EFI:科普 | eltoo：閃電網絡和鏈下合約的簡化更新機制

不到一年前，三支閃電網絡實現團隊齊心協力想為閃電網絡的協議棧提出一份共同的規范。現在，這份規范和他們做出的三個實現都已穩定、可用，所以我們該繼續上路了：要進一步提升協議的功能、加入新的特性、進一步簡化其結構，并修補其缺陷。

在閃電網絡的起步中，最核心的創新之一便是允許雙方商量通道內新狀態并保證舊狀態無法上鏈結算的鏈下狀態更新機制。現在，我們驕傲地公開我們的最新研究論文：我們為layer2協議提出了一種新的、更簡潔的狀態更新機制，命名為“eltoo”。

eltoo的工作原理

我們可以把鏈下協商理解成在一定數量的參與方之間達成合約，而結算則是將這份合約提交給法庭、由法庭來決定參與方的最終得益——在我們的案例中，區塊鏈就扮演著法庭的角色。因為所有的更新都在鏈下發生，我們需要一種辦法來讓鏈上的法庭在做出最終決斷前聽取各方的主張。在某個參與方啟動合約結算程序之時，我們需要一種延遲結算時間的機制，以允許對手方可提出一個更新的狀態。法庭必須時刻等待著新狀態，直至最終時限到來，以自己所獲得的最新狀態完成結算。而令人驚訝的是，比特幣區塊鏈已經滿足為實現這種區塊鏈特制的layer2協議所需的大多數要求了。

歐易OKEx將于3月18日推出DeFi系列科普視頻:據歐易OKEx官方消息顯示，歐易OKEx將正式推出DeFi系列科普視頻《歐易DeFi20講》，本系列節目由歐易OKEx亞太區CEO馬克金主講。該視頻首期將于3月18日11:00(HKT)推出，用戶可以在歐易OKEx官方學院、金色財經觀看。

《歐易DeFi20講》主要包含DeFi入門指南、全景解讀DeFi生態及如何參與DeFi三個篇章，可以輕松使用戶了解DeFi原理，洞察DeFi價值，掌握DeFi熱點，更多詳情請關注歐易OKEx官方學院。[2021/3/18 18:55:59]

-圖1.eltoo協議運行的一個例子，展示了可以通過把更新交易重新綁定到更早的一筆交易或直接就是啟動交易，來跳過中間的狀態。只有最后的一筆結算交易能夠上鏈。-

火幣推出《一分鐘讀懂DeFi》系列科普視頻:據官方消息，8月24日，火幣推出《一分鐘讀懂DeFi》系列科普視頻，并與微博財經合作冠名播出，布道DeFi認知，助力行業發展《一分鐘讀懂DeFi》是由火幣成長學院打造的業內首個系統全面講解DeFi的系列科普動畫，繼推出《區塊鏈100問》后的再續佳作。《一分鐘讀懂DeFi》系列動畫對DeFi的發展進行系統梳理，適合想要由淺入深、全面系統了解區塊鏈DeFi的人們輕松了解DeFi。目前視頻已由火幣網官方微博發布。[2020/8/24]

在eltoo協議中，每個狀態都是由一對交易來表示的：一筆更新交易，使用合約的輸出并創建一個新的輸出；一筆結算交易，它使用更新交易的輸出并根據雙方一致的意見將資金分割給雙方。這些輸出都有一個腳本，允許雙方立即附加一筆新的更新交易，或者在超出一定的時間后附加一筆結算交易。如果參與方能在超時之前對一個更新達成一致，他們就會創建一筆新的更新交易，用掉此前的輸出，對相應的結算交易來說這也意味著多重支付，因此同步地作廢掉了相應的結算交易。

動態 | 區塊鏈技術入選科普雜志《科學美國人》2019十大突破性技術榜單:據新浪網今日新聞報道，美國科普雜志《科學美國人》公布 2019 十大突破性技術榜單。區塊鏈技術因在保障食品安全中的作用而上榜。 入選榜單具體原因：區塊鏈技術的發展應用將顯著改善食品污染源數據追蹤的困境。利用區塊鏈云端系統，食品制造商可以依次在計算機儲存各類過程的信息。[2019/9/29]

循環往復地作廢舊的狀態并對新的狀態達成共識，構筑了由更新交易前后相接形成的一個鏈條，并且鏈條的末尾是一筆最新結算交易。不過，這也意味著它有一個重大缺陷：當我們想要結算時，就只能在區塊鏈上重放整個交易鏈條。到那時我們只能在鏈上重新執行整個協議。

而eltoo的關鍵創新就在于，我們可以跳過中間的更新交易，直接把最后一筆更新交易與合約的創建交易連接起來。為了支持這種短路功能，我們提出了一種新的?SIGHASH?標簽，叫?SIGHASH_NOINPUT，它允許將一筆交易的輸入綁定為任何帶有匹配腳本的交易輸出。因為此前的更新交易的所有輸出腳本都與后來輸入腳本相匹配，我們可以將后來的更新交易綁定到任何一筆之前的更新交易，因此可以跳過任意數量的中間更新交易。我們的論文包含了這個協議的完整建構，包括如何構建腳本的細節。

動態 | 浙江衛視節目科普支付寶區塊鏈防偽溯源產品:昨日，在浙江衛視播出的科普綜藝欄目《智造將來》現場，支付寶首次展示了支付寶區塊鏈防偽溯源產品，以接地氣的方式公開向大眾展示區塊鏈在生活中的應用。[2019/3/4]

增強閃電網絡

我們在上文提議的更新機制，允許支付通道的一個端點不斷調整自己的余額，并為狀態附加更加高級的結構。

閃電網絡最早論文的主要貢獻就是這樣一種更新機制，所以我們是想用eltoo來替代閃電網絡嗎？絕對不是！

-圖2.閃電網絡子協議示意圖-

閃電網絡規范早已不是單個協議的規范，而是一整套協議的規范，組成這套協議的每個子協議都有各自的功能。eltoo的目標不是替代這個閃電網絡技術棧，而是對原始的更新機制的嵌入式替代，并且跟協議棧的其它部分也保持了后向兼容性。

中科院自動化研究所將面向大中小學生開展區塊鏈等主題的科普講座:5月21日，新華網訊，今年，中國科學院自動化研究所將舉辦第十四屆“自動化之光”公眾科學開放日活動。屆時，自動化所將面向大中小學生分別開展《腦與智能》、《區塊鏈技術與平行智能》、《大數據時代的視覺智能》、《動畫真奇妙》等4個主題報告，用實例和生動的演示深入淺出地為大家揭示智能技術的原理和奧妙。[2018/5/21]

與閃電網絡最初論文所提議的機制相比，eltoo有完全不同的權衡：LN-penalty使用一套懲罰系統來約束參與方，eltoo則只執行鏈下合約最后一個雙方都同意的狀態。這個差別對建立在eltoo之上的協議的適用性和安全性有重要的影響。

形成這種差別的部分原因是，在eltoo更新機制中，所有參與方共享同一組交易，而在LN-penalty中，為了對不同參與方的不良行為作出懲罰，必須讓不同參與方不對稱地持有不同的交易。這一變化消除了在閃電網絡領域我們所謂的“toxicinformation”。有一些信息只跟舊狀態相關，但如果不保存它們我就有可能丟錢，這就是所謂的垃圾信息。不僅對手方行為不軌可能讓我蒙受損失，某個節點忘了中間某筆更新交易也有可能使對手方有機可乘。而在eltoo中，這是不可能的，因為只有雙方都同意的狀態才能拿去結算。

參與者的數據管理也在新的范式下得到了簡化：他們不再需要無效的狀態保存哈希原像，也不再需要保存已經無效的HTLC腳本，因為過時狀態所對應的結算交易永遠無法提交給區塊鏈。唯一需要保存的就是最新一筆更新交易，以及對應的結算交易，以及可能從這筆結算交易中支出的HTLC腳本。進一步地，結算也被簡化了，只需要將最新的更新交易綁定到起步交易的輸出，并設置超時期在結算交易廣播前結束。

我們可以將更新交易的輸出與?SIGHASH_SINGLE?結合起來，以支持為結算時候的更新交易附加額外的輸入和輸出。雖然這看起來沒什么大不了的，但它讓結算時候的更新交易可以附加手續費，這樣我們就不必提前支付固定費用了。在當前的實現中，我們必須提前對承諾的上鏈費用達成一致，這迫使我們不得不去預測手續費市場的波動；用戶可能會為了安全起見而多付許多。延遲了手續費的選擇，我們就不必提前預測手續費了，甚至可以在手續費不夠高時提高支付。

而且，得益于使用新的特性標簽，節點可以在連接到對等節點時明白表示自己支不支持這個新特性，eltoo可以增量部署到今天的網絡上，無需另起爐灶。

閃電網絡以外

作為一個通用的Layer2更新機制，eltoo也可以用在閃電網絡以外任意數量的系統中。舉個例子，它支持創建高達7方參與的鏈下多方合約，結合Schnorr簽名方案，甚至支持無數個參與方。

這樣的鏈下多方合約的例子之一是?Burchert等人提出的通道工廠，這是一種擴展方案，支持使用一筆鏈上交易為任意數量的支付通道充入資金，而且可以動態地再平衡和協商而無需動用區塊鏈。

實現eltoo的道路

在實現eltoo之前，我們需要對比特幣做一個微小的改動：為簽名引入?SIGHASH_NOINPUT?標簽。這個功能在幾個月以前有關使用瞭望塔來保護閃電網絡通道的討論中提出過，但未有正式的提議。正式的提議可以在eltoo論文中找到。

我們希望社區考慮一下我們的方案并參與我們的討論。我們希望大家能對使用?SIGHASH_NOINPUT?達成共識，使得它能被包含在比特幣腳本功能的軟分叉中。如此一來我們可以獲得更可靠和簡潔的閃電網絡，并且這套新的更新機制也可以為其它應用所用。

原文鏈接:

https://blockstream.com/2018/04/30/en-eltoo-next-lightning/

作者:ChristianDecker

翻譯:?阿劍

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