实现ElToo的途径

释放双眼,带上耳机,听听看~!

不到一年前,三个闪电网络实施团队合作提出了闪电网络协议栈的通用规范。现在,规范和他们所做的三个实现是稳定的和可用的,因此我们应该继续前进:我们应该进一步改进协议的功能,添加新特性,进一步简化其结构,修复其缺陷。

在闪电网络的初期,核心创新之一是链外状态更新机制,该机制允许双方在通道中讨论新状态,并确保旧状态无法在链上解决。现在,我们自豪地发表了我们最新的研究论文:我们为第2层协议提出了一种新的更简洁的状态更新机制,名为“Eltoo”。

Eltoo的工作原理

我们可以将链外谈判理解为在一定数量的参与者之间达成合同,而和解就是将合同提交给法院,让法院决定参与者的最终利益——在我们的案例中,区块链扮演着法院的角色。因为所有更新都是在链下进行的,所以我们需要一种方法,让链中的法院在做出最终决定之前听取各方的意见。当参与者启动合同结算程序时,我们需要一种机制来延迟结算时间,以允许交易对手提出更新状态(辩护)。法院必须始终等待新的地位,直到最后期限到来,并以其获得的最新地位完成和解。令人惊讶的是,比特币区块链满足了实施专为此区块链设计的第2层协议所需的大部分要求。

更新

在eltoo协议中,每个状态由一对事务表示:一个更新事务,使用契约的输出并创建一个新的输出;一种结算交易,它使用更新交易的输出,并根据双方的共识将资金分配给双方。这些输出有一个脚本,允许双方立即附加一个新的更新事务或在一段时间后附加一个结算事务。如果参与者可以在超时之前就更新达成一致,他们将创建一个新的更新事务并使用以前的输出。对于相应的结算交易,这也意味着多次付款(因为它们使用相同的输出),因此同步取消相应的结算交易。

“输出”是比特币交易的一个概念。一个输出表示一定数量的比特币及其所有权状态。)

重复旧状态,对新状态达成共识,建立续签交易前后连接形成的链条,链条末端为最新结算交易。然而,这也意味着它有一个主要缺陷:当我们想要结算时,我们只能在区块链上重放整个交易链。那么我们只能在链条上重新执行整个协议。

eltoo的关键创新在于,我们可以跳过中间更新事务,直接将最后一个更新事务与合同创建事务(状态)连接起来。为了支持这种短路功能,我们提出了一种新的感叹标记,称为SIGHASH_uunoInput,它允许事务的输入绑定到具有匹配脚本的任何事务的输出。因为以前更新事务的所有输出脚本都与以后的输入脚本匹配,所以我们可以将以后的更新事务绑定到任何火币交易所以前的更新事务,因此我们可以跳过任何数量的中间更新事务。我们的论文包含了这个协议的完整构造,包括如何构建脚本的细节。

增强闪电网络

我们上面提出的更新机制允许支付渠道的端点不断调整其余额,并将更高级的结构附加到状态(例如hltc“哈希时间锁定合同”)。

最早关于闪电网络的论文的主要贡献就是这样一种更新机制,那么我们想用eltoo来取代闪电网络吗?绝对不是!

更新

闪电网络规范不是一个单一的协议规范,而是一组协议规范。构成这组协议的每个子协议都有自己的功能。eltoo的目标不是取代lightning网络技术栈,而是取代原有的更新机制,并保持与协议栈其他部分的向后兼容性。

与闪电网络的初始论文中提出的机制(我们称之为“LN惩罚”,一种由惩罚支持的更新机制)相比,eltoo有一个完全不同的权衡:LN惩罚使用一套惩罚系统来限制参与者,而eltoo仅执行链下合同双方同意的最后一个状态。这种差异对基于eltoo的协议的适用性和安全性有重要影响。

造成这种差异的部分原因是,在eltoo更新机制中,所有参与者共享同一组事务,而在LN惩罚中,为了惩罚不同参与者的不良行为,不同参与者必须不对称地持有不同的事务。这一变化消除了我们在闪电网络领域所称的“有毒信息”。有些信息只与旧状态有关,但如果我不保存它们,我可能会赔钱。这就是所谓的垃圾邮件。不仅我可能遭受对手的不当行为,而且一个节点可能会忘记中间的更新事务(例如,当从备份中恢复时)可能给交易对手一个利用它的机会。在埃尔图,这是不可能的,因为只有双方同意的状态才能解决(也就是说,埃尔图不会受到惩罚)。

参与者的数据管理在新范式下也得到了简化:他们不再需要在无效状态下保存哈希图像,也不需要保存无效的HTLC脚本,因为与过期状态对应的结算交易永远无法提交到区块链。唯一需要保存的是最新的更新事务、相应的结算事务以及可能从此结算事务中花费的HTLC脚本。此外,和解也得到了简化。只需将最新更新事务绑定到起始事务的输出,并将超时设置为结算事务广播前结束。

我们可以将更新交易的输出与;单身合并以支持结算时更新交易的额外输入和输出。虽然这看起来没什么大不了的,但它允许在结算时更新交易增加手续费,这样我们就不必预先支付固定费用。在目前的实施中,我们必须提前就承诺的上行成本达成协议(可能在最终结算前几个月),这迫使我们预测手续费市场的波动;用户可能会为安全性付出更多。通过延迟选择手续费,我们不必提前预测手续费,甚至可以在手续费不够高时增加付款。

此外,由于使用了新功能标签,节点在连接到对等节点时可以清楚地表明它们不支持此新功能。Eltoo可以增量部署到今天的网络中,而无需启动新的火炉。

在闪电网络之外

作为一种通用的第2层更新机制,eltoo还可以用于lightning网络之外的任何数量的系统。例如,它支持在链下创建最多7方的多方合同,并结合Schnorr签名方案,甚至支持无数参与者。

链下此类多方合同的一个例子是;Burchert等人提出的渠道工厂是一个扩展方案,支持使用链上交易为任何数量的支付渠道补充资金,并且可以在不使用区块链的情况下动态重新平衡和协商。

实现eltoo的途径

在实施eltoo之前,我们需要对比特币做一个小改动:引入供签署无输入标签。几个月前,在讨论使用了望塔保护雷电网络通道时提出了该功能,但没有正式提案。正式提案可在eltoo文件中找到。

我们希望社会各界考虑我们的计划,参与我们的讨论。我们希望您可以使用无输入达成共识,以便将其包含在比特币脚本函数的软分支中。通过这种方式,我们可以获得更可靠、更简洁的闪电网络,并且这种新的更新机制也可以被其他应用程序使用。

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