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8月23日、CKBはCKBベースのLightning Networkソリューション – ファイバーネットワーク（光ファイバーネットワーク）を正式にリリースしました。このニュースが広がると、コミュニティで激しい議論を引き起こし、CKBの価格が1日以内に30％近くに上昇するようになりました。ニュースが強力な反応を引き起こす理由は、ライトニングネットワークが強い物語の魅力を持っているからです。CKBのファイバーは、従来のLightningネットワークをアップグレードし、後者に多くの改善を行っています。
たとえば、ファイバーは、CKB、BTC、Stablecoinなどのマルチタイプの資産をネイティブにサポートでき、CKBの取り扱い手数料はBTCよりもはるかに低く、繊維はUXでブレークスルーを行うことができます。プライバシーとセキュリティのレベルでは、ファイバーも多くの最適化を行いました。
さらに、FiberおよびBTC Lightningネットワークは、以前のオフラインアクティビティで接続して形成できます。CKBの職員は、P2P支払いネットワークの改善と進捗を促進するために、100,000の物理ノードがファイバーおよびライトニングネットワークに設定されるとさえ述べました。これが前例のない話であることは間違いありません。
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CKBの公式ビジョンが将来実現された場合、Lightning NetworkとCKB、さらにはビットコインエコシステムの両方にとって巨大になります。Mempoolのデータによると、現在のBTC Lightningネットワークには3億米ドル以上の資金があり、多くのノードが約12,000ドルであり、50,000近くの支払いチャネルが互いに構築されています。
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また、spendmybtc.comでは、BTCの認識がより強くなっている限り、より多くの商人がライトニングネットワークの領収書をサポートしていることもわかります。
繊維の技術的ソリューションの体系的な解釈の目的、「Geek Web3」は、繊維の全体的な計画に関するこの調査レポートを書きました。CKBベースのLightningネットワーク実装計画として、ファイバーの原則はビットコインライトニングネットワークの大きな表面と一致していますが、多くの詳細で最適化されています。
ファイバーの全体的なアーキテクチャには、次の4つのコアパーツが含まれています：支払いチャネル、ものみの塔、マルチジャンプルート、クロスドメイン支払い。以下では、最初に最も重要な「支払いチャネル」を説明します。
稲妻ネットワークとファイバーの礎石：支払いチャネル
支払いチャネルの本質は、チェーンの下で転送/トランザクションを移動して対処し、最終状態を一定期間チェーンに提出して「解決」することです。トランザクションはチェーンで完了するため、BTCなどのメインチェーンのパフォーマンス制限を取り除くことができます。
アリスとボブが一緒にチャンネルを開くと仮定すると、彼らは最初にチェーン上にマルチ署名のアカウントを構築し、それぞれ100元のアリスとボブなど、チェーンチャンネルのそれぞれのバランスとしてそれぞれ100元を節約します。次に、2つの当事者は、パッセージが通過を終了すると、最終的なバランスがチェーンに同期され、複数の署名済みアカウント、つまり「決済」に支払われます。
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たとえば、その後、双方が100元で始まり、アリスはボブに10元を振り、ボブをアリスに向けました。2つのバランスが変更されていないことを誰もが見つけることは難しくありません。
1つの当事者がチャンネルを終了すると、現在のバランスアリス：70/bob：130チェーンへの同期、および複数のアカウントの複数のアカウントの200元が2〜2人に転送され、決済を完了します。上記のプロセスは単純に見えますが、実際には多くの複雑な状況を考慮する必要があります。
まず第一に、あなたは実際に相手がいつチャンネルを辞めたいのか、いつわからない上記の例を見てみましょう。2回目の転送が完了した後、または最初の転送後に撤回した後、ボブは撤回でき、支払いチャネルは要求が義務付けられず、参加者が自由に引き出すことができます。これを達成するために、誰かがいつでも退場し、すべての当事者が決済のためにチェーンに最終残高を提出することができると仮定します。
したがって、「コミットメントトランザクション」の設定があります。「コミットメントトランザクション」は、チャネル内の2つの当事者間の最新のバランスを宣言するために使用され、各転送が発生すると、対応する「コミットメントトランザクション」が生成されます。チャネルから撤退したい場合は、最新の「コミットメントトランザクション」をチェーンに提出し、複数のアカウントからふさわしいお金を引き出すことができます。
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この結論を書き留めることができます。Promise Transactionは、チャンネルの2つの関係者のバランスに関するチェーンを解決するために使用されます。
しかし、ここには重要な邪悪なシーンがあります。ボブは、期限切れのバランスとコミットメント取引をチェーンに提出できます。たとえば、上の図でTX3をコミットした後、ボブのバランスは130ですが、自分で利益を得るために、ボブは期限切れのコミットTX2をチェーンに提出し、それ自体のバランスが160であると宣言します。 、そしてこのバランスのバランスは本物ではありません。
このような二重の花のシーンを防ぐために、対応する罰措置が存在する必要があります。チャンネルの設計では、いずれかの当事者が期限切れのステータスを提出し、チェーンにTXをコミットする場合、予想どおりに支払われるだけでなく、相手によって引き離されます。
ここで使用します2つの概念は、「非対称コミットメントトランザクション」と「キーの取り消し」に非常に重要です。最初に「非対称コミットメントトランザクション」について説明します。以前のコミットTX3を例にとると、以下の図は約束されたトランザクションの概略図です。
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このコミットメント取引はボブによって構築され、それを処理するために相手のためにアリスに送られました。図に示されているように、これはビットコインの転送であり、マルチ署名されたアカウントの70元がアリスに130元に与えられていることを宣言しますが、お金のロック解除条件は「非対称」です。
ボブ構造の約束取引を受けた後、アリスは2/2以上の署名を満たすために独自の署名を添付できます。彼女がこれをしなければ、彼女はチャンネルで転送し続けることができます。
ここで注意する必要があります：このコミットメントトランザクションは、アリスのみを受け入れることができます。支払いチャネルの設計では、アリスのみが「自分自身に好ましくない」と、Promise Transactionが2/2以上に署名する必要があるためです。
アリスは「ボブの署名のみを受け取るが、彼の署名を彼に送ることはできない」、これは、他のパーティに署名してから、他のパーティに署名する必要がある契約のようなものです。契約を有効にしたい場合は、署名してから公表してください。明らかに、上記の場合、アリスにはボブを制限する方法があります。
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次に、ポイントは次のとおりです。チャネル内の各転送の後、約束されたトランザクションがあります。以下のように。アリスとボブは、彼らに有利な約束されたトランザクションを構築することができます。彼らには、残高/出口に値する金額を作成し、処理のためにトランザクションのコンテンツを相手に送信します。
興味深いことにトランザクションステートメントのこれら2つのコミットメントの「収入額」は同じですが、これは「非対称コミットメントトランザクション」の起源です。
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前に説明しました、有効にするには、各約束のトランザクションに2/2以上に署名する必要があります。ボブの地元の構築された有利なコミットメント取引は、2/2の署名に満足していませんが、2/2の署名を満たすコミットメント取引はアリスの手にあります。逆に、同様の真実。
それで、アリスとボブは、彼らの不利なコミットメントを自分自身に提出することができます。そして、「二重支払い」シーンに戻ると、誰かが期限切れのコミットメント取引を提出した場合、どうなりますか？
これが「取り消しキー」と呼ばれるものです。ボブが期限切れのコミットメント取引を提出した場合、アリスはキーを取り消すことでボブがふさわしいお金を削除できます。
下の写真を見てください。
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最新のTX3の場合、アリスはキーを取り消さない、TX4が将来登場した後にのみ、アリスはTX3離脱キーを取得できます。これは、パブリックパスワードとUTXOの特性によって決定されます。
私たちは結論を思い出すことができます：ボブが期限切れのコミットメント取引を提出しようとする限り、アリスは取り消し鍵を使用してボブのお金を罰として受け取ることができます。次に、アリスが悪である場合、ボブは彼女を罰することができます。このようにして、1〜 -1の支払いチャネルは、参加者が合理的な人々である限り、効果的に二重支払いを避けることができます。
支払いチャネルに関して、CKBベースのファイバーは、CKB、BTC、RGB ++安定したコインなどのマルチタイプ資産をサポートするネイティブ転送/トランザクションをサポートするネイティブ転送/トランザクションと比較して、大きな最適化を持っていますが、Lightning NetworkはLightningネットワークができます。ネイティブなビットコインのみをサポートします。Taproot Assetが開始された後、Bitcoin Lightning Networkは非BTC資産をネイティブにサポートすることはできず、間接的にStablecoinsをサポートすることができます。
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（写真出典：Dapangdun）
また、ファイバーが依存しているLayer1メインチェーンはCKBであるため、チャネルの開閉により消費される処理料ははるかに低くなります。これは、UXの明らかな利点です。
すべてのウェザーのセキュリティ：ウォッチタワーウォッチタワー
上記の取り消しキーには問題があります。チャネル参加者は、他の当事者が期限切れのコミットメント取引をこっそりするのを防ぐために、常に相手を監視する必要があります。しかし、誰もオンラインで24時間を保証することはできません、あなたがオフラインになっているときに相手が悪である場合、私はどうすればよいですか？
これに、FiberとBitcoin Lightning Networkの両方に、Watchtower Watching Towerの設計があり、ユーザーが天気の周りのチェーンでのアクティビティを監視するのに役立ちます。チャンネルの誰かが期限切れのコミットメント取引を提出すると、ウォッチタワーはチャネルと資金の安全を確保するために間に合うように対処します。
特定の説明は次のとおりです。期限切れのコミットメント取引ごとに、アリスまたはボブは、対応する罰取引を事前に構築できます（撤退キーを使用した期限切れのコミットメント取引の撤回を使用）Watchtowerは、期限切れのコミットメント取引を提出するために誰かを監視すると、ターゲットを絞った罰のために罰取引とチェーンを提出します。
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チャネル参加者のプライバシーを保護するために、ファイバーはユーザーが「期限切れの約束取引のハッシュ+罰」をウォッチタワーに送信できるようにするため、監視員は最初の約束トランザクションの明示的なテキストを知りませんでしたが、ハッシュを知っていました。誰かが実際に期限切れのコミットメント取引をチェーンに提出しない限り、ウォッチタワーは明るいテキストを見て、罰取引を提出してチェーンを提出します。このようにして、誰かが本当に邪悪なことをしない限り、ものみの塔はチャネル参加者の取引記録を見ません（たとえ見たとしても、そのうちの1つだけを見ることができます）。
ここでは、ビットコインライトニングネットワークと比較して、ファイバーの最適化について言及する必要があります。キャンセルキーに関連する上記の罰メカニズムは、「ln-penality」と呼ばれ、ビットコインライトニングネットワークのLN-Penaltyには明らかな不利な点があります。Satchotowerは、すべての期限切れのコミットメント取引ハッシュと対応するキャンセルキーを維持したいと考えています。
早くも2018年、ビットコインコミュニティは上記の問題を解決するための「Eltoo」と呼ばれるソリューションを提案しましたが、Sighash_anyprevout操作コードをサポートするためにビットコインフォークが必要です。考えられるのは、期限切れのコミットメント取引がチェーン上にある後、最新のコミットメント取引がそれを罰することができるため、ユーザーは最新のコミットメントトランザクションのみを保存できるようにすることです。しかし、Sighash_anyprevout操作コードはまだアクティブ化されておらず、解決策を上陸させることはできません。
そしてファイバーはDaricプロトコルを実装して、取り消しキーの設計を変更するため、同じキャンセルキーが複数の期限切れのコミットメントに適しています。これにより、ものみの塔とユーザークライアントのストレージ圧力を大幅に削減できます。
ネットワーク内の輸送システム：マルチジャンプルートとHTLC/PTLC
前述の支払いチャネルは1対1のトランザクションシナリオにのみ適用され、Lightningネットワークは複数のジャンプ支払いをサポートします。つまり、ルートは中間ノードを介して使用できます。たとえば、アリスはチャネルがありません。アリスとケンの間で発生する可能性があります。そして「Multi -Jump Route」とは、複数の中間の人々を通る転送経路を指します。
「マルチジャンプルート」は、ネットワークの柔軟性とカバレッジを高めることができます。ただし、送信者は、すべてのパブリックノードとチャネルのステータスを理解する必要があります。ファイバーでは、すべての開いたチャネル、つまりネットワーク構造が完全に開示されています。任意のノードは、他のノードによって習得されたネットワーク情報を知ることができます。Lightningネットワーク内のネットワーク全体のステータスが常に変化しているため、ファイバーは、Dijkstraの最短回路直径アルゴリズムを使用して最短の回路パスを見つけるため、仲介者の数はできるだけ少ないようになり、2つの当事者間に転送パスを設定します。
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しかし、ここでは、中間ノードの信用問題を解決するために：たとえば、彼が正直であることをどのように保証しますか？仲介者が悪をするのを防ぐ方法がなければなりません、HTLCとPTLCは、そのような問題を解決するために使用されます。
アリスがダニエルに100元を支払うと仮定しますが、それらの間にチャンネルはありません。アリスは、ボブとキャロルを通じてダニエルに支払うことができることを発見しました。これは、HTLCを支払いチャネルとして導入することです。まず第一に、アリスはダニエルにリクエストを開始し、その後ダニエルはアリスをハッシュrに送りましたが、アリスはRに対応するpingh rを知りませんでした。
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その後、ボブとのチャンネルで、アリスはHTLCを介して支払い条項を作成しました。アリスは102元を支払う意思がありますが、ボブは30分以内に重要なRを言います。同様に、ボブはキャロルでHTLCを作成します：ボブは101元をキャロルに支払いますが、キャロルは25分でキーRを言います。そうでなければ、ボブはお金を引き出します。
キャロルは、ダニエルと一緒にチャンネルでHTLCを作成するのと同じように作られました。キャロルは100元を支払う意思がありますが、ダニエルは20分でRの明るいテキストについて彼女に話します。
ダニエルは、アリス以外の誰もRのコンテンツを気にかけないので、キャロルのキーRに対するキャロルの要求が実際にアリスが望んでいることを理解していることを理解しています。そのため、ダニエルはキャロルと協力してRのコンテンツを伝え、キャロルから100元を獲得します。
その後、想像するのは難しくありません。キャロルはボブにキーRに語り、101元を取得しました。私たちは皆の利益と損失を観察し、アリスが102元を失い、ボブとキャロルが1元の純利益を上げ、ダニエルが100元を獲得したことがわかります。ボブとキャロルが獲得した1ドルは、アリスから引き出される手数料です。
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たとえば、誰かが上記の支払いパスで立ち往生していても、キャロルはキーrの下流のボブに通知されず、ボブを失うことはありません。アリスも同じです。
ただし、Lightningネットワークには問題があります。パスが長すぎると、支払いの信頼性が低下します。一部の仲介者はオフラインである可能性があります。または、バランスで特定のHTLCを構築するには不十分です（前のケースでは、各中級者の少なくとも100元など）。したがって、すべての中間ノードがパスに追加され、エラーの可能性が増加します。
また、HTLCはプライバシーをリークする場合があります。オニオンルーティングはプライバシーを適切に保護できますが、たとえば、最初のイニシエーターアリスを除き、各ジャンプのルート情報を暗号化しました。誰もが隣接する上下の家を知っているだけで、完全なパスを知りません。しかし、実際には、HTLCはまだ簡単に推測できます。神の私たちの視点は、次の道を見ています
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ボブとダニエルが同じエンティティによって制御されている2つのノードであり、多くの人々が毎日多くの人々からHTLCを受け取っているとします。彼らは、アリスとキャロルがHTLCを送るたびに、知るべき鍵は常に同じであり、ダニエルに接続された次の家族のイブは常にキーRのコンテンツを知っていることを発見しました。したがって、ダニエルとボブは、アリスとイブの間には常に同じキーに関連しているため、支払いパスがあると推測できます。これにより、アリスとイブの関係を推測し、監視を送信できます。
これに、Fiberは、PTLCに基づいてPTLCに基づいてプライバシーを改善します。PTLCとオニオンルーティングを組み合わせることにより、ファイバーはプライバシー支払いに理想的なソリューションになります。
また、従来のLightningネットワークには、「交換サイクリング攻撃」シナリオがあり、支払いパス内の人の資産を盗むことができます。この発見により、開発者のアントワーヌRケアは、ライトニングネットワークの開発から撤退することさえできました。これまでのところ、Bitcoin Lightningネットワークには、この問題を解決するための基本的な措置はまだありませんでした。
現在、CKBの職員は、取引プールのレベルで改善することにより、上記の攻撃シナリオをファイバーに解決できるようにできます。交換用の取引サイクル攻撃と解決策は脳の燃焼であるため、この記事では、説明するために長さを利用し続けるつもりはありません。
全体、プライバシーであろうと安全性であろうと、ファイバーは従来のLightningネットワークよりも大幅に改善しました。
ファイバーとビットコインライトニングネットワークの間のクロスドメインの支払い
HTLCとPTLCを使用して、ファイバーはビットコインライトニングネットワークでクロスドメインの支払いを達成し、「クロスドメインの挙動の原子性」、つまり、クロスドメイン関連の手順に関連するすべてのステップが完全に成功するか、失敗しました。
クロスドメインアトミックが保証された後、クロスドメイン自体が財産の損失を引き起こさないことを保証できます。ファイバーとビットコインライトニングネットワークの相互接続を作成できます。たとえば、ファイバーと稲妻ネットワークで構成されるハイブリッドネットワークに支払いパスを設定でき、ユーザーはファイバーのBTC Lightningネットワーク（BTCのみ）に直接ユーザーに転送します。繊維のCKBおよびRGB ++資産。
私たちは単に原則を言います：アリスがファイバーネットワークでノードを実行し、ボブがビットコインライトニングネットワークでノードを実行すると仮定するとアリスは、クロスドメイントランジットプロバイダーを介したこの転送を実現できるボブにいくらかのお金を送金したいと考えています。具体的には、Ingridは、それぞれ繊維およびBTC Lightningネットワークでノードを実行し、トランスファーパスで仲介業者として機能します。
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ボブがBTCを受け取りたい場合、アリスは1 CKBを使用して1 BTCを変更するなど、イングリッドと為替レートを交渉できます。アリスは1.1 CKBを繊維のIngridに送信でき、IngridはBTC Lightningネットワークでボブボブを送信し、Ingridはハンドリング料金として0.1 CKBを残します。
その中の特定の操作方法は、実際にアリスとイングリッドの間の支払いパスを確立することです。同様の真実が実際にお金を受け取るために、イングリッドキーRの内容を伝えなければなりません。IngridがキーRを取得したら、HTLCでロックするお金のロックを解除できます。
BTC Lightningネットワークとファイバーで発生したこれら2つのクロスドメインの動作はアトミックであることに注意する必要があります。つまり、2つのHTLCのロックが解除され、クロスドメインの支払いが正常に実装されています。アリスがお金を与える状況なしに、ロックを解除しないでください。クロスドメインの支払いは失敗します。
（実際、Middleman Ingridはキーrを知った後、AliceのHTLCのロックを解除できますが、損傷しているのはユーザーAliceではなくIngridです。そのため、ファイバーの設計はユーザーにとって安全です）
この方法では、第三者を信頼する必要はなく、異なるP2Pネットワーク間の転送挙動を達成でき、変更はほとんど必要ありません。
BTC Lightningネットワークの他の利点と比較したファイバー
前に言及しました、Fiberは、CKBネイティブ資産とRGB ++アセット（特にStablecoins）をサポートしています。これにより、実際の支払いシナリオで大きな可能性があり、毎日の少額の支払い需要により適しています。
また、ビットコインライトニングネットワークには、流動性管理である主な問題点があります。誰もが私たちが最初に言ったことを覚えているかもしれません、支払いチャネルの全体的な残高は固定されています、そのうちの1つのバランスが疲れ果てている場合、他の当事者が最初に彼に送金することはできません。
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また、複雑なマルチジャンプネットワークにある場合、一部の中間ノードのバランスを外側に転送することはできず、支払いパス全体が失敗する可能性があります。これは、稲妻ネットワークの問題の1つです。
しかし、BTC Lightningネットワークでは、Channelのオープンまたはオフの流動性を注入する手順はすべてBTCチェーンで実行されます。假设你想开启一个容量为100美元的通道、但建立通道的操作花掉10美元手续费、那这个通道在初始化时就磨了你10％的资金、这是让大多数人无法接受的；对于Lobricity Injectionおよびその他の作業も同じです。
繊維には非常に重要な利点があります。まず第一に、CKBのTPSはBTCよりもはるかに高く、第二に対処するためにハンドリング手数料が到達する可能性がありますファイバープログラムは、水銀層を備えた新しいソリューションを開始しました。これにより、流動性注入作業により、チェーンの操作を取り除き、UXとコストの問題を解決できるようになりました。
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この時点で、私たちのシステムは、繊維の全体的な技術的アーキテクチャを組み合わせました。ファイバーとライトニングネットワーク自体に関与する知識ポイントは多すぎて複雑すぎるため、単に記事がすべての側面をカバーできない場合があります。将来、Lightning NetworkとFiberのトピックに関する一連の記事を発表します。
