原子交換的本質(zhì)以及對(duì)加密貨幣行業(yè)的影響介紹

什么是原子交換？

原子交換（Atomic swaps）是一種支持兩種運(yùn)行在不同區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上的加密貨幣進(jìn)行快速交換的技術(shù)。這種交易過(guò)程（也稱(chēng)為原子跨鏈交易）是基于 智能合約的，可以支持用戶(hù)從他們的 加密錢(qián)包中直接交換想要的代幣。因此，原子交換本質(zhì)上是跨鏈的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)交易。

盡管該技術(shù)是一種創(chuàng)新。但多年來(lái)跨鏈交易的概念一直被人們所關(guān)注。2013年，Tier Nolan首次對(duì)原子交換協(xié)議進(jìn)行了詳細(xì) 描述。然而，Daniel Larimer在2012年時(shí)，提出了一種名為 P2PTradeX的去中心化交換協(xié)議，也有人認(rèn)為該協(xié)議是原子交換的原型。

在接下來(lái)的幾年中，許多開(kāi)發(fā)人員不斷嘗試使用原子交換協(xié)議。有證據(jù)表明比特幣、萊特幣、Komodo和Decred社區(qū)在這一過(guò)程中都發(fā)揮了重要作用。

首筆點(diǎn)對(duì)點(diǎn)原子交換交易發(fā)生 在2014年。但直到2017年，該技術(shù)才被公眾接受，其背后的推動(dòng)原因是 LTC/BTC和 DCR/LTC這兩個(gè)交易對(duì)之間的成功交換。

原子交換如何工作的？

原子交換協(xié)議的設(shè)計(jì)方式可以有效防止交易對(duì)手間發(fā)生欺詐。為了更好理解它們是如何工作的，讓我們假設(shè)Alice想要將她手中的Litecoins（LTC）與Bob手中的比特幣（BTC）進(jìn)行交換。

首先，Alice將她的LTC存入合約地址，該地址類(lèi)似于一個(gè)保險(xiǎn)箱。通過(guò)該方式創(chuàng)建好安全防護(hù)后，Alice還會(huì)生成一個(gè)用于訪問(wèn)它的密鑰。然后，她與Bob共享此密鑰的加密哈希值。請(qǐng)注意，Bob這時(shí)候無(wú)法獲得Alice的LTC，因?yàn)樗粨碛性撁荑€的哈希值，而并非密鑰本身。

接下來(lái)，Bob使用Alice提供的哈希值創(chuàng)建出另一個(gè)安全合約地址，用于存入他的BTC。如果Alice要交換BTC，Alice需要使用與該地址相同的密鑰，與此同時(shí)，她也需要將LTC的密鑰展示給Bob（借助于hashlock的特殊功能）。這意味著，一旦Alice提出兌換BTC，Bob就能同時(shí)獲得Alice手中的LTC，該原子交換的交易流程也隨之完成。

“原子”一詞代表了交易的一致性，即交易要么完全成功要么完全不成功。如果任何一方在交易過(guò)程中放棄或未能按照預(yù)期執(zhí)行，合約將被取消，資金將自動(dòng)返還給其原所有者。

原子交換可以通過(guò)兩種不同的方式進(jìn)行：鏈上和鏈下。鏈上原子交換發(fā)生在任一種加密貨幣的區(qū)塊鏈在線網(wǎng)絡(luò)中（在上述案例中，是發(fā)生在比特幣和萊特幣的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上）。另一方面，鏈下原子交換是發(fā)生在 鏈下的。這種原子交換通常基于雙向支付渠道，類(lèi)似于 閃電網(wǎng)絡(luò)中所使用的渠道支付。

從技術(shù)上講，大多數(shù)去中心化的交易系統(tǒng)都是基于 多重簽名和 哈希時(shí)間鎖合約（HTLC）的智能合約完成的。

哈希時(shí)間鎖合約（HTLC）

Hash TImelock Contracts（HTLC）是比特幣 閃電網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，它們同時(shí)也是原子交換的關(guān)鍵組件之一。顧名思義，它們基于兩個(gè)關(guān)鍵功能：hashlock和TImelock。

如果沒(méi)有展示相關(guān)的密鑰數(shù)據(jù)（上述案例中的Alice密鑰），hashlock會(huì)鎖定資金的使用。 TImelock能夠確保智能合約只能在預(yù)定義的時(shí)間范圍執(zhí)行。因此，HTLC的使用消除了中心化的需求，它們創(chuàng)建了特定的規(guī)則，從而防止原子交換被部分執(zhí)行。

優(yōu)勢(shì)

原子交換的最大優(yōu)勢(shì)與其去中心化有關(guān)。原子交換消除了中心化交換和任何其他類(lèi)型中介的需求，跨鏈交換可以在兩方或多方執(zhí)行而不需要它們彼此信任。由于用戶(hù)不需要將資金提供給中心化交易所或第三方，因此 安全級(jí)別也會(huì)隨之提高。交易可以直接通過(guò)用戶(hù)的個(gè)人錢(qián)包發(fā)起。

此外，這種形式的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)交易，使用的交易費(fèi)用非常低或不需要費(fèi)用，因此具有較低的運(yùn)營(yíng)成本。最后一點(diǎn)優(yōu)勢(shì)是原子交換可使交易更快的進(jìn)行，因此具有更高的互操作性。換句話說(shuō)，可以使各類(lèi) 競(jìng)爭(zhēng)幣直接進(jìn)行交換，而無(wú)需使用 比特幣或 以太坊作為中間幣。

局限性

同樣，原子交換也需要滿足其他一些必要性條件，這也可能會(huì)成為該技術(shù)推廣的主要障礙。例如，為了執(zhí)行原子交換，兩種加密貨幣所在的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)需要基于相同散列算法（例如，都使用比特幣的SHA-256散列算法）。此外，它們還需要兼容HTLC和其他可編程功能。

除此之外，原子交換也帶來(lái)了泄露用戶(hù)隱私的安全隱患。這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)區(qū)塊鏈資源管理器，可以快速跟蹤鏈上交換和交易，因此可以輕松獲取用戶(hù)地址。針對(duì)該隱患的短期解決方案是使用以隱私為中心的加密貨幣，從而減少隱私暴露的發(fā)生。盡管如此，許多開(kāi)發(fā)人員嘗試在原子交換中使用數(shù)字簽名作為更可靠的解決方案。

為什么原子交換如此重要？

原子交換具有改善加密貨幣領(lǐng)域的巨大潛力，但目前尚未大范圍進(jìn)行測(cè)試。跨鏈交易最終可以解決許多中心化交易所存在的問(wèn)題。雖然這些交易所目前仍然維持著加密貨幣的運(yùn)行，但是它們?nèi)匀淮嬖谝幌盗须[患。其中部分問(wèn)題包括：

更重大的威脅隱患：中心化交易所具有更大的價(jià)值，因此他們更容易受到黑客攻擊，中心化交易所是數(shù)字貨幣劫持的主要目標(biāo)。

不完善的資金管理以及人為錯(cuò)誤：中心化交易所需要人為運(yùn)營(yíng)。如果那些擔(dān)任重要角色的管理者發(fā)生失誤，或決策者在交易所運(yùn)營(yíng)方面做出決策失誤，那么交易所用戶(hù)的資金就會(huì)受到損失。

運(yùn)營(yíng)成本較高：中心化交易所有較高的提現(xiàn)和交易手續(xù)費(fèi)。

交易量劇增導(dǎo)致低效率：當(dāng)市場(chǎng)活動(dòng)過(guò)于活躍時(shí)，中心化交易所往往無(wú)法應(yīng)對(duì)大量增加的交易需求，導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行緩慢或服務(wù)不可用。

監(jiān)管：在大多數(shù)國(guó)家，加密貨幣監(jiān)管政策嚴(yán)格。政府的批準(zhǔn)和管理仍然存在許多不確定問(wèn)題。

總結(jié)

盡管原子交換仍然是較為新穎的技術(shù)，所以其必定存在局限性，但這項(xiàng)技術(shù)在推動(dòng)區(qū)塊鏈互操作性和跨鏈交易方面具有重大變革。因此，該技術(shù)具有很大的潛力，能夠影響加密貨幣行業(yè)的發(fā)展，在去中心化和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)貨幣交換方面開(kāi)辟了全新途徑。原子交換可能在不久的將來(lái)會(huì)越來(lái)越多地被使用，特別是在去中心化交易所內(nèi)。