簡析跨鏈原子交易

目前的公鏈系統基本上都是自成一體的封閉世界，若要完成兩個公鏈之間的交互行爲，必須要引入第三方系統（鏈橋）進行協調。

鏈橋如果是一箇中性化的系統（比如交易所），則會嚴重降低去中心化應用的質感。而去中心化的鏈橋系統則是區塊鏈領域的一個重要研究領域。

能否在沒有鏈橋的情況下，實現不同數字貨幣的跨鏈原子交易呢？針對這個問題，有人設計出了一個巧妙的「跨鏈原子交易流程」。

實現了在沒有鏈橋的情況下，完全利用雙方手中的錢包 APP 和區塊鏈網絡實現安全的跨鏈貨幣兌換功能。不過從邏輯上來看，也可以認爲交易雙方和輔助工具 APP 構成了一個臨時的鏈橋。

原子交易

交易要麼完全成功，要麼失敗。但是失敗後，不會導致交易雙方出現意外財產損失，因爲交易雙方沒有任何信任關係，也不處於同一地理位置，雙方都可能出現操作意外中止或實施欺詐。

這裏給出一個具體的 Bitcoin 與 Altcoin 進行進行跨鏈兌換的示例：Alice 用自己的 1 個 BTC 兌換 Bob 的 5 個 ALTC。

爲了確保交易的原子性，雙方按如下流程進行協作：

簡析跨鏈原子交易

（圖片來自 Vitalik Buterin 的 Chain Interoperability）

1

Alice 生成一個隨機數密碼 Secret （只有 Alice 本人知道這個密碼），並計算 H=Hash （Secret），然後將哈希值 H 發送給 Bob，但 Bob 無法推知 H 對應的原像 Secret；

2

Alice 創建 TxA 交易，但是不廣播，其輸入爲自己的 1 個 BTC，其輸出爲 1 個 BTC 對應的 UTXO，並設定兩個花費規則：

1）若 Alice 和 Bob 共同簽名，則可花掉 TxA.UTXO；

2）若 Bob 知道哈希值 H 對應的原像 Secret，則可花掉這 TxA.UTXO；

3

Alice 和 Bob 共同簽名帶有時間鎖參數 Ta （比如 72 小時）的贖回交易 TxAR，其輸入爲 TxA.UTXO，輸出地址屬於 Alice 所有，因此 Alice 可以在 TxA 被廣播上鍊 Ta 時間後，贖回自己的 1 個 BTC，以防 Bob 不配合完成整個兌換流程 ;

4

Bob 創建 TxB 交易，但是不廣播，其輸入爲自己的 5 個 ALTC，其輸出是 5 個 ALTC 對應的 UTXO，並設定兩個花費規則：

1）若 Alice 和 Bob 共同簽名，則可花掉 TxB.UTXO；

2）若 ALice 知道哈希值 H 對應的原像 Secret，則可花掉 TxB.UTXO；

5

Alice 和 Bob 共同簽名帶有時間鎖參數 Tb （Tb 應該明顯小於 Ta ，比如 48 小時）的贖回交易 TxBR，其輸入爲 TxB.UTXO，輸出地址屬與 Bob 所有，因此 Bob 可以在 TxB 被廣播上鍊 Tb 時間後，贖回自己的 5 個 ALTC，以防 Alice 不配合完成整個兌換流程；

6

Alice 和 Bob 將 TxA、TxAR、TxB、TxBR 廣播出去，TxA 和 TxB 分別被記入 Bitcoin 賬本和 Altcoin 賬本。Alice 知道密碼 Secret，可以簽名一筆交易花掉 TxB.UTXO，得到 5 個 ALTC，同時其交易數據也明示了 Secret，因此 Bob 能夠知道 Secret；

7

Bob 需儘快簽名一筆交易花掉 TxA.UTXO，取走 1BTC，成功結束整個兌換流程，否則 Ta 時間之後，Alice 的贖回交易 TxAR 成功上鍊，Bob 就拿不到 BTC 了。

作者：Karl 嘉楠區塊鏈研究院高級研究員

嘉楠區塊鏈：嘉楠耘智（Canaan Inc.）旗下區塊鏈板塊。

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