干货 | 雷电问答

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雷电概述

什么是雷电?

雷电是一个开源项目,旨在使用状态通道技术提升以太坊网络处理能力。

什么是雷电网络?

雷电网络是一种适用于以太坊ERC20代币的链下转账网络。它提供了一种可替代链上代币转账的快速、可扩展和低成本的方案。与此同时,雷电网络转账为用户提供了与区块链类似的最终性、安全性和去中性化的保证。

雷电网络解决了什么问题?

雷电网络是一种利用链下支付通道网络来解决目前以太坊区块链现有扩容问题的技术。

可扩展性

区块链目前无法很好的扩展。目前市面上的非许可区块链只能做到一个固定小数额的每秒转账交易数量(TPS)。以太坊显示其已经达到每秒约10笔交易的现有上限。短期内的扩容解决方案,例如提高每个区块可计算的交易,完全不能支撑未来主流社会接受以太坊后的流量。

雷电网络将会提供一个基于支付通道技术的支付系统,同时将会随用户数量上升而相应扩容。这表示雷电网络越大,整个最大吞吐量也会越大,即实际上不再存在任何可见的上限。

延迟

区块链是缓慢的。目前,以太坊大约每15到30秒才能挖出一个新的区块。为达到交易的最终结果,必须要忍受几分钟的确认时间。这很明显地降低了用户体验并阻止了主流社会来接纳这个技术。

雷电网络的转账和短信一样快速。在你收到一笔已签名的雷电转账后,你可以确认你已经持有了这笔转账内所包含的数量。没有必要等待任何确认。

交易费

使用区块链是昂贵的。一旦区块链达到极限,就像今天的比特币一样,为了让交易被包含在区块中需要支付足够高的交易费,交易费就成为一种竞争的尝试。以太坊也没有什么不同,并最终导致更高的确认时间和每笔交易几美元的交易费用。对于一个全球性、去中心化、可靠的计算系统来说,这是非常有害的。

雷电网络的转账费将会比链上交易费低几个数量级。你只需要为转发点对点共识付费,而不必为全球共识买单。低费用让原来因高交易费而无法实现的长尾使用需求变得有可能实现。特别是一些物联网和机器间经济的小额价值转移。雷电致力于成为这些应用程序的主要支付层。

提高隐私性

以太坊的交易是公开的,而雷电网络上的转账是在支付者、接收者和转发节点之间私有的。当通道结算时,整个世界只会看到交易的总和。

什么是μ雷电

μRaiden(微雷电)与雷电网络有一些相同的性质。它可以提供双方之间信任、即时和免费的转账。它适用于多对一的支付环境,比如用户与Dapp之间的交互。然而,它不适用于多对多的支付环境,因为它需要用户预先锁定给每个潜在收款人的代币。这种限制可以降低技术的复杂度,使得微雷电今天可以在主网使用。

什么是Raidos(雷电 2.0)?

Raidos(或称 Raiden 2.0,"dos" 是西班牙语中 “两个” 的意思)是针对广义状态通道的一种侧链技术。虽然雷电网络仅限于ERC20代币的转账,但Raidos的目标是通过一种卫星链网络来扩展以太坊的广义计算能力。其中,卫星网络可以运行所有智能合约。这项技术与以太坊的分片技术具有相似点,并可以互补。

ELI5,雷电网络如何工作?

如果你将区块链比喻成一个非常值得信赖但缓慢且会向你收取电汇费的银行。那么,雷电网络就是一种永远会被银行接受的支票。一旦你收到了来自某人的雷电支票,你可以确定这张支票是真实的,你现在比刚才更加富有。但是,你和你的付款人不需要在银行排队,或者等待柜员收取你的电汇。你可以随时去银行兑换这张支票,此外,你可以同时提交成百上千张支票,当你提交这些支票时只需要支付一次费用。如果你的付款人每笔(提交给银行的)支付都是单次转账,那么他需要支付给银行更多的交易费,你们也需要等待更长的交易确认时间。与此同时,银行也非常乐意使用雷电支票,因为这大大减少了系统内部的工作量。

更重要的是,你甚至不需要联系那些想给你支票的人。只要你的朋友中有人认识这个人,那就足够了。他们互相间传递支票,直到最终你的朋友给你支票。但只有你最终向每个人确认你已经收到支票后,所有这些转账才是有效的。

雷电网络将通过银行客户网络维护你和你的同伴的链接,并确保所有支票都与实际区块链银行转账具有一样有效。

什么是支付通道?

支付通道是一种通过链下转账转移链上代币的技术。这种方法首先需要在支付通道合约中存储一定量的代币。然后,可以在不涉及区块链本身的情况下,直接通过交易双方间发送签名信息完成转账。因此,交易速率仅受发送方与接收方硬件的限制。但更重要的是,除一次性链上存款及最终结算外,发送签名信息无需任何交易费用。

由于仅有交易双方有权使用交易通道智能合约中的存款,因此支付通道转账对双重支付攻击免疫,使得其与链上交易一样安全。

为什么雷电网络是网络?

对于每个支付通道,必须存储有代币,并且在通道的生命周期内必须将代币锁定。由此可知,对于每个用户开放的支付通道是不可行的:因为这需要大量的代币。

相反,雷电创建了一个网络,在网络中通过支付通道间的路由连接所有参与者。只要存在连接付款人与收款人间的路径,雷电网络就可以像他们双方直接相连一样进行代币交易。因此,每个参与者仅需要创建少量的通道,就可以与其他节点进行转账交易。

声明与愿景

雷电项目的现状如何?

雷电目前包含三个独立的项目:μRaiden(微雷电)、雷电网络和Raidos(雷电 2.0)。

其中μRaiden(微雷电)有一个可运行版本实现,并且将于不久之后部署到以太坊主网中。

雷电网络正在开发过程中。开发者预览版将很快发布,可以让Dapp开发人员对雷电网络API和系统属性有一个初步印象,构建与雷电基于Ropsten测试网络交互的原型。在当前状态下,这项技术目前并不适用于产业应用。仍需研发一系列有关核心协议的主要开发工具,甚至是对核心协议本身进行改良。

Raidos(雷电 2.0)目前只是在计划阶段,开发还没有正式启动。

总的来说,你可以随时在Github( https://github.com/raiden-network/raiden)上查看我们当前的开发进度。

雷电网络真的能运行么?

在当前状态下,雷电网络已经正常运行。通过使用简单的路由机制和中间转账,转账就可以立即被发送给网络中的任意参与者。

然而,我们知道对于闪电与雷电网络之类的技术有不少质疑。我们希望在此对部分最常见的问题进行解答。

“路由机制不能有效地运行”

可扩展的路由机制是支付通道网络最大问题之一。这其中存在着有关中心化、隐私和效率的权衡问题。仿真实验结果表明,我们的方案在保证中心化和隐私的前提下,通过将一个类似Kademlia结构化网络和一种路径寻找助手相结合,从而实现高效、可扩展的路径查找。

“由于代币锁定,中间转账存在流动性方面的瓶颈”

事实并非如此。虽然在雷电转账过程中,中间代币被锁定,且不能在其他地方使用,但这对网络流动性没有明显的影响。在考虑失败节点超时的情况下,每笔转账交易的确认时间大约是十分之一秒。当你决定发起一笔转账时,你被冻结的代币最多仅需要几秒钟时间就可以重新使用。

此外,只要你在通道中存储足够多的代币,你就可以同时发起多笔转账交易。每个节点每秒可发起多笔转账,数量取决于它们的代币存款量。

“雷电网络不能支持大额转账”

这个观点是部分正确的。雷电网络的设计就不是为了支持大额转账。一笔雷电转账需要网络中的每一个路由通道都能够转发该笔转账所需数量的代币。转账金额越大,能找到转账通道路由的可能性越低,因为要求通道路由中每个节点都能够支持这笔转账。目前,我们建议在链上进行大额转账。未来我们计划通过多通道技术,将大额转账划分成多笔小额转账。

“自然财富分配将最终形成一个中心化网络”

确实,更大的节点将比小节点发送更多的转账交易,并且拥有更多的支付通道与代币存款。然而,中介节点无论大不能进行欺诈行为。大的节点也不能阻止较小的节点加入到网络中。一个节点停止接收和转发转账交易的时刻,就是它与网络中其他部分节点断开链接的时刻。大机构可能建立大型的转账中心来赚取转账费,但这只会有助于维护网络流动性与竞争性交易费,而不会威胁到去中心化。

“通道逐渐减少”

该现象仅存在于初始系统设计中。如果没有新系统替代原有系统,随着时间地推移,通道间将逐渐变得不平衡。然而,通过适当的激励机制,通道就可以获得自动重新平衡。节点可以调整其转发费用,以使其通道保持平衡。我们的模拟实验显示,这种方法有助于大大延长通道的寿命。

“节点可能变得反应迟钝”

这个问题完全是意料之中的,而且是一个通过任何现代点对点协议都能很好处理的问题。雷电网络也不例外。如果节点脱机,那么雷电网络将会在几毫秒以内绕过该节点传输。

虽然网络本身可以容忍存在反应迟钝/无响应的节点,但如果个体用户离线,就会受到攻击:他们的通道可能被欺诈性地关闭,通过要求他们在离线时进行提交。出于这个原因,支付通道拥有质疑期,也就是说,下线期间不会允许被直接攻击。此外,第三方提供的质疑服务将确保参与者可以安全地下线。

交易手续费

雷电网络中存在交易手续费么?

存在,雷电网络中存在两种交易手续费:
* 协议费用
* 外围费用

协议费用是用于维护支付通道网络平衡所必须的。节点利用交易费来防止他们的通道随着时间推移而消失。这些交易费相对较小,并且可以利用通道中传输的代币计价。

外围费用将用于支付给网络中提供的服务,例如,协助寻找拥有足够容量的路由路径,或为离线用户提供通道监管服务。运行这些服务的用户无需支付这些外围费用,反而可以通过提供服务而收取费用。假设网络中所有节点中大于95%的都是轻客户端,为了避免运行完整的服务栈,他们愿意支付小额的费用。

会有一种雷电网络代币么?

是的,外围服务的交易费将以RDN代币的形式支付,这种代币是一种用于支付雷电网络中服务的虚拟货币。注意,这种代币并不是协议的核心,仅作为不愿运行全节点的参与者用于支付服务费用。

雷电网络具有抵抗垃圾邮件(信息)的能力么?

是的,单节点发送垃圾信息并不会影响整个网络。节点限制了他们的连接,并且将断开与垃圾信息发送者间的连接。

其他问题

ETH可以通过雷电网络进行转账么?

可以,虽然目前ETH不是ERC20代币,但通过简单的封装合约即可将ETH当做一种ERC20代币。

有白皮书么?

不幸的是目前没有。我们一直在忙于研究和开发软件。但是协议规范正在设计完善过程中,其最终设计将会在白皮书中说明。

谁正在开发雷电?

雷电是由brainbot公司开发的,它是一家致力于发展以太坊生态系统的公司。

与其他项目的比较

与闪电网络间的区别是什么?

雷电网络与闪电网络非常相似。与闪电网络不同的是,雷电网络支持所有ERC20代币,而不仅限于比特币的转账。

与Sharding的区别是什么?

通过将状态划分到多个链,Sharding将显著提升以太坊交易规模。这是一个非常重要且必要的改进,并且是对雷电网络的扩充。与雷电网络相比,Sharding有助于提升交易规模,但其在代币转账方面的延迟、成本及隐私仍需优化。如果通过分片扩大代币转账规模,就必须实现跨区通信,这意味着比在以太坊上转账更慢,而且成本几乎相同。虽然Sharding很重要,但并不是代币转账的最佳解决方案。

与Plasma的区别是什么?

Plasma是一种利用侧链层次树来扩大交易规模的概念。与Sharding类似,它无法像雷电网络一样提供低延迟与低交易费的服务。Plasma的实现将与雷电网络相辅相成。

与IOTA的Tangle间的区别是什么?

Tangles是一种十分有趣的新型技术。然而,它们的某些方面并不特别清晰。

就代币转账来说,当前Tangles的实现需要消耗大量的计算资源,因为交易挖矿与验证被合并到一个进程中。这使得他们在很大程度上不适合应用于智能手机或物联网设备等算力不那么强大的系统。相反,雷电转账是可以快速创建的,并且只需要计算一个椭圆曲线签名。

本项目与RaidEX去中心化转账间有什么联系?

RaidEX是一种概念证明(Proof-of-Concept)的去中心化转账协议,基于其原子代币交换特性构建在雷电网络上。

本项目与Trustlines网络间有什么联系?

Trustlines网络是一种Ripple最初设计思路在以太坊上的实现。这两个项目都是基于通道网络概念,并且是互补的。在某一时刻,可以将Trustlines网络部署在雷电网络上。

雷电网络适用于其他区块链么?

支持以太坊虚拟机的区块链可以在手动修改之后,将雷电网络与其API配合使用。虽然这并不是目前开发的重点,但我们仍非常希望雷电网络能够应用于Polkadot、Dfinitiy、Cosmos、Hyperledger Burrow、EOS等其他区块链。


原文链接: https://raiden.network/faq.html
翻译&校对: 贾林鹏&许昕

 
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