理解闪电网络:如何构建闪电网络?什么是哈希时间锁?

在上一篇文章中,Alice和Bob建立了一个双向的支付通道。现在,Alice想要给一个第三方Carol支付1btc。

一般来说,Alice和Carol需要在彼此之间开设一个支付通道。但实际上并不需要。因为Bob和Carol之间已经有了一个通道,所以Alice可以通过Bob给Carol支付。

具体来说,Alice可以给Bob支付1btc,而Bob再支付1btc给Carol。

但是,Alice实际上并不信任Bob,或者Carol并不信任Bob。她担心把钱给Bob之后,Bob不会给Carol;又或者,他把钱给了Carol,但Carol谎称自己压根没见到钱,而Alice也不知道该找哪个来追责。

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因此,Alice希望能保证,仅当Bob给了Carol1btc,自己才需要给Bob支付1btc。

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当Alice要给Carol支付1btc时,她让Carol先生成一个秘密值并把对应的哈希值发给她。Alice也告诉Carol可以用这个秘密值跟Bob交换1btc。

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与此同时,Alice把从Carol处得到的哈希值发给Bob,并告诉Bob如果Bob能提供对应于这个哈希值的原始值,她就会给Bob1btc。

所以Bob找到Carol,用1btc换来了Carol的初始值。

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然后,Bob找回Alice,提供这个初始值。Alice因此知道了Bob一定给过钱了,也就是Carol肯定已经收到了1btc,于是就把钱给了Bob。

皆大欢喜。

几乎,啊,几乎是皆大欢喜。

在这种「过家家」的情形下,中间人Bob还是需要新人Alice和Carol。Bob必须相信Carol给他的是一个真正有用的值,而且要相信Alice真的会给他1btc,假如他能提供对应于哈希值的原像的话。

这时候,我们就需要哈希时间锁合约啦。

哈希时间锁合约

哈希时间锁可以让Alice和Bob用秘密值来交换btc。

为了使用哈希时间锁,Alice要将1btc发送至一个新的多签地址,而非直接发送给Bob。这个地址中锁定的btc可以通过两种方式解锁。

第一种方式是Bob将自己的签名和秘密值一起发送至该地址。

第二种方式是Alice将自己的签名发送至该地址。但是,这个方式存在?CLTV时间锁限制:Alice必须等待一段时间才能签署并广播交易取走这个btc。

也就是说,Bob有两周时间来创建一个包含签名和秘密值的交易,并广播该交易,将多签地址上的btc发送给自己。这样一来,这笔交易就有了保证。只要Bob能提供秘密值,他就能取走Alice的btc:在比特币网络公开广播该交易可以让Alice看到它。

如果Bob没有在规定时限内提供秘密值,Alice就可以取回她的btc。就这么简单。

再说回网络,因为这是哈希时间锁合约真正发挥作用的地方。

如上文所述,不仅Alice和Bob之间有哈希时间锁合约,Bob和Carol之间也有。因此,如果Carol向Bob索要btc,Bob也可以从Carol那里取得秘密值。这些在区块链上都是可见的。

因此,如果发生这种情况,Bob也一定可以从Alice那里拿到1btc。Bob可以将从Carol那里拿到的秘密值在链上公开,发送至他与Alice的哈希时间锁合约,然后取走多签地址上的1btc。这两个状态通道有效地关联了起来。

最后要强调的一点是,Bob必须在有效期内从Carol那里拿到秘密值,否则Alice就有可能取回多签地址上的1btc。如果等Alice取回1btc之后Bob才从Carol那里拿到了秘密值,Bob就会被卡在中间进退两难。因此,Bob和Carol的哈希时间锁合约必须比Alice和Bob的先到期。这就是为什么哈希时间锁合约需要CheckLockTimeVerify而非CheckSequenceVerify。

最后还有一个问题需要解决:要保证闪电网络的可用性,所有这些必须在链下完成。具体是如何实现的将在本系列第三篇文章中揭晓。

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