约搏牛牛开船:状态通道 真的可以实现即时确定性吗?

术语往往禁锢熟悉。

在手艺讨论中,好的术语可以在准确性和简洁性之间取得平衡。通常,这种平衡需要凭据语言人(开发职员或营销职员)和听话人(专家或外行人)的特征发生变化。

“即时确定性(instant finality)” 就是一个新兴术语,也是本文的重点。这个术语指的是增添状态通道层会给区块链带来的优势。“确定性” 观点可以追溯至中本聪的那篇先容比特币和区块链的论文《比特币:一种点对点的电子现金系统》。“确定性” 是区块链买卖的一种特征,可界说为买卖被打包进区块之后的一种状态,即,若是我们看到某个区块之后挖出了足够多的区块,就可以确信这个区块内的买卖不会被网络拒绝。也就是说,这个买卖及其效果(对代币余额的更改)会永远留存下来。

工作量证实区块链简直定性不是非此即彼的:买卖不会在某个时刻获得最终确定,而是像中本聪在白皮书中形貌的那样,买卖被拒绝的概率会随着时间流逝呈指数级下降,由于网络会就最长链杀青共识。

固然了,区块链在任何时刻都有可能泛起分叉,导致某个买卖失败:然则只要看到有新的区块泛起并指向包罗这个买卖在内的区块,这种可能性就越来越低。不包罗我们的买卖的分叉链越长,我们的买卖被拒绝的可能性就会越高。也有可能泛起这样的情形:我们的买卖可能都无法实现确定性,而是变成了 “反确定性” 的,也就是说我们可以确信这个买卖已经被拒绝了。当网络遭到所谓的 51% 攻击时,就会泛起这种情形。再强调一次,我们永远无法确定最后会是哪种效果:然则随着时间的流逝,我们对买卖被拒绝的可能性的展望会无限趋近 0 或 1 。只要守候足够长的时间,我们就能从实际意义上得出确定的结论。

那么,状态通道到底改变了什么,产生了什么影响?好吧,事实上没有带来任何影响。作为二层手艺,状态通道显然不会更改区块链的底层协议,也无法改变其确定性:不外,底层链能下功夫的地方有许多。

此外,使用状态通道应用必须在底层区块链上提议至少一个 “锁定” 买卖和一个 “解锁” 买卖。跟其它买卖一样,这些买卖同样存在确定性问题。用户通常要守候快要 1 分钟(从用户体验的角度来说这已经是龟速了)左右,这些底层买卖才气被视为是确定的。

状态通道的原理是行使锁定和解锁之间的机遇:在这两个步骤之间提供一个执行环境,让类似区块链的应用能够平安地运行。这类应用会涉及状态更新,这些状态更新可以称作 “二层买卖”,与区块链买卖大同小异。二层买卖也带有密码学署名,可包罗随便数据,并由界说了程序执行规则的虚拟机来注释(程序固然是由开发者来写的)。然而,二层买卖并不需要依赖庞大的概率性共识协议。状态通道的状态可由单方或各方同时提议更新。每次更新不一定具有可确定性。

什么是可确定性?它指的是一个状态通道的状态能够被底层区块链接受:作为解锁买卖的一部分,随解锁买卖一起发到底层链上时,不会导致链的虚拟机回滚。这就意味着,满足可确定性的二层买卖是经由准确格式化的,也获得了准确的署名,能够经由状态通道协议设计者和应用开发者的分外检查。一旦这些条件经由了参与者的验证,参与者就可以信赖这些条件会在未来的某个时间点以特定的方式触发解锁。这样,二层买卖就以一个可确定的状态了结。

这些相对宽松的要求使得二层可确定性相比底层可确定性来说,在耗时方面减少了几个数量级。

这就是 “即时” 这一词语的由来:这不是一个精准的术语,然则反映出了,从通俗的 *** 化应用到状态通道应用,用户体验已经产生了质变:高效的状态通道更适合微支付和实时游戏等无法直接构建在底层区块链上的应用。

若是锁定买卖和解锁买卖具备确定性,那么二者之间的所有二层买卖都具备即时可确定性。若是锁定买卖被拒绝了,所有状态通道内的更新都没有意义。不外,在执行锁定买卖之后,我们可以守候随便久的时间再最先更新状态通道,因此可以将实现确定性的条件建立在某个既定或靠近既定的事实上。

解锁买卖也是类似的:状态通道解锁(释放参与者在通道内的资金)的时刻有一个挑战和响应(或者叫 “争议”)模式,这是用来珍爱离线的参与者的。若是没有这个模式,恶意对手方就可以通过发送一笔底层链上的买卖、用不利于对手的状态来解锁资金。只要老实的参与者能够在挑战时期内发出底层买卖来反驳对手,那 TA 的资金就是平安的。因此,若是时限太短,可确定性观点也会被打破。若是挑战时限比底层买卖获得确定所需的时间长,那么二层买卖的可确定性就是无条件的。

请注意,发生在二层的资产转移与发生在一层的稍有差别:由于关于买卖的共识只在一组牢固(人数通常较少)的参与者中杀青,状态更新仅对该这组参与者有意义。若是我通过状态通道向对手方付款,我的对手方无法将这笔钱支付给通道外的人,直到我们完成解锁买卖为止。虽然有了即时确定性,然则我们不具备即时流动性:

总而言之,在形貌状态通道时,那些想要体现更深条理明白的人可能希望用 “快速有条件可确定性” 来取代 “即时确定性” 这一术语。就其他人而言,沿用后一个术语的可能性更高:这就跟人人习惯说 “比特币是 *** 化的”、“公钥密码学是平安的”、“哈希函数是不可逆的”这些论断一样。宽大社区成员之所以会接受这些不准确的说法,是由于它们可以让对话加倍流畅地举行,以便更简朴地转达中央思想。然则,在更强调准确性的情形下,我们不应该恐惧更深入地探讨、剖析一个术语背后的完整寄义——这就是我写这篇文章的目的!

原文链接:

https://medium.com/statechannels/do-state-channels-exhibit-instant-finality-ec18153136bc

作者: George Knee

翻译&校对: 闵敏 & 阿剑

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