【1期 四团 Day3 李宁】 比特币进阶知识

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今天是第三章，区块链进阶，讲述了三个主要的概念：

简单支付验证(Simplified Payment Verification)
这个节点的账本里面并不记录具体账目信息，而只是记录索引（专业名词是“默克尔树的根哈希值”），在支付时候，根据索引从网络中有完整节点/账本中获取（利用布鲁姆过滤器监听网络，下载包含目标比特币地址的交易）。这里面存在有几个容易混淆的名词对比来理解：

• SPV与轻钱包（瘦客户端）的区别：SPV是保留所有区块的头部信息（头部信息包含默克尔树的根哈希值），而轻钱包是下载全部数据、但只保留跟自己有关的数据。前者是整体账本的每页索引，而后者是账本上只留下跟自己有关的交易信息。区块链支付验证和交易验证的区别：交易验证是对余额、双重支付、账户支配权等信息进行校验；而支付验证是区块链节点共识验证、得到多少比确认数量。前者应是后者的基础。
  

侧链（sidechain）
比特币一直是区块链的明星项目，2014.7 以太坊和bitshare等新产品众筹效果很好，但是作为元老没有从新兴事物中获得利益，于是就提出了侧链的概念。
比特币是主链，所有符合侧链协议的区块链，都是侧链。包括以太坊。比特币可以从主链转移到侧链上，做置换，享受到其他新兴事物的发展的成果。
比特币的核心开发团队新成立BlockStream在2015.7推出侧链的alpha版本，叫做元素链，这个连主要用作测试。有一些新的技术应用：

• 私密交易，隐藏金额交易（比特币是公开金额验证），通过佩德森承诺的方式来保证金额不会透支隔离见证，基于交易信息的“正常化交易ID机制”，而不是采用签名策略，理论上比SPV更安全
  

闪电网络
账本的交易越来越频繁，2015年区块容量中位数，从1约的292KB->12月的749KB。增长如此迅速的账本，对于未来的储存带来极大挑战，也将对节点提出更高门槛，从而影响去中心化的思想。未解决这个问题，有两种方案：

• 清算系统，支付都是消耗网络资源的，同样是一次支付，大额支付的手续费会cover成本，所以大金额优先入块，小金额往后排，8020法则，但是造成不平等现金系统，所以支付都入块，解放块的体积的制约。
  

围绕这个问题，块暂定从1M->2M，同时引入闪电网络来合并小额支付，从而减少记录次数。

闪电网络是以信道为基础，先解释“信道”的概念
信道，channel，在不超过可容纳数量的情况下，将任意多笔支付合并为两笔。缺点是仅单向流动。比如场景是10笔支付，每笔0.1BTC的，由Alice->Bob的支付。Alice先建立FTx，将1BTC放入；然后建立RTX，超过一定时间（locktime）BTC还没有被提走，就原样打回Alice，作为一个兜底（就像微信红包24小时无人领原路返回）。在每次支付0.1BTC的时候，重新建立PTXn，来做分配（比如第一次，是Alice->0.9BTC,Bob->0.1BTC；第二次是Alice->0.8BTC,Bob->0.2BTC），这些交易只有被广播的时候才会入块，而Bob会把最近一次的分配广播出去记账，这样就只有两份记录。
未解决币的单向流动，发明“序列到期可撤销合约Revocable Sequence Maturity Contract”；未解决跨节点支付，发明“哈希时间锁定合约Hashed Timelock Contract”。
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RSMC，设置Commitment TX的多重签名输出，以及sequence的延迟进块形成惩罚窗口期，解决了币单向流动问题。
Alice和Bob各放0.5BTC进来，建立FTx，输出多重签名；然后各自建立C1a和RD1a(alice为例），有三种情况

• 如果Alice终止进程，则0.5BTC马上回到Bob口袋，而需要等1000个块确认的时间后，Alice的钱才会回来，这是一种变相的惩罚机制如果变成Alice->0.4BTC，Bob->0.6BTC，Bob手上有Alice2的秘钥，可以将RD1a更改为BR1a（拿到alice秘钥2相当于得到她的默认同意修改权限)，然后根据新的分配方案来执行。
  

而HTLC是通过Alice->Charlie->Bob的中转形式，通过秘钥的形式货币交换。Bob给Alice一个R加密后的H，Charlie根据Bob给的R和Alice的H做验证，完整整个流程。

中转站因为信道留存资金，会有越来越高的资金沉淀门槛，会导致中转站的中心化，但其实他是为了合并小额支付减少区块负担而存在，这也是一个折衷。而且对于中转HTLC，需要相关方同时在线，才能交换秘钥，这也是与比特币交易的很大的区别