【一期一团Day-4 郭晨光】第三章笔记

kai792872722

第三章 区块链进阶
一、简单支付验证（SPV）
简单支付验证是一种无须维护完整的区块链信息，只需要保存所有的区块头部信息即可进行支付验证的技术。优点：大大节省区块链支付验证用户的储存空间，减轻用户存储负担，降低区块链未来交易量剧增给用户带来的压力。
SPV与轻钱包的区别：轻钱包指的是节点本地只保存与其自身相关的交易数据，但并不保存完整区块链信息的技术。SPV的目标是验证某个支付是否真实存在，并得到了多少个确认。SPV的目标是如何快速验证支付的真实性，而轻钱包的目标不仅是支付验证，而且是用于管理节点自身的资产收入、支付等信息。
区块链支付验证与区块链交易验证的区别：区块链交易验证过程复杂，包括账户余额验证、双重支付判断等，通常由保存区块链完整信息的区块链验证节点来完成。而支付验证过程比较简单，只是判断该笔支付交易是否已经得到了区块链节点共识验证，并得到了多少个确认书即可。
（一）SPV的技术原理
区块链中的区块信息主要包括区块大小、区块头、交易数量和交易信息四部分内容。
区块链节点利用SPV对支付验证的原理：
1、计算待验证支付的交易哈希值；
2、节点从区块链网络上获取并储存最长链的所有区块头至本地；
3、节点从区块链获取待验证支付对应的默克尔数哈希认证路径；
4、根据哈希认证路径，计算默克尔树的根哈希值，将计算结果与本地区块头中的默克尔数的根哈希值进行比较，定位到包含待验证支付的区块；
5、验证该区块的区块头是否已经包含在已知最长链中，如果包含则证明支付真实有效；
6、根据该区块头所处的位置，确定该支付已经得到的确认数量。
其中3最关键和复杂。
（二）SPV的功能扩展
以太坊对SPV功能的扩展：每个区块头并非只包含一个默克尔树，而是包含三棵默克尔树，分别对应三种对象——默克尔交易树，默克尔收据树和默克尔状态树。后两个是比特币没有的。
1、交易树：保存交易信息，用于验证交易是否真实包含于区块链中。
2、收据树：保存某个地址的历史事件实例。
3、状态树：保存账户名称、账户余额等信息。
基于上述三棵树，以太坊不仅可以实现SPV的支付验证，而且可以快速验证账户是否存在，了解账户余额甚至快速判断交易是否执行成功等信息。
（三）SPV面临的问题
1、SPV节点与区块链系统去中心化程度似乎存在一定的矛盾。
2、交易可锻性攻击。
二、侧链
（一）侧链的起源
侧链不是某个区块链，而是遵守侧链协议的所有区块链。
意义：意味着比特币不仅可在比特币区块链上流通，还可以在其他区块链上流通；可研发应用以侧链协议与比特币主链对接。
侧链协议产生的原因：
1、应对其他区块链的创新威胁
2、比特币核心开发组不欢迎附生链
3、BlockStream商业化考虑
（二）侧链协议
目的：实现双向锚定，使比特币可以在主链和侧链中互转。
双向锚定分为以下几个阶段。
1、发送锁定交易，把比特币锁定在主链上
2、等待确认期
3、在侧链上赎回比特币
4、等待一个竞争期
（三）元素链——比特币测试链的一个侧链
1、私密交易
2、隔离见证
3、相对锁定时间
4、Schnorr签名验证
5、新操作码
6、金额隐藏技术
看不懂。。。
三、闪电网络
闪电网络是一个去中心化的系统，优点是无须信任对方以及第三方即可实现实时的海量的交易。
（一）闪电网络的起源
扩容问题
解决方案：长期规则派与短期搁置派，前者完败。
区块限制值上调无法真正解决比特币扩容问题。
（二）扩容问题
1、清算系统
2、现金系统
3、扩容大小的选择
（三）微支付通道
解决小额度、高频次支付场景的方案，目的在于缩减支付的交易数量，使高频、小额支付成为可能。
制约：币在通道中的流向是单向的。
（四）闪电网络交易合约
微支付通道解决了合并交易问题，但没有解决撤销上个交易的问题，若交易可撤销，币就可双向流动。
闪电网络基于微支付通道演进而来，提出两种交易合约：序列到期可撤销合约RSMC和哈希时间锁定合约HTLC。前者解决了通道中币单向流动问题，HTLC解决了币跨节点传递的问题。两类的交易组合构成闪电网络。
1、RSMC创建
2、交易更新
3、交易关闭
4、中转交易
5、总结
（五）闪电网络面临的问题
1、中转站的中心化风险
2、点对点的路径交易
3、路径交易造成更多的链上交易
4、路径交易时，发送者和接收者需要同时在线