支付渠道：通过侧链提高每秒交易量

关键事实：

闪电网络是在隐私方面为用户带来最大优势的网络。

由于可能的应用程序和商业模型可以促进

内容赞助者IOV实验室

Visa每秒平均处理一千七百七十笔交易；比特币处理四个，以太坊处理九个。至少这是平均在链上。在保持网络的安全性和分散性的同时扩展交易处理是所有区块链共同面临的最大挑战。

在基于工作量证明（PoW）的链（例如比特币或以太坊）中，缓慢性是一个设计问题，它具有各自的优缺点。

无需集中或妥协即可扩展

为了确保权力下放以及计算能力较小的参与者可以为网络安全做出贡献，存储交易的块的大小受到限制（块越大，所需的存储和计算能力越多）。但是，这也限制了一个块中可以包含的事务数量（尽管诸如SegWit之类的解决方案部分解决了此问题），因此也限制了在一定时间内可以处理的事务数量。这，更不用说该块在网络中其他验证器之间的传播时间。

这使PoW成为一个安全的系统-对于未知和不信任的参与者的分布式网络来说是不可或缺的因素-具有良好的权力下放条件，但与Visa等大型处理器相比无疑是缓慢的。

为了克服此障碍，已采用两种方法：链中的解决方案（链上）和链外的解决方案（链外）。通过链中的解决方案，我们指的是对基本协议的修改（例如，修改块的大小），这需要整个社区的同意，并且可能会损害网络的安全性和分散性。相反，链外解决方案是可选的，不需要在协议级别进行太多更改。是的，我们指的是第二层解决方案。这些包括但不限于侧链，而是与基础链，支付渠道或状态渠道更直接地链接，例如比特币和莱特币的闪电网络，以太坊的雷登和RSK的Lumino。

付款渠道，状态渠道

两种类型的通道之间的差异与在每个网络的基本协议中管理交易信息的方式有关。比特币使用基于UTXO（对外交易的缩写）的模型，而以太坊则使用基于账户或对帐单的模型。 RSK虽然是比特币的侧链，但也使用基于帐户的模型进行信息管理。

在比特币中，每笔新交易都会花费一笔付款，该笔付款是前一笔交易的退出。钱包，或更确切地说是钥匙串，其作用是跟踪先前交易中收到的，新所有者尚未花费的比特币单位，并管理允许访问区块链中这些单位的密钥，以便可以花投资组合的余额计算为所有尚未花费的交易的总和。

听起来复杂吗？它的工作原理与钱包中的账单类似。每张门票只能使用一次，如果您要购买的商品的价值是门票价值的一半，则不能将其减少一半。您要做的就是交付整个票证，您会收到相应的更改。然后，您的余额将对应于您钱包中每单位票据的总和。 UTXO也是如此。

另一方面，基于账户或报表的模型将区块链中每个账户的余额记录为全局报表。与银行帐户类似，银行会跟踪每张借记卡有多少钱，以及何时需要支出，银行会验证我们是否有足够的余额来批准交易并从您的总余额中扣除费用。

基于UTXO的模型在可伸缩性方面具有优势，可以同时进行多个事务处理。并且出于隐私考虑，因为默认情况下未关联同一用户的不同UTXO。

就基于账户的模型而言，它的好处是简化了复杂智能合约的开发；验证给定帐户余额的效率更高。但是，以太坊有可能在迁移到以太坊2.0时切换到无状态客户端版本。

和渠道？

支付或状态通道是一种在网络中参与者之间进行交互而无需在区块链中注册他们的每个动作的方式。著名的“爱丽丝”（Alice）和“鲍勃”（Bob）可以在他们之间建立支付渠道，几乎可以立即进行任意数量的交易，因为他们不必等待节点和矿工之间的验证和传播。仅在打开和关闭通道时才需要这样做。

要打开频道，两个参与者必须在双方同意的多重签名合同或智能合同中阻止一定数量的硬币。该封锁通知节点和矿工并在区块链中注册。

被阻止货币的表示形式是参与者在没有任何人（除他们以外）之间进行的货币兑换，以确认交易的发送或接收，即不涉及采矿。事务将是原子的，这意味着事务将完全成功或不成功；没有部分执行交易。

当参与者决定关闭渠道时，将根据链外进行的交易的最终余额释放冻结货币，并在链中注册参与者的新余额。

通道的关闭可以由用户直接执行，或者可以在建立通道条件时预先确定其将来的关闭。通过所谓的“临时阻止合同”或“哈希时间锁定合同”（HTLC）对默认关闭进行编程。因此，可以确定的是，在一定时间段之后或在一定数量的交易中转移一定金额的资金之后，自动关闭通道。正是这些合同才能实现不同链的加密货币的原子交换。

这些是这些第二层解决方案的一些常规功能。尽管它们非常相似，但是支付渠道和状态渠道之间的主要区别与使用它们的网络的特性有关。比特币是一个以金钱为中心的项目，仅允许将UTXO交换为支付和小额支付。

但是以太坊和RSK允许在一个帐户中管理与不同智能合约或dApp的交互。因此，在为状态通道冻结帐户余额的情况下，可以进行转移，这些转移从象棋游戏中的移动到现实世界中商品的购买具有象征意义。从这个意义上讲，可以说状态通道比付费通道更通用或更灵活。

与链式交易相比，这些第二层解决方案带来了诸如粒度的好处，因为它允许微支付交易。隐私，通过促进无需注册的交易；速度，几乎立即收到付款；最低佣金，仅当当事方之间没有直接开放渠道时需要通过网络节点路由交易时才应支付。

至于局限性，最重要的因素之一就是渠道在预算之内运作，所涉及的节点将始终处于在线状态。如果通道中涉及的两个节点中的任何一个节点在任何时候断开连接，通道将自动关闭，并且通道的最后状态将在区块链上清算。

另一方面，如果任何一方在不通知其对应方的情况下恶意关闭了该渠道，则可能会在区块链中清算该渠道的先前状态，以接管所涉及的货币。尽管在单方面关闭通道时规定了1000个块的余量以声明通道的最后状态并将其传输到网络，但也有可能有人不在排队，硬币被盗了。

面对这种可能性，已经开发了所谓的守望台，其节点为客户提供监视服务，并在必要时可以将罚款交易传播到网络。 watch望塔的操作可能因网络而异。

为了更好地说明异同，让我们看一下三种支付和状态渠道版本：Lightning Network，Raiden和Lumino。

闪电网络

闪电网络由Joseph Poon和Thaddeus Dryja在2016年提出。它于2017年1月在测试网络中启动，到2018年1月，它已经在几乎没有节点的主网络中运行。在撰写本文时，根据比特币视觉，它具有4,985个可见节点，28,211个唯一通道和在所有通道中可用的865,443 BTC。

Lightning Netowork与Raiden的不同之处尤其在于它在t望塔的实现上，由于基于UTXO而不是州或帐户，因此具有更加面向隐私的模型。让我们看一个例子。

与Bob拥有公开频道的爱丽丝（Alice）获得了10则聪子。为了防止Bob受到恶意攻击，他将加密的签名发送到了一个守望台，该守望塔授权将所有渠道的资金转移回爱丽丝。该签名不包含有关资产负债表状态的信息，因此，除非该通道在脱机时单方面关闭，否则Alice的隐私显然是安全的。

爱丽丝发送给守望台的每个更新都有一个线索，说明如何在链中参考其通道查找潜在的安全漏洞。因此，the望塔通过将新交易与其哈希表形式的哈希表进行对比来不断检查区块链。

如果Bob决定以转移到Alice之前的状态恶意关闭通道，则守望台将注意到交易缺口，并可以解密Alice发送的签名以触发惩罚性交易，将所有资金退还给Alice。

据说此模型注重隐私，因为because望塔无法链接其收到的频道的不同状态更新。也就是说，a望塔可以从同一频道接收五个新更新，并且不知道它们是否来自不同的频道。即使这样，它也会带来空间问题，并增加了s望塔的运营成本，因为无法识别哪个更新对应于同一频道，您将不得不存储所有更新，直到该频道关闭并将所有曲目与区块链进行对比。

但是，可以在实施eltoo更新的将来对此进行修改。

目前，除了比特币，莱特币之外，还实施了闪电网络。在这两个链中，Lightning仅允许交换相应基础链的本机令牌。但是，由于使用了HTLC，已经在不同的链之间进行了令牌交换，这使得无需交换机构即可实现对等交换。

根据Lightning.Network门户网站的说法，该网络能够在链外将比特币的可扩展性从“每秒数百万个交易增加到数十亿个交易”。尽管现实情况是，此数字受基础链中交易确认速度的限制，这对于打开和关闭渠道是必不可少的。

其他改进，例如“多路原子支付”（AMP）和自发支付，已添加到Lightning中，以改善用户体验，并增加可在间接支付渠道之间传递的金额。

在撰写本文时，最多有十七个钱包可以与具有不同特征并适合具有不同知识水平的用户的闪电网络进行交互。

雷电网络

Raiden网络于2018年12月末在以太坊主网络上以Alpha版本启动，尽管单向支付版本即所谓的Micro Raiden已于2017年启动。

如前所述，雷电网络与闪电有很多相似之处，但与专门转移基础链的本机令牌不同，雷电允许交换任何以太坊ERC20令牌，包括该网络的本机令牌， RND该代币于2017年在ICO中出售，用于支付Raiden网络中交易的计算成本，用于渠道监控服务或不同渠道之间的路线搜索服务。

自Raiden的Alpha版本发布以来，就没有重大新闻。根据explorer.raiden.network的数据，当前有93个开放渠道和52个唯一帐户，但仅考虑使用令牌包装的以太币进行交换，总存款为1741 WETH。

在Rait GitHub中，您将找到从该网络下载并运行节点的选项。但是他们还指出，目前他们正在更新Raiden的文档，因此很可能将对该系统进行修改，以便朝着以太坊的预期2.0版本发展。

在当前版本中，Raiden还允许使用称为余额测试的资金冻结合同在链外渠道之间交换代币。在Lightning Network中，这些等效于为通道打开而传递的阻塞。

与在Lightning中一样，在Raiden中，只要有一条连接它们的通道路由，就不需要在付费节点和另一个接收节点之间建立直接通道。网络效应就是这种路由。

当关闭渠道时，一个或两个参与者提出他们选择的余额测试，并且冻结的资金将按照该测试中的规定进行释放。为了增加隐私，参与者可以为频道混合和重新平衡服务付费，从而使交易跟踪更加困难。

Raiden还提供了一个消息传递层，该消息传递层可用于传输敏感信息，并向公众隐藏用户的IP地址。

另外，由于以太坊是基于帐户的系统，而不是UTXO，因此以太坊名称系统（ENS）可用于标识具有特定别名而不是字母数字哈希的节点，以使其更简单用户体验

至于监视服务的使用，例如watch望塔-在以太坊中尚无专有名称-与Lightning不同，当Alice想要在监视程序之前更新余额状态时，她会以a的形式发送余额测试包含频道ID的哈希。

借助此标识，监控器可以将链接到该标识的所有更新分组，仅存储最新更新，并根据链接到该标识的通道关闭来验证区块链。这样可以优化监视服务业务，但会损害用户隐私。

此外，与闪电不同，恶意行为者不会以虚假的余额关闭渠道而不会损失额外的资金，并且不会受到惩罚以促进良好行为的经济动机。

要今天与Raiden进行交互，您将必须运行节点或瘦客户机，这使得没有技术知识的用户难以利用Raiden的优势。

鲁米诺

最后，我们有Lumino，RSK付款渠道网络。在研究Lumino之前，应该记住，RSK是比特币侧链，它使用双向或钉子双向钉子系统来发行其本机令牌，该系统固定在BTC的价格上。通过合并挖矿的已知技术，利用比特币的处理能力来保护您的网络交易，该技术具有30秒的块生成间隔，从而提高了以比特币表示的价值交易的可伸缩性。

该侧链具有完整的Turing虚拟机，可让您使用以太坊使用的Solidity编程语言在比特币上开发复杂的智能合约。这样，还可以创建将由比特币处理能力保护的令牌和分散应用程序。从这个意义上讲，可以说RSK利用了两条链的一些最重要的特征。

然后，Lumino网络充当比特币上的第三层，具有Raiden之类的状态通道功能。它旨在为使用RSK智能合约开发的比特币，RSK，令牌和dApp提供更大的可扩展性。此外，Lumino是一个名为RIF Payments的较大项目的一部分，该项目旨在建立与链外其他渠道（如Lightning Network和Raiden）交互的桥梁，从而扩大了原子交换和链间互操作性的可能性。

目前，Lumino拥有24个全局节点和12个特定令牌节点以及12个开放通道。至于可见的，则如在前述网络中，节点可以选择保持隐藏。但是由于有了RSK名称系统（RNS），他们也可以选择使用易于理解的名称代替字母数字。

Lumino与其他支付渠道相比具有可伸缩性和分散性的优势之一是Lumino事务压缩协议（LTCP）。它是一种机制，允许您通过仅占用区块链中10个字节的空间来增加交易资金或关闭支付渠道。这使所有比特币用户更容易成为一个完整的节点，从而促进了分散化，而不会导致网络拥塞过多的数据。

LTCP允许您通过链接签名（只要它们重用相同的地址）从旧签名（占事务大小的70％）中删除数据。自从比特币实施隔离见证以来，很容易依靠签名的隔离来消除旧的签名，但是重复使用相同的地址或帐户会对Lumino中的交易隐私产生影响。

至于频道监视服务，在Lumino中，它们称为Reporter，而这些又又分为监视塔和通知器。守望台将负责参加诸如在基础链（RSK，比特币，以太坊）中打开或关闭渠道之类的事件，并通过在链中发送交易以保护客户的资金来应对这些事件。通知程序本身就将网络的变化通知客户，其中可能还包括余额的变化。

遵循Raiden状态渠道的相同原则，Lumino Reporters在空间和计费方面对其业务具有相似的优势，这暗示着用户隐私方面的弱点。

目前，同时使用Lumino和Lightning网络的唯一方法是使用RIF Payments钱包。钥匙串具有一个API，允许用户在两??个网络上进行交易，这是目前最接近兼容性的。

结论

支付渠道的主要目标是通过几乎立即的交易来提高区块链的可扩展性。尽管彼此非常相似，但已开发的解决方案具有不同的优点和缺点。

可以说，闪电网络是在隐私方面为用户带来最大优势的网络，但是它的使用仅限于货币兑换，因为这是比特币的价值主张。

状态频道（如Raiden和Lumino）具有更多用途，因为它们提供了可能的应用程序，并且对于其中可能出现的潜在业务模型（如频道监视或路线会议服务）更方便，但是它们的操作在用户的隐私。

对于三个提案的用户来说，由于恶意关闭渠道而造成资金损失的风险仍然很大，这是必须考虑的问题。闪电网络通过罚款鼓励良好的行为。但是即使这样，如果用户一直保持断开连接，直到在基础链中传播了攻击之后，也无济于事。从这个意义上讲，如果提前知道您将断开与很多天的联系，那么最好清算托管在该渠道上的资金。

闪电网络由于其具有的网络效应而仍然是最健壮的网络，它具有所有可用支付渠道中最多的节点，信道和路由，以及种类最多的瘦客户机或钱包服务。与网络互动。

必须考虑到有不同类型的钱包与渠道互动。在安全性和隐私性方面，最佳方法是运行基链的完整节点和支付渠道的节点，以确保其中存放的货币属于您，并且您可以自己确认交易。

但是，对于没有技术知识的用户，上述操作可能很复杂。对于他们来说，提供了托管钱包服务，使他们能够使用其节点和通道与网络进行交互，但这需要依靠第三方来支付所用资金。

Lumino在链之间具有互操作性的最大潜力，这是RIF Payments的主要目标之一。更不用说在RSK中创建的令牌也可以在此网络上运行。

最终用户只能选择使用哪个支付渠道。根据您的兴趣，您应该考虑是否希望使用能够最大程度地减少对第三方进行货币交易的信任的服务，或者是否需要在某些dApp中下棋。

无论哪种方式，所有这些网络仍在开发中。几个月以来，他们很可能会继续添加功能，使用户体验更友好，并涵盖仍然存在的安全漏洞。

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原文链接：https://www.criptonoticias.com/redes-protocolos/canales-pago-transacciones-segundo-cadenas-laterales/

原文作者：globalcryptopress

编译者/作者：wanbizu AI

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