發(fā)布時(shí)間：2020-01-10所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要區(qū)塊鏈技術(shù)作為分布式賬本的關(guān)鍵技術(shù)之一，其在不依賴于任何第三方可信機(jī)構(gòu)的前提下，解決開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)中的信任問(wèn)題，去中心化的特點(diǎn)使其有著廣泛的應(yīng)用前景，但面臨著可擴(kuò)展性不足的瓶頸.目前，區(qū)塊鏈可擴(kuò)展性的瓶頸主要體現(xiàn)在2個(gè)方面：性能效率低下、功能
摘要區(qū)塊鏈技術(shù)作為分布式賬本的關(guān)鍵技術(shù)之一，其在不依賴于任何第三方可信機(jī)構(gòu)的前提下，解決開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)中的信任問(wèn)題，去中心化的特點(diǎn)使其有著廣泛的應(yīng)用前景，但面臨著可擴(kuò)展性不足的瓶頸.目前，區(qū)塊鏈可擴(kuò)展性的瓶頸主要體現(xiàn)在2個(gè)方面：性能效率低下、功能難以擴(kuò)展.以比特幣為例，從性能上講，當(dāng)前僅支持7筆?秒的交易吞吐量，顯然無(wú)法滿足現(xiàn)今數(shù)字支付的場(chǎng)景，也無(wú)法承載在數(shù)字支付領(lǐng)域外的其他應(yīng)用.從功能上講，當(dāng)前不同區(qū)塊鏈系統(tǒng)之間的資產(chǎn)或數(shù)據(jù)難以交互.在現(xiàn)實(shí)情況中，不同的區(qū)塊鏈系統(tǒng)承載著不同的業(yè)務(wù)和需求.為此，需要實(shí)現(xiàn)鏈與鏈之間的交互，才能打通不同區(qū)塊鏈之間的信息或價(jià)值通道，避免每一區(qū)塊鏈成為信息或價(jià)值孤島，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)價(jià)值互聯(lián)網(wǎng).區(qū)塊鏈可擴(kuò)展性的研究已經(jīng)引起了學(xué)術(shù)界及產(chǎn)業(yè)界越來(lái)越多的關(guān)注，將從區(qū)塊鏈性能提升及功能擴(kuò)展2個(gè)角度出發(fā)，分別介紹區(qū)塊鏈可擴(kuò)展性領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)和研究進(jìn)展，其中包括3類當(dāng)前主流的、提升區(qū)塊鏈交易吞吐量的方案：鏈下支付網(wǎng)絡(luò)、Bitcoin-NG和分片機(jī)制;以及4類代表性的、實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈功能擴(kuò)展的跨鏈互通技術(shù).分析對(duì)比不同方案的特性、適合場(chǎng)景及可能存在的不足之處，并在此基礎(chǔ)上給出進(jìn)一步研究方向.
關(guān)鍵詞區(qū)塊鏈;可擴(kuò)展性;鏈下支付通道;Bitcoin-NG;分片機(jī)制;跨鏈技術(shù)
區(qū)塊鏈技術(shù)起源于中本聰[1]提出的比特幣系統(tǒng)，其真正在開(kāi)放式的P2P網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)了不依賴于可信第三方的數(shù)字支付系統(tǒng).這種去中心化的特性大大有別于現(xiàn)有的商業(yè)支付系統(tǒng)，改變了現(xiàn)有系統(tǒng)中的安全信任模型.在比特幣的信任模型中，用戶之間的信任源于對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的信任，而不是任何第三方中介，只要整個(gè)系統(tǒng)的安全假設(shè)被滿足，這種信任關(guān)系就可以持續(xù).去中心化的特性使得區(qū)塊鏈技術(shù)受到了越來(lái)越多的關(guān)注，有著廣闊的應(yīng)用前景.
然而當(dāng)前的區(qū)塊鏈系統(tǒng)存在嚴(yán)重的可擴(kuò)展性瓶頸：
1)交易吞吐量不足.以比特幣系統(tǒng)為例，當(dāng)前系統(tǒng)最高只能支持7筆?秒的交易確認(rèn)(以區(qū)塊大小為1MB為例)[2]，這使得其難以承擔(dān)大量交易的及時(shí)確認(rèn)，無(wú)法滿足現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用需求.同時(shí)由于其共識(shí)過(guò)程中可能存在分叉，一筆交易至少需要6個(gè)區(qū)塊的確認(rèn)(這是推薦的確認(rèn)數(shù))，即至少需要等待1h才能確認(rèn)單筆交易，這些都限制了其大規(guī)模的應(yīng)用[3];
2)鏈與鏈之間的資產(chǎn)(數(shù)據(jù))難以交互.不同的應(yīng)用場(chǎng)景有著不同的用戶和需求，因此在現(xiàn)實(shí)情況中，很難要求一個(gè)區(qū)塊鏈系統(tǒng)來(lái)承載整個(gè)現(xiàn)實(shí)生活中的所有應(yīng)用.為此需要實(shí)現(xiàn)鏈與鏈之間的交互，才能使得區(qū)塊鏈之間不會(huì)彼此成為孤島，從而實(shí)現(xiàn)真正的價(jià)值互聯(lián).
本文闡述當(dāng)前區(qū)塊鏈可擴(kuò)展性問(wèn)題的現(xiàn)狀，從區(qū)塊鏈提升性能和功能擴(kuò)展2個(gè)方面，綜述當(dāng)前主流的解決區(qū)塊鏈可擴(kuò)展性的技術(shù)：鏈下支付網(wǎng)絡(luò)、Bitcoin-NG、分片機(jī)制和跨鏈技術(shù)，分析比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)，并指出現(xiàn)有方案所面臨的主要問(wèn)題和未來(lái)研究方向.
1概述
區(qū)塊鏈技術(shù)提供了在開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)中新的信任模型，使得任何用戶可以在不需要第三方信任機(jī)構(gòu)的情況下建立信任關(guān)系，這樣的信任關(guān)系源于用戶對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的信任，而無(wú)需信任單個(gè)節(jié)點(diǎn).
這樣的去中心化特性帶來(lái)的代價(jià)之一就是區(qū)塊鏈的性能，主要的指標(biāo)就是系統(tǒng)的交易吞吐量.當(dāng)前比特幣系統(tǒng)只能支持最高7筆?秒的交易吞吐量，而主流的支付平臺(tái)如Visa，能夠?qū)崿F(xiàn)平均2000筆?秒，以及峰值56000筆?秒的交易處理速度[4]，顯然兩者之間存在著巨大的差異.
這主要是由于比特幣系統(tǒng)的共識(shí)機(jī)制所帶來(lái)的代價(jià).在傳統(tǒng)的數(shù)字支付平臺(tái)中，往往存在著中心化的第三方機(jī)構(gòu)來(lái)完成交易的確認(rèn)，系統(tǒng)中的其他節(jié)點(diǎn)無(wú)條件信任第三方機(jī)構(gòu)的執(zhí)行結(jié)果.而在以比特幣為代表的數(shù)字貨幣系統(tǒng)中，需要全網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)來(lái)對(duì)系統(tǒng)中的每一筆交易進(jìn)行共識(shí)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都擁有各自的賬本并且通過(guò)共識(shí)機(jī)制來(lái)完成對(duì)賬本的修改并保證一致性.在當(dāng)前區(qū)塊鏈的共識(shí)機(jī)制中，無(wú)論是工作量證明機(jī)制(proofofwork，PoW)還是權(quán)益證明機(jī)制(proofofstake，PoS)本質(zhì)上都是全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)參與并競(jìng)爭(zhēng)賬本的記賬權(quán)，并且保證了系統(tǒng)中的任何節(jié)點(diǎn)能夠獨(dú)占記賬權(quán)并進(jìn)行雙花攻擊的代價(jià)極高或者攻擊成功的可能性極低.每輪擁有記賬權(quán)的用戶以區(qū)塊的形式確認(rèn)交易，這樣的共識(shí)機(jī)制和區(qū)塊大小的限制使得每輪共識(shí)的交易確認(rèn)數(shù)有限，造成了區(qū)塊鏈系統(tǒng)交易吞吐量的瓶頸.
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顯然增大區(qū)塊容量是一個(gè)能夠提升區(qū)塊鏈交易吞吐量的簡(jiǎn)單辦法[5-6].更大的區(qū)塊能夠使得一輪的共識(shí)過(guò)程中確認(rèn)更多的交易.然而僅僅提高區(qū)塊大小并不能完全解決問(wèn)題.首先是更大的區(qū)塊可能會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的擁塞，影響系統(tǒng)的性能，其次以比特幣為例，即使將當(dāng)前的區(qū)塊大小提升到8MB，系統(tǒng)的交易吞吐量依然小于100筆?秒，依舊無(wú)法滿足現(xiàn)實(shí)的業(yè)務(wù)需求.
當(dāng)前針對(duì)區(qū)塊鏈性能提升的主流方案主要包含3類：
1)利用支付通道技術(shù)，通過(guò)鏈下交易的方式來(lái)提升交易的吞吐量，同時(shí)保證交易的安全性;
2)Bitcoin-NG[7]等方案，將原先比特幣中的共識(shí)過(guò)程拆分成記賬人選取和交易排序2個(gè)階段，通過(guò)記賬人選取階段保證區(qū)塊鏈安全性，在交易排序階段由記賬人進(jìn)行大量交易數(shù)據(jù)的處理.其在保證了分布式一致性的基礎(chǔ)上，提升了一輪共識(shí)過(guò)程中的交易確認(rèn)數(shù)，從而在區(qū)塊鏈上增加交易吞吐量;
3)分片機(jī)制，通過(guò)將全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)劃分成不同的集合(shard)，每個(gè)集合并行地進(jìn)行共識(shí)，確認(rèn)交易，從而使得系統(tǒng)的交易吞吐量隨著全網(wǎng)中參與共識(shí)節(jié)點(diǎn)的增加而近似線性地增加.
區(qū)塊鏈的可擴(kuò)展性問(wèn)題除了表現(xiàn)在性能上，即系統(tǒng)的交易吞吐量外，在功能上也同樣存在瓶頸.區(qū)塊鏈技術(shù)誕生之初，主要是為了實(shí)現(xiàn)去中心化的數(shù)字支付系統(tǒng)，然而隨著人們對(duì)區(qū)塊鏈的理解和技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了各種區(qū)塊鏈項(xiàng)目，他們有著不同的特性，能夠滿足不同的業(yè)務(wù)需求.在數(shù)字支付領(lǐng)域，有ETH[8]基于賬戶模型實(shí)現(xiàn)了圖靈完備的智能合約，Zcash[9]利用零知識(shí)證明技術(shù)實(shí)現(xiàn)了交易過(guò)程中的隱私保護(hù)等.利用區(qū)塊鏈去中心化的特性，也可以實(shí)現(xiàn)除數(shù)字支付以外的應(yīng)用[10]，如分布式文件存儲(chǔ)、征信、供應(yīng)鏈及金融應(yīng)用等.然而在區(qū)塊鏈設(shè)計(jì)之初很少考慮到不同的鏈之間交互的需求，這使得不同的鏈之間完全割裂，不同的資產(chǎn)無(wú)法相互轉(zhuǎn)換，不同的應(yīng)用無(wú)法相互協(xié)同，從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)真正的價(jià)值互聯(lián).為此，需構(gòu)建跨鏈技術(shù)來(lái)解決鏈與鏈之間的交互問(wèn)題.
當(dāng)前代表性跨鏈技術(shù)主要包含4類：
1)公證人技術(shù);
2)側(cè)鏈?中繼技術(shù);
3)基于Hash鎖定技術(shù);
4)分布式密鑰控制技術(shù).
其中公證人技術(shù)引入了可信第三方，作為跨鏈過(guò)程中的資產(chǎn)保管人，側(cè)鏈?中繼技術(shù)利用SPV(simplifiedpaymentverification)證明、中繼鏈等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了不同區(qū)塊鏈之間的可信互通，基于Hash鎖定利用了Hash原像腳本，實(shí)現(xiàn)了公平的跨鏈資產(chǎn)交換，分布式密鑰控制技術(shù)利用分布式密鑰生成算法，使得跨鏈過(guò)程中的資產(chǎn)保管人角色由全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)承擔(dān)，而不是少數(shù)第三方.
2性能擴(kuò)展的主流技術(shù)
在本節(jié)中，我們主要介紹3類提升區(qū)塊鏈性能的主流技術(shù)，包括鏈下支付網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，涉及經(jīng)典閃電網(wǎng)絡(luò)及其相關(guān)改進(jìn)方案的構(gòu)造;提升鏈上交易容量的Bitcoin-NG方案;提升鏈上交易容量的分片機(jī)制.
2.1鏈下支付網(wǎng)絡(luò)
鏈下支付網(wǎng)絡(luò)通過(guò)將大量交易離線處理，同時(shí)將區(qū)塊鏈作為仲裁平臺(tái)，處理通道支付過(guò)程中的異常情況，如雙方對(duì)通道的狀態(tài)有分歧等，其間接地提升了系統(tǒng)的交易吞吐量.
雙向通道支付過(guò)程可分為3個(gè)階段：1)初始階段，用于雙方建立通道;2)支付階段，通道雙方完成支付，即通道狀態(tài)的更新;3)關(guān)閉通道階段，雙方關(guān)閉通道，贖回通道中自己的資金，在關(guān)閉通道過(guò)程中，一旦某一方作惡，即利用之前的通道狀態(tài)來(lái)謀利，將會(huì)觸發(fā)提交階段.在提交階段中，雙方提交證據(jù)(交易)使得外界(區(qū)塊鏈)確定通道內(nèi)的真實(shí)狀態(tài).
2.1.1閃電網(wǎng)絡(luò)
閃電網(wǎng)絡(luò)[11]是最早的通過(guò)鏈下支付通道形成支付網(wǎng)絡(luò)、提升區(qū)塊鏈交易吞吐量的方案.閃電網(wǎng)絡(luò)主要包含2個(gè)協(xié)議RSMC(recoverablesequencematuritycontract)和HTLC(hashedtimelockcon-tract)[12].其相關(guān)其他方案主要是在2個(gè)協(xié)議上進(jìn)行修改.RSMC主要實(shí)現(xiàn)了雙人雙向的支付通道，使得通道雙方可以在交易不上鏈的情況下即時(shí)確認(rèn)交易.HTLC則實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)內(nèi)任意2個(gè)節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)賬可以通過(guò)一條支付通道來(lái)實(shí)現(xiàn).通過(guò)這樣的方式，只要在系統(tǒng)中存在一條Alice到Bob之間的通路，Alice就可以借用他人的通道來(lái)實(shí)現(xiàn)支付操作，無(wú)需直接與Bob建立通道.跨通道支付協(xié)議是基于條件支付的想法，即接收者必須滿足一定的條件才能接受到錢(qián)款.在該協(xié)議中，條件支付的構(gòu)造基于Hash原象，從而來(lái)同步支付路徑上所有用戶的支付情況[13].類似的條件支付在其他方案中也廣泛存在[14-15].
Spilman[16]首次提出了基于比特幣系統(tǒng)的通道支付協(xié)議.該協(xié)議包含2個(gè)階段，初始階段和支付階段.初始階段Alice首先向一個(gè)智能合約的腳本地址中進(jìn)行充值，這個(gè)智能合約就是Alice和Bob的多簽名腳本，只有在2人共同對(duì)交易簽名時(shí)，才能從該腳本地址將錢(qián)轉(zhuǎn)出.這樣的支付通道建立后，雙方就可以在交易不上鏈的情況下即時(shí)確認(rèn)交易.具體的過(guò)程：以Alice向Bob支付為例，Bob將包含此次支付后通道中金額的分配情況的交易發(fā)送給Alice，Alice確認(rèn)金額后簽名并將其發(fā)送給Bob，Bob收到該交易后即確認(rèn)這個(gè)支付操作的完成.當(dāng)Bob想要關(guān)閉支付通道時(shí)，只需在最新的由Alice簽名的交易中附上自己的簽名后在系統(tǒng)中廣播，礦工確認(rèn)這筆交易并上鏈后，該支付通道即為關(guān)閉.通道支付協(xié)議實(shí)現(xiàn)了交易的即時(shí)確認(rèn).這個(gè)通道支付協(xié)議的特點(diǎn)是在通道的支付過(guò)程中屬于Bob的金額始終是增長(zhǎng)的，這保證了Bob只會(huì)向區(qū)塊鏈公布通道內(nèi)的最新?tīng)顟B(tài)，不然Bob就會(huì)受到損失.但是這樣的特點(diǎn)使得通道支付協(xié)議存在局限性，即該通道支付協(xié)議只支持單向的支付，只滿足單一的用戶向商家支付的場(chǎng)景.
然而當(dāng)支付通道協(xié)議要支持雙向支付時(shí)，需要一種機(jī)制來(lái)保證通道雙方始終公布通道內(nèi)的最新?tīng)顟B(tài)，閃電網(wǎng)絡(luò)中的RSMC實(shí)現(xiàn)了這個(gè)機(jī)制.
主要原理.通過(guò)時(shí)間鎖(timelock)[17]的機(jī)制來(lái)延遲通道一方取回通道資產(chǎn)的時(shí)間，同時(shí)引入懲罰交易的概念來(lái)保證通道雙方的資產(chǎn)狀態(tài)是基于最新的交易情況，一旦某一方試圖使用之前的通道狀態(tài)來(lái)謀利，另一方可以在這段延遲時(shí)間內(nèi)(timelock)發(fā)現(xiàn)，并沒(méi)收其通道內(nèi)資產(chǎn)作為懲罰.
如圖1所示，每一輪通道狀態(tài)更新需要通道雙方更新Commitment交易以及上一輪Commitment交易所對(duì)應(yīng)的懲罰交易.
1)初始階段.通道雙方A，B生成未簽名的funding交易，將各自的押金存入通道中，funding交易引用A與B的輸出.A，B生成初始的commitment交易C1，A，C1，B，確定通道內(nèi)的初始狀態(tài)，并且交換對(duì)雙方commitment交易的簽名σA，σB.之后A，B雙方交互對(duì)funding交易的簽名，并將交易廣播到區(qū)塊鏈中.
2)支付階段.支付過(guò)程相當(dāng)于通道狀態(tài)的更新，即產(chǎn)生新的commitment交易Cj，A，Cj，B.此時(shí)通道內(nèi)上一輪狀態(tài)交易Cj-1，A，Cj-1，B和新產(chǎn)生的狀態(tài)交易Cj，A，Cj，B同時(shí)處于有效狀態(tài)，因此需要額外交互懲罰交易來(lái)作廢上一輪的狀態(tài)交易Cj-1，A，Cj-1，B.以A為例，A擁有狀態(tài)更新交易Cj，A，包含2筆輸出：輸出1是A在通道內(nèi)的資金，輸出2是B在通道內(nèi)的資金.正常情況下輸出1的花費(fèi)交易R(shí)Dj，A設(shè)置了時(shí)間鎖λ，即需要等待Cj，A經(jīng)過(guò)λ區(qū)塊確認(rèn)后，該交易才能上鏈.在懲罰交易的機(jī)制中，為了防止A公布上一輪的狀態(tài)交易Cj-1，A，A需要向B交互BRj-1，B，并簽名σA，該交易沒(méi)有時(shí)間鎖，可以在Cj-1，A上鏈后立即上鏈確認(rèn).一旦A公布Cj-1，A進(jìn)行作惡，B立刻公布BRj-1，B，將Cj-1，A的輸出1作為罰金輸入到自己的地址中.
3)結(jié)束階段.關(guān)閉通道需要通道雙方公布最新的通道狀態(tài)信息Cj，A或者Cj，B.
HTLC用于跨通道支付，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)支付通道間資產(chǎn)的公平交換.其利用的是條件支付，即支付成功的條件為收款者給出秘密(Hash的原像).在不同的通道間可以利用這個(gè)秘密完成跨通道的支付，保證了支付的原子性，即不同通道同時(shí)支付成功或者同時(shí)失敗.
如圖2所示，假設(shè)Alice需要向Dave完成支付，Alice并沒(méi)有直接和Dave建立的通道，但是Alice找到一條支付通路，即Alice，Bob，Caroline，Dave，使得Alice可以通過(guò)向Bob支付，Bob向Caroline支付，Caroline向Dave支付的方式完成支付.協(xié)議可以分為2個(gè)階段：第1階段Dave隨機(jī)生成原像R，并且將Hash值H(R)發(fā)送給Alice，Alice與Bob依此建立條件支付合約，通路上的其他節(jié)點(diǎn)以此類推.第2階段，當(dāng)通路上所有通道都建立條件支付合約后，Dave通過(guò)出示Hash原像R，完成與Caroline的支付，Caroline獲得原像R后，能夠完成與Bob的支付，以此類推，最終Alice與Bob完成支付后整個(gè)流程結(jié)束.
2.1.2相關(guān)改進(jìn)方案
針對(duì)閃電網(wǎng)絡(luò)的改進(jìn)主要包含效率、支付成本、通信開(kāi)銷、可持久化、尋路算法等.
1)Duplexpaymentchannel
Duplex[18]支付通道協(xié)議利用了比特幣系統(tǒng)中的時(shí)間鎖機(jī)制設(shè)計(jì)了InvalidationTree的結(jié)構(gòu)，來(lái)保證通道的可持久性.同時(shí)利用2條單向通道，來(lái)實(shí)現(xiàn)A，B之間的雙向支付.A與B之間有2條單向支付通道，用于完成A，B間的相互支付.不同于閃電網(wǎng)絡(luò)需要設(shè)計(jì)懲罰機(jī)制來(lái)保證結(jié)束通道時(shí)，雙方公開(kāi)最新的通道狀態(tài)，Duplex利用了單向通道支付方向單一的特點(diǎn)，保證了分別作為2條通道的收款者A，B只會(huì)公開(kāi)各自收款通道的最新?tīng)顟B(tài).由于2條通道的金額互不聯(lián)通，在高頻交易的場(chǎng)景下，2條通道中付款者的押金將會(huì)很快被耗盡.因此，利用Invalidation樹(shù)和時(shí)間鎖機(jī)制設(shè)計(jì)了reset階段，使得2條通道內(nèi)的資金可以相互轉(zhuǎn)移.
在reset階段中，通道雙方基于2條通道內(nèi)共同的資金分配情況，調(diào)整2條單向通道的狀態(tài)，如A在通道中CAB作為付款者，在CBA中作為收款者，通過(guò)reset階段，A可以將自己在CBA中收到的資金轉(zhuǎn)入CAB中用作之后的支付.為了作廢原先的狀態(tài)，新的交易設(shè)置較小的時(shí)間鎖，使得新的狀態(tài)更新交易進(jìn)入?yún)^(qū)塊鏈.每進(jìn)行一輪reset將會(huì)使新的記錄通道狀態(tài)的交易上的時(shí)間鎖遞減.
支付階段和提交階段與傳統(tǒng)的單向通道支付協(xié)議類似，區(qū)別在于Duplex在結(jié)束通道時(shí)需要同時(shí)公開(kāi)2條通道內(nèi)的狀態(tài).
2)Raidennetwork
在閃電網(wǎng)絡(luò)方案中存在著效率及可用性不足的缺陷.在其雙向支付通道協(xié)議中，受制于比特幣系統(tǒng)腳本的限制，為了防止通道某一方作惡，另一方需要存儲(chǔ)對(duì)方在之前的每一輪交互的懲罰交易，而伴隨著高頻交易持續(xù)的發(fā)生，存儲(chǔ)這些交易的代價(jià)將會(huì)越來(lái)越大，給用戶帶來(lái)極大的負(fù)擔(dān).而在跨支付通道協(xié)議中，在當(dāng)前比特幣系統(tǒng)中也僅支持基于Hash原象的構(gòu)造，無(wú)法支持其他更靈活的條件.
這些問(wèn)題在以太坊的方案中得到了解決.由于以太坊實(shí)現(xiàn)了圖靈完備的腳本系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)更為靈活的智能合約.因此基于以太坊模型設(shè)計(jì)的Raiden[19]網(wǎng)絡(luò)盡管借鑒了上述閃電網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)造，卻并不存在上述問(wèn)題.在Raiden網(wǎng)絡(luò)中，通道支付的懲罰交易是基于用戶雙方對(duì)交易輪數(shù)i的簽名，只要一方出示了雙方對(duì)更高交易輪數(shù)i的交易的簽名，即可判定另一方作惡[20].
3)Sprites
Miller等人[21]提出了Sprites的方案，是針對(duì)閃電網(wǎng)絡(luò)方案效率方面的改進(jìn)，目的是解決當(dāng)跨通道支付不成功時(shí)，用戶所消耗的時(shí)間成本過(guò)大的問(wèn)題.顯然，通道支付協(xié)議可以看作一種儲(chǔ)蓄卡機(jī)制，用戶可以通過(guò)通道內(nèi)儲(chǔ)蓄的金額，來(lái)為他人提供跨通道支付，跨通道支付的手續(xù)費(fèi)即用戶提供跨通道支付的激勵(lì)，類似儲(chǔ)蓄卡的利息.然而用戶在跨通道支付的過(guò)程中，用于支付的資金是處于凍結(jié)狀態(tài)，直到跨通道支付成功或者失敗.在該過(guò)程中用戶無(wú)法使用被凍結(jié)的資金，因此用戶在跨通道支付時(shí)所付出的成本可以用支付過(guò)程中被凍結(jié)的資金和所凍結(jié)的時(shí)間的乘積來(lái)衡量.
