和 Nervos 一塊兒細數區塊鏈的八種支付通道解決方案

本週三晚，Nervos 首席架構師 Jan 在 Nervos 直播間和你們分享了八種支付通道方案：

• Nakamoto「high frequency trades」
• Spilman Channel
• Duplex Channel
• Timelock Channel
• Duplex Micropayment Channel
• Poon-Dryja Channel
• Eltoo Channel
• Generalized Bitcoin-compatible Channel

直播全程將近兩個小時，乾貨滿滿。快來點擊視頻查看吧！

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Jan 和你聊聊各類支付通道 （上）

八種支付通道

雖然表面上看，狀態通道是支付通道的泛化版本，可是實際上它們在一些核心區域的差別，致使它們在使用性和構造上都有很大的區別。咱們今天看到比較有趣的支付通道構造大部分都構建在比特幣之上，因此 Jan 的分享會以比特幣上的支付通道爲主。

首先，Jan 和你們介紹了 Nakamoto「high frequency trades」。中本聰之前跟社區的交流當中，其實就已經提到了支付通道的想法，可是方案比較簡單，也有較多的缺陷。

後來，Spilman Chennel 改進了中本聰的提議，作了一個開銷低，且沒有挑戰期的通道。但問題是它依舊是單向的支付，沒有辦法作到雙向傳輸。

所以後續又有了 Duplex channel，它將單向通道變成了雙向通道，方法是直接產生兩個 Channel。不過，這樣的方案同樣會面臨一些問題：通道的生命週期有限，資金的使用很是低效。若是每當通道里的資金沒有了，就必須得再開一個通道。

因而，就出現了 Timelock Chaneel，它經過時間鎖來實現雙向的通道。這樣的好處就是他沒有挑戰期。但問題是他能夠更新的次數是有限制的，並且支付的時間粒度會比較大。

以後，出現了 Decker-Wattenhofer Duplex Micropayment Channel (DMC) 的混合構造。DMC 的特色是多了 Invalidation Tree，它不只是雙向通道，並且沒有挑戰期，也沒有以前幾個通道那樣的諸多限制。不過它仍然會存在三個問題：生命週期有限，Reset 次數依舊有限，並且單方面關閉通道的成本很高。

閃電網絡的 Poon-Dryja Channel 提出了新的框架來解決以前面臨的問題，而且經過懲罰機制來處罰發出老舊交易的一方，這是在過去的比特幣的通道中一直沒法達成的創新，同時 Poon-Dryja Channel 考量的問題特別周到，解決了不少前人遇到的問題，因此纔會是目前比特幣的閃電網絡的方案。它能夠無限制的作更新，並且通道的生命週期是無限的，懲罰機制也防止了通道的雙方發送老舊交易。可是，Poon-Dryja Channel 也遇到了新的問題：首先是複雜度高，須要構造特別多的交易；其次是懲罰機制會佔用特別大的空間（由於之前的交易狀態都要保留）；並且沒有組合性（由於交易是不對稱的） 。但 Jan 認爲其實閃電網絡已經很是了不得了，由於它解決的問題不少，甚至考慮了隱私這個設計難度和跨度很大的面向。

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Jan 和你聊聊各類支付通道（下）

隨後，Jan 和你們介紹一種新的構造方案 Eltoo。Eltoo 是在 Poon-Dryja Channel 以後提出的，特色是用 Replace by version 的機制，也就是讓每次更新的交易都帶入一個版本號，來代替懲罰機制，而且用最新的版本號來達到狀態最終的一致性。這樣設計起來會相對的簡單，複雜度低，並且組合性好，但目前他須要一個 SIGHASH_NOINPUT 的構造，目前比特幣上還不具有，須要分叉後纔有辦法支持。然而 Jan 認爲這也是一個頗有趣的設計，並且達到狀態的一致性的設計和比特幣達成最終共識的思路有很大的類似。

最後，Jan 介紹了 Generelized Bitcoin-compatible Channel，它也是雙向的通道，而且有無限的生命週期，能夠無限的更新，單方面關閉通道也是常量級的，去掉了閃電網絡構造中的非對稱性，因此會有更好的可組合性。可是它的問題是，由於它是基於 LN 懲罰的思路，因此依然會有 O(n)space cost，同時也有挑戰期。

一塊兒加入通道網絡研討會

爲何 Nervos 在研究支付通道呢？熟悉 Nervos 的小夥伴都知道 Nervos 是一個分層架構，目前 Layer 1 已經上線，但這只是萬里長征的第一步。

Layer 2 是一個很是開放的問題，如何去組合它們，Layer 2 如何發展，怎樣才能作到最好的 Layer 2，Layer 2 將來又會是怎樣的情況，這些都是很是值得深刻探討的問題。

這個行業裏已經有不少團隊都在作着本身的探索，咱們也是。另外，咱們如今還在作 Channel Network 在線研討會，已經舉辦過兩期，咱們會一塊兒探討虛擬通道、Routings 等方案。咱們但願經過這樣的形式，讓更多的人可以參與到通道網絡的研究中來。

在課程的最後，Jan 也給你們留了三道搶答題，最早答對的三位同窗將被邀請參加每週四正在進行的 Nervos Channel Network 在線研討會：

1.哪些通道建設不須要挑戰期？
2. LN 的缺點是什麼？
3.關閉 Eltoo 通道須要多少個交易？

歡迎小夥伴們在「Nervos 中文社區」公衆號後臺留下你的答案，一塊兒探討更多的通道網絡方案。

擴展閱讀

• 一種通用的支付通道結構及其可組合性
• Fork it #6：和 Jan 一塊兒聊聊 Lightning Network 的技術演化史

  https://forkit.fm/6

• Fork it #7：和 Jan 一塊兒深度剖析 Lightning Network 技術細節

  https://forkit.fm/7