的快速数字资产交易
以太坊上网络支付通道
Raiden 利用链下网络状态技术给以太坊上的数字资产带来了许多nice的属性：
- 1.可扩展性: 它与参与者的数量呈线性关系（每秒可能有1,000,000+次转帐)。
- 2.快速： 转账在一秒钟的时间内被确认和确定。
- 3.匿名性：单次转帐不会显示在全局分布式帐本中。
- 4.互操作性： 以太坊上任何实现了标准代币的接口的代币都可以互相交易。
- 5.低额交易费： 交易费比区块链上的交易费低7个数量级。
- 6.小额支付： 低交易费允许有效的转移小额资金。
技术点
该技术类似于比特币的闪电网络。
基本思想是： 所有的交易需要记载到区块链上的共享账本上（这是区块链的瓶颈），而该技术是通过交易双方私下签名交易信息， 不需要全部上链。Raiden 使用一个p2p支付通道网络，并在以太坊的区块链上存一定的押金。Raiden 是以太坊上的一个扩展应用。Raiden 节点和以太坊的节点互相联通工作，作为交易的基础设施， 并用以太坊上的链来管理通道的存证信息。Raiden 提供了简单的API, 使得DApps 非常容易实现。
应用 - 为内容分发做小额计费：Paywalls,广告和订阅。
- 去中心化的M2M市场： 特别是在物联网中， 微小的带宽， 存储， cpu占有率， 能量， 传感器数据等可以交易。
- 没有交集的代币系统： 游戏代币， 奖励代币， 私有货币。
- API 访问： 对于即将来临的M2M经济，每次API 访问计费。
- 快速去中心话交易。
与以太坊相辅相成
Vitalik Buterin 说：“ 状态通道是一种重要技术， 有可能大大提高许多区块链应用程序的可扩展性和隐私性； 结合分片和其他隐私秘密保护技术， 他们是一个重要的组合，可以实现去中心化的许多属性，而这些属性是圈内人和机构所期望，也应该实现的“
Raiden 1.0 详解：
Raiden 1.0 通过合约的方式实现了token 的线下状态通道支付。
Registry 合约是系统注册合约，以太坊上的每一种代币都可以一次注册， 然后会产生一个基于该token的状态通道管理合约。每个有该token的用户都可以选择一个搭档建立一个状态通道合约，通过设置押金（会在链上存证）实现线下通道支付，线下交易都是双方各自签名确认即可， 撤出时， 再双方提供证据， 链上交易存证。合约如下：
image
Raiden 的类介绍：
ASSET
- a. 没有特殊规范来规定哪样的资产。
- b.只要是上链的一个简单合约地址就可以（如Toke address）。
RAIDENPROTOCOL
- a.节点间的传输层交互
- b.RaidenService 的网络事件通知。
RAIDEN SERVICE
- a.链下运行。
- b.Raiden 的根类。
- c.暴露Raiden 与Raiden的接口。
- d.需要直接访问本地的Blockchain节点。
- e.管理所有的链上链下交互路由。
- f.维护AssetManagers列表。
- g.每个维护的AssetManagers只负责一个资产。
ASSETMANAGER
- a.链下运行。
- b.完全由RaidenService实例拥有。
- c.与一个单一资产相关联。
- d.与链上的ChannelManagerContract相关联，负责同一个资产。
- e.在单一资产上维护一组到其他节点的通道。
- f.从链上的ChannelManagerContract获取通道初始化列表。
CHANNELMANAGERCONTRACT
- a.链上运行。
- b.关联实实在在的一种资产。
- c. 维护链上的NettingChannelContracts列表。
NETTINGCHANNELCONTRACT
- a.链上运行。
- b.和一种资产相关联。
- c.知道同一通道的两个参与方(链上 地址）
- d.持有双方存款
- e.在链上执行一个通道的结算。
TRANSFERMANAGER
- a.链下运行。
- b.负责处理TransferTasks，它们代表了脱机通道中双方之间的单一转移。
- c.在没有直接目标通道打开的情况下，会产生TransferTask 作为中介转移。
- d.如果具有接收到的转移目标的通道打开，则可以启动到目标的转移。
TRANSFERTASK(UML: TRANSFER_ACTIVITY, TRANSFER_STATE)
- a.链下运行。
- b.异步运行， 通过网络事件触发。
- c.和AssetManager, TransferManager 和RaidenService 相关联。
- d. 和transfer完全相关联。
- e.负责找到与之相关联的传输路径。
- i. 路径是活跃的。
- ii.路径有足够的资金用于转移。
- f.如果找不到路径，则启动CancelTransfer。
TRANSFER
- a.包含nonce, 资产, 金额，参与方，locksroot[, secret]。
- b. nonce: 跟踪消息序列的计数器。Transfers的nonce 在通道中更新, 参与方的nonce在参与方的本地镜像中更新。
- c.是一个merkle树的树根。它记录了他们的hashlocks的最精简locked_ammounts。
LOCKEDTRANSFER
- a. 如果收款人知道hashlock的secret, 那么他就可以声明locked_amount。 locked_amount不是余额的一部分，而是在locksroot中隐含。
CHANNEL
- a.链下运行。
- b.被本地或者伙伴节点初始化。
- c.在链上有一个相对应的NettingChannelContract。
- d.在每个资产的对端节点中最多有一个通道。也就是说，（目前）最多两个(不同的)节点可以为每个资产设置一个通道。
- e.和伙伴节点维护最终的交易账本。
- f.执行创造和取消transfers。
- g.维护LockedTransfers列表。
- h. 执行LockedTransfers的声明。
- i.更新自己和伙伴的账目（接受或者发送）。
各模块关系图如下：
concept_relationships.png
核心步骤。
TRANSFERS IN A CHANNEL
- a.类型: Transfer, LockedTransfer (Parent class for): MediatedTransfer, CancelTransfer。
- b.Trasfers 接收到一个RaidenProtocol实例化的消息，并转发给RaidenService,由TransferManager来真正的处理。
- c.TransferManager 从AssetManager中获得相关联的通道。
- d.任何通道可以追踪Transfers和LockedTransfers。
- e.Transfers 可以通过通道发送给参与方的节点， 也可以注册本地通道。因此，通道中的transfer既可以是用于发送的， 也可以是用于接收的。
- f.一旦接收到transfer, 由通道注册。
- i.Transfer 接收者必须要有正确的nonce。这个nonce是当每次接收到伙伴节点transfer而增加。这个nonce 在本地伙伴节点维护。参与双方维护相同的增加。保证参与transfer双方的序列一致性。
- ii.收到的transfer包含secret, 解锁secret得到金额, 并相应更新余额。
- iii.如果我们收到了LockerTransfer，LockedTransfer将被注册。
- iiii.最后，自己的余额和合作伙伴的余额根据allowance（= transfer.balance - self.balance）进行更新。如果转让包含secreted, 余额则根据步骤ii中触发的声明进行。
- g.如果Transfer被发送， 则由Channel注册：
- i.对于接收方，是对称的。
- ii.我们不需要验证lockroots是否正确。
- h.只有节点的当前余额超过传送的额度并且未达到到期的块高度(后者仅与LockedTransfers相关)，Transfers才能被初始化。
选择多条Transfer的场景
正常的TRANSFER
A 通过B 转帐给C：
A： 初始化secret
A： MediatedTransfer -> B
B：MediatedTransfer -> C
C：secretRequest -> A (证明收到的transfer是有效的)
A：Secret -> C
C：Secret -> B
CANCELTRANSFER:
A： 初始化Secret
A： MediatedTransfer -> B
B： MediatedTransfer -> C(失败： C 不能和D建立路经)
C：CancelTransfer -> B
B：MediatedTransfer -> C2
C2：MediatedTransfer -> D
TIMEOUTTRANSFER
A： 初始化Secret
B： MediatedTransfer -> B
B： MediatedTransfer -> C (失败：没有接收到C的ACK消息)
B: TransferTimeout -> A
决议：A不会透露secret，尝试新的transfer，B禁止C
