科普篇：几个智能合约平台的优势及相互比较！

今天，我们来分享几个智能合约平台的快速比较，Lightning Network、Raiden、Plasma 和 RIF Lumino Payments，在分享之前，我们首先来学习一下：什么是RIF Lumino Payments？它诞生的背景、可扩展性方法以及目标是什么？RIF Lumino Payments也就是RIF Lumino 支付（以下简称RIF Lumino ）

当提到扩展性，我们首先会想到比特币的可扩展性解决方案，立即会联想到SegWit和Lightning Network。其次，我们会想到以太坊在过去几年里也一直在努力解决这个问题。众所周知，以太坊的高度拥塞是由于Cryptokitties现象引发的。由于不同区块链上都会出现类似的拥塞问题，这也让很多专家团队一致认为可扩展性是区块链技术面临的最重要挑战之一。

那么能否设计一种可以快速、低成本地处理大量交易，同时不会影响去中心化的区块链成了一项伟大而且艰巨的任务。

如果真正能改善实现区块链技术与传统支付处理商竞争的关系，无疑将给社会发展带来新的机遇。我们知道：比特币的价值储存作用非常强大，但如果人们能像使用支付宝和微信那样使用比特币支付时，那么真正的社会效益才会产生。

要想解决这一问题，言外之意就是需要提高网络TPS（每秒交易次数）。这就是我们今天聊RIF Lumino网络支付的原因。

那么什么是RIF Lumino网络以及它的价值主张是什么？RIF Lumino又可以发挥什么样的作用？

在分享之前，我们先回顾一些过去关于比特币可扩展性方面的改进会对我们理解RIF Lumino有所帮助。

时间回到2017年7月，当时在比特币网络中激活了SegWit软叉，以略微提高比特币网络的可扩展性并修复其他协议问题。但是SegWit是什么，它是如何工作的？

每次在比特币的网络上广播交易时，交易包括将发送的金额、将接收资金的地址以及授权使用自有资金以进行转移的一个或多个数字签名等信息。签名平均可占用交易空间的大约25%。比特币块的最大大小为1兆字节。SegWit将签名移动到块的另一部分，该部分不受块大小上限的限制，并提供小的空间增加，这可以向块增加更多交易。

比特币社区还在评估一个新的软分叉，它允许使用Schnorr签名，这可以通过将多个签名聚合到一个签名中来进一步减少交易大小。

现在，如果我们已经可以减少链上交易大小，那么Lightning Network的目的是什么？

Lightning Network基本上是基于支付渠道概念构建的第二层网络。 两个比特币用户可以打开支付渠道，然后交换几乎可以即时验证的交易。交易发生在链外，没有典型的区块链等待时间。参与支付渠道的每一方都保留了渠道最终余额的记录。当该信息被发送到主链时，该过程结束，以便在经过适当的验证和确认之后，在主链上结算余额。

因此，可以将数千个链外交易合并到管理一个支付渠道的一些链上交易中。现在，尽管Lightning Network和SegWit确实在可扩展性和更便宜的交易方面做出了巨大贡献，但它们无法在比特币协议制定的某些限制以外扩展比特币。这就是推出RIF Lumino支付的目的。我们来详细了解一下吧！

首先，澄清一些关键概念以避免常见的误解非常重要。 正如IOV Labs的首席执行官所解释，RSK 基础设施框架开放标准（RIF OS）是一套依赖基于智能合约的区块链开放的去中心化基础设施协议，可实现分布式应用程序（dApp）的更快、更轻松和可扩展的开发。初始协议包括RIF目录（命名服务协议）、RIF支付（链外支付协议）、RIF数据（数据存储和流媒体协议）、RIF通信（安全路由、会话和加密通信协议）和RIF网关（互操作性协议，包括交叉链传输和oracling服务）。

但是，这只是等式的一部分。RIF也是一种实用代币，可以访问所有这些服务。总而言之，RIF支付是生态系统上RIF OS提议的协议之一。它是一项关键服务，支持有效支付其他一些组件所提供的服务，其中需要RIF代币。但是我们现在仍然缺少一块拼图，对吧？

Lumino是什么？正如RSK和RIF的首席科学家Sergio Lerner在文章中所描述的，Lumino交易压缩是一种用于扩展区块链的替代方案，可实现高压缩比。Sergio和他的团队开发了LTCP （Lumino交易压缩协议），它去除了不必要的签名，并使用用户定义的预设压缩交易。 考虑到签名占RSK的70%交易空间，很容易理解此协议的巨大价值。

现在，这是不是让我们回想到一些什么？我们之前讨论到SegWit和LN对于增加每个块的可用空间和TPS速率的贡献。在同一方向上，RIF Lumino网络允许各方使用支付渠道进行链外交易。

如果您已拥有Lightning Network，为什么还需要RIF Lumino网络？

因为，Lightning最初设计用于在比特币网络上提高可扩展性，而Lumino将相同的概念转换为比特币区块链上的侧链，这正是RSK的目的。 LN和RIF Lumino网络不是竞争对手。它们协同工作并互补，以便在不同层（主链、侧链等）上进一步提高可扩展性。

为什么您有兴趣在主链上，而不是在不同的层上提供可扩展性？因为与以太坊或其他区块链相比，比特币的网络最初并非默认设计为允许开发人员编码和运行智能合约。RSK扮演这一角色，RIF Lumino网络是为所有希望使用网络的不同RRC-20代币提供可扩展性的工具，从而以RBTC支付交易费用。

RIF Lumino网络将为RSK网络上使用的任何代币启用链外支付，这对于在没有网络拥塞的情况下扩展支付数量是绝对必要的。

总而言之，RIF Lumino 网络是第三层解决方案，它为基于RSK构建的每种代币启用支付渠道，从而提高了交易吞吐量，同时降低了成本。

再来看看其它几个智能合约平台：Lightning Network、Raiden、Plasma 以便大家能和RIF Lumino Payments进行比较。

我们知道比特币和以太坊是世界上最受欢迎的两种加密货币，但是，前者每秒只能处理3笔到7笔交易，而以太坊每秒只能处理15-20笔交易。与PayPal和Visa的机构解决方案相比，这真是太差劲了。去中心化加密货币之所以在处理速度方面落后，是因为它们的设计方式阻碍了可扩展性。

目前有两个：

花时间将交易放入区块中。

花时间来达成共识。

1、花时间将交易放入区块中

比特币和以太坊都遵循工作量证明（POW）共识模式。在POW模式中，有一些称为矿工的参与者使用他们的计算能力来解决密码难题。如果他们成功地开采了这些区块，那么他们会因解决难题而获得区块奖励。

因此，假设Alice想向Bob发送4个比特币BTC，该交易数据将与内存池中其余的其他待处理交易排队。成功开采区块的矿工从内存池中提取待处理交易，并将其放入区块中。一旦发生这种情况，交易就会得到处理，矿工为其服务收取一些交易费。

该系统的问题在于，矿工成为整个操作的瓶颈。因此，只要内存池的尺寸增加，处理交易所花费的平均时间就会大大增加。此外，须注意的是，在比特币区块链中，这些区块的尺寸限制为1 MB。换句话说，只有这么多的交易可以放入它们的区块中。

好吧，那么以太坊呢？

虽然区块没有比特币的1 MB大小限制，但它们受到670万个气体上限的限制。一笔简单的以太坊交易可能花费大约21,000气体。但是，复杂的智能合约可能会花费更多。

因此，气体是处理该特定交易或智能合约所需的计算能力。由于每个区块都有气体限制，矿工只能添加其气体需求加起来等于或小于区块的总气体上限的交易。

2、花时间来达成共识

由于没有中央机关，去中心化网络如何做出决定？答案是——共识机制。

一旦矿工成功地开采了一个区块，他们就需要在整个网络中传播它。网络的绝大多数（>?）必须批准该区块的合法性。不幸的是，这意味着随着越来越多的人进入网络，达成共识变得越来越耗时。

第2层：去中心化可扩展性——智能合约平台的比较

因此，如果区块链的固有架构存在缺陷，那么在区块链基础上创建一层个是有意义的，这可以允许我们采用扩展交易规模的方法。我们今天将要讨论的技术——Lightning Network、Raiden、Plasma和Lumino都是第2层可扩展性解决方案的示例。要了解这些解决方案的工作机制，我们需要了解付款渠道的概念。

状态通道是参与者之间的双向通信通道，其使它们能够相互交互，这通常在区块链的链上和链下发生。这样做是因为它不再需要像矿工这样的第三方来验证交易，因此它将成倍地减少交易时间。

那么建立链下状态通道有什么要求？

· 区块链状态的片断通过多重签名或某种智能合约锁定，具体由一组参与者约定。

· 参与者通过在彼此之间签署交易来相互交互，而无需向矿工提交任何物品。

· 然后将整个交易集添加到区块链（在Lumino和Raiden中，并非所有交易都存储在区块链上）。

按照Slock.it创始人Stephan Thual的说法，可以在参与者预先确定的位置关闭状态通道。其可以是以下几种：

· 截止时间，例如，参与者可以同意打开一个状态通道并在2小时后关闭。

· 它可以基于已完成的交易总量，例如，在进行了价值100美元的交易后关闭该链。

支付通道是一种状态通道，专门处理双方之间的付款和小额付款。请注意，通道上的所有交互都是可能发生在区块链上但正在链下发生的事情。虽然有许多不同类型的支付通道，但到目前为止，最流行的是哈希时间锁定合约（HTLC）。

HTLC允许开放支付通道，在预先约定的截止日期之前，资金可以在双方之间转移。这些付款通过提交加密证明得到确认。

到目前为止，我们对这些解决方案的背景知识有了基本了解。现在让我们一一探讨。

1、Lightning Network

Lightning Network，也就是我们说的闪电网络。它是HTLC类型的链下小额支付系统，旨在使交易在区块链中能够更快地进行。它是Joseph Poon和Tadge Dryja在其白皮书中提出的概念，旨在解决区块大小限制和交易迟延问题。

让我们以一个假设的例子来了解它是如何工作的。想象一下Alice必须通过Bob向Charlie汇款。

· Alice和Bob打开了一个通道，Bob和Charlie打开了一个通道。

· 假设Alice宣布她想与Charlie交互。

· Charlie宣布了一个随机数字并生成其SHA256哈希值，然后将其交给Alice。基本上，如果Charlie选择一个数字A，那么他将给出数字H（A）的哈希值。

· Alice将0.1 BTC发送给Bob，条件是只有能够提交获得相同哈希值所需数据的人才能取得付款。Bob如果想要滥用资金，他将需要拥有数据，即生成该哈希值所需的先前映像。Bob基本上将不得不提供他并不拥有的“A”。

· Bob现在以同样的条件将资金移交给Charlie。Charlie将先前映像“A”交付给Bob，最终从Bob取得付款。

· Bob将“A”交付Alice，最终从Alice取得付款。

Lightning Network的优势如下：

· 快速付款：付款几乎是即时的。

· 不依赖矿工：交易无需经过矿工的批准和验证即可进行处理。

· 支持小额付款：早期的小额付款在比特币区块链上极为不便。现在，由于有了Lightning Network，才得以实现小额付款。

· 支持多签名：仅当通道中的每个人都批准时，交易才会进行处理。

· 减少区块链负载：由于链中发生了如此多的交易，因此大大减少了主链必须承担的负载。

· 减少等待时间：由于交易是在链下进行，而且没有矿工的干预，因此几乎没有等待时间。

· 它有助于提高可扩展性，因为它将增加每秒发生的交易数量。

2、Raiden

Raiden叫作雷电网络，它是以太坊的第二层解决方案。虽然它与Lightning Network非常相似，但与之不同的是，它与交易详细信息一起，其状态通道也可以传输智能合约详细信息。阻碍以太坊交易的最大问题如下：

· 区块间隔时间：在以太坊中开采区块需要15秒。

· 气体价格：交易是否包含在区块中也直接关系到每笔交易的气体价格。通常，矿工接受气体价格较高的交易，并且可以通过允许他们“插队”来给予他们特别的优先权。

· 孤立块：矿工有时候会开采空块。这些区块也称为“孤立块”。 即使是最好的采矿池，目前也有1-2%的孤立块率。

Raiden将允许两个用户在他们之间进行多次交易，而无需与矿工或区块链进行交互。它的结构类似于在以太坊主链上运行的网状结构：

Raiden Network的优势有哪些？

· 可使用且简单的应用程序编程接口（API）。

· 实现以太坊可扩展性。

· 它可用于发送任何ERC20代币。

· 实现快速、简单的汇款。

· 将减少以太坊区块链上的负载。

Plasma与Lightning Network/Raiden一起，将为以太坊架构引入全新的一层：

Plasma是在根链（主要的以太坊区块链）之上运行的一系列合约。如果要构想架构和结构，可以将主区块链和Plasma区块链视为一棵树。主区块链是根，而Plasma链（又称为子区块链）是树枝。

这大大减少了主链上的负载。支链定期向主链发送报告。事实上，您可以将“根链”视为最高法院，将所有支链视为下级法院，这些法院从主要法院获得权力。

所有支链都可以发行自己的独特代币，这些代币可以激励链验证者照顾链并确保其无故障。每个支链有其自己的独立数据，并且当它确实需要向主链提交一些数据时，它不会转储其所有内容，而只是将博客标头哈希值提交给主链。

Plasma不仅节省了主链中的大量空间，而且还指数性地提高了交易过程的速度。如果实施得当，这可能是有史以来对以太坊和加密货币做出的最具革命性的变化之一。

OmiseGo是最有前景的基于以太坊的项目之一，目前正在开发基于Plasma的产品，以实现快速无缝的付款。

这就是几个智能合约平台的比较与各自优势，希望对阅读的您有所帮助！

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编译者/作者：鸿鹄之链

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