科普 | 理解閃電網路Part-2:構建網路

上一篇文章中,Alice 和Bob 建立了一個雙向的支付通道。但現在,Alice 想要給一個第三方Carol 支付 1 btc。一般來說,Alice 和 Carol 需要在彼此之間開設一個支付通道。但實際上並不需要。因為Bob 和Carol 之間已經有了一個通道,所以Alice 可以通過Bob 給Carol 支付,這樣就可以在不用負擔額外成本的情況下完成交易了。
(前情提要:乾貨 | 閃電網路深入解讀(上):支付通道
(事件背景:Arcane 報告:比特幣閃電網路支付的使用用戶數達 8,000 萬人!一年增長 800 倍

 

體來說,Alice 可以給Bob 支付 1 btc,而 Bob 再支付1 btc 給Carol。但是,Alice 實際上並不信任Bob,或者 Carol 並不信任Bob。她擔心把錢給 Bob 之後,Bob 不會給 Carol;又或者,他把錢給了Carol,但 Carol 謊稱自己壓根沒見到錢,而 Alice 也不知道該找哪個來追責。

因此,Alice 希望能保證,僅當 Bob 給了Carol 1 btc,自己才需要給 Bob 支付1 btc。

當Alice 要給Carol 支付1 btc 時,她讓Carol 先生成一個 Secret Key,並把對應的哈希值發給她。Alice 也告訴Carol 可以用這個 Secret Key 跟 Bob 交換1 btc。

與此同時,Alice 把從 Carol 處得到的哈希值發給 Bob,並告訴 Bob 如果他能提供對應於這個哈希值的 Secret Key,她就會給 Bob 1 btc( 這個 Secret Key當然只有Carol 擁有 )。

所以 Bob 找到 Carol,用1 btc 換來了Carol 的 Secret Key。

然後,Bob 找回 Alice,提供這個Secret Key。Alice 因此知道了 Bob 一定給過錢了,也就是 Carol 肯定已經收到了1 btc,於是就把錢給了Bob。

皆大歡喜,啊,幾乎是皆大歡喜。

在這種「 過家家」的情形下,中間人 Bob 還是需要信任 Alice 和 Carol。Bob 必須相信 Carol 給他的是一個真正有用的值(不然錢都給了就拿不回來了),而且要相信 Alice 真的會給他1 btc,假如他能提供對應於哈希值的Secret Key 的話。

這時候,我們就需要哈希時間鎖合約(HTLC)啦!

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哈希時間鎖合約

要解決上述的信任問題就必須做到兩點:

  1. Alice 要確定 Carol 本人確實有收到比特幣
  2. 必須確定 Bob 不會拿走這筆比特幣

假設 Alice 需要付給 Carol 1 個 BTC,收款方 Carol 會創建一個 Value ( 鑰匙 ) 和對應的哈希值 ( 鎖頭 ),然後把哈希值交給 Alice。

這時候,如果 Bob 能給出 Value ( 鑰匙 ),就代表 Carol 確實收到了 1 個 BTC( Carol 也同樣跟 Bob 簽訂一個合約,只要 Carol 提供哈希值對應的 Value ( 鑰匙 ),就必須給 Carel 1 BTC )

在這個前提下,Alice 和 Bob 提出一份合約,如果 Bob 在 14 天內(Lock time = 3 day),提供哈希值對應的 Value,Alice 就給 Bob 1 BTC,超過 14 天,BTC 原路返回給 Alice。

最後要強調的一點是,Bob 必須在有效期內從 Carol 那裡拿到 Value ( 鑰匙 ),否則 Alice 就有可能取回多簽地址上的1 btc。如果等 Alice 取回1 btc 之後 Bob 才從 Carol 那裡拿到了Value ( 鑰匙 ),Bob 就會被卡在中間進退兩難。

因此,Bob 和 Carol 的哈希時間鎖合約必須比 Alice 和 Bob 的先到期( 例如,前者的時限可以設成10 天,而非兩週 )這就是為什麼哈希時間鎖合約需要 CheckLockTimeVerify( 絕對時間鎖 )而非 CheckSequenceVerify(相對時間鎖)。


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