菜鸟学习状态通道 广义状态通道
fzny61226
发表于 2022-12-19 14:33:29
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广义状态通道的意思是,用户可以用同一个通道做多种不同的事情。
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###广义状态通道有何意义?
没有状态通道,任何以太坊上的 App 都必须承担高额手续费,忍受延迟,因为 App 高度依赖于链上交易。使用 App 定制型状态通道,我们可以创建更经济更高效的 App ,用户只要在启动和关闭 App 时支付就可以了。广义状态通道更进一步地改善了这种情况,用户只需要在关闭 App 时支付。! F- D2 J4 j& j7 M/ c5 C4 V$ ]- b* o
注意:当我说“支付”的时候,我的意思是向链上提交交易。$ U4 D t0 {0 b# y! a7 r
###广义状态通道2 f; u; s- c* E. b- U% [ R5 _
7 O, l6 `0 M8 K+ I' d
在技术上,要开启广义状态通道,所需要求与 App 定制型状态通道一般无二:一个足够强大的多签钱包就足够了,参与者用于锁住状态。区别在于,用户无需为每一个应用都“安装”链上组件——即便要使用多个应用,该多签钱包也将是用户所需的唯一链上组件。, P0 }$ G3 \- u+ L3 K
# `) U! |) P8 Z' w3 U6 M
App 定制型状态通道(回顾)- k4 ?+ I+ e" v3 W: u( n
8 m* N. n6 M$ p
鉴于在部署链上组件这一点上差别极大,我们先回顾一下我们在前面的文章中讲到的内容。在前文中,我们遵循下列步骤在多方间打开一个 App 定制型状态通道:$ y$ P0 _3 A/ M% k$ c8 a U
与相关方一起,部署一个多签钱包,把规则集(用来解析发送给钱包的交易)加到链上。7 g) w0 o- n* Z* S
9 g' m$ m+ w$ l( S& }7 W$ Z1 c
在他们进行不同的操作时,在参与者之间广播已签名的消息。: d, A( t7 }2 A# B2 H# N
" n9 v- j5 X' |
当参与者准备好开启或退出通道时,他们会把所有参与者签名的最新状态提交到多签钱包,多签钱包根据内置的规则集,决定如何在参与者之间分钱。
这种配置看起来就是下图的样子:& M" X+ @2 ~* G
-在任何时候,Bob 和 Alice 都可以把双方都签过名最新状态提交到多签钱包,来配置通道。-5 A, \# L' c% e, z9 t z$ Y6 D0 V
+ \3 |- Y( q7 k
注意,上述过程所用的多签钱包只支持符合其内置规则集的 App 。再次强调,广义状态通道通过“反事实实例化(Counterfactual Instantiation)”扩展了 App 定制型状态通道的功能:允许新的 App 安装在现有的状态通道中。/ n2 ]( D# F( [4 u$ [( G
###反事实实例化
反事实实例化是一个通道内成员同意接受链下智能合约约束过程。这是一个比较奇怪的概念,因为它意味着“链下代码即法律”(给 Liam Horne 点小费吧,这是他提出的),一下是一个简单的例子:
So Easy (作者你是认真的吗?)-, N8 P- C3 Q1 \/ B% P8 r
要创建广义状态通道,我们唯一需要的就是一个多签钱包。我跟阿剑各往钱包了存了 5ETH,并且决定要在我们之间创建一个支付通道。所以,我们在链下创建了一个支付通道,并且都对合约代码签过了名,同意在关闭通道时部署它。我们同样也对基于已部署的支付通道的最终状态、发往多签钱包的条件支付请求签了名。
那么,使用同样的方式——所有参与者都签名,我们不仅能保证状态的可信,也能保证代码的可信。所以,只要我们都签署了代码,我们就可以像该代码已在链上部署的那样,放心地签署相关的状态。两种方式最主要的不同就是,我们只需要在想要结算状态通道时部署代码。" S" _3 G! @4 \" s& C& B6 S6 A/ Z
/ |! `6 Q# i" T& k9 S! n
那么,当我们想结算时的时候,我们需要: D9 g1 T9 a! a6 d8 b
( y2 Z# P! {3 n: f
部署支付通道合约
3 y; z. r9 A! |6 }7 I, D8 g- e) H! R
向该合约提交所有参与者签名的最新状态
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(基于支付通道的余额)将条件支付请求提交给多签钱包- y! b- [( A$ Z! L
多签钱包给各参与方支付
那么,反事实实例化使我们可以假设链下代码已经被部署到了链上,并据此行动;因为我们可以在任何时候部署上链并提交最新状态。但是,这就有个问题——我们如何在没有链上地址的情况下签署状态转换?这就是注册合约的用武之地!" b. l1 W2 R# [
: Z0 s# s1 X1 y4 I# l9 v
###注册
从比较抽象的层面上讲,注册器智能合约允许我们做以下操作:. b* o/ ]9 X' k4 e' ^
基于合约字节码,创建一个链下地址(cfAddress)8 [8 u* n) j F+ i s' _- d
# ^" x( Q) r$ ^
部署智能合约,并把 cfAddress 和链上地址进行映射5 v) X5 V. Y" {
通过 cfAddress 执行链上合约代理调用5 z$ @, u' p- l5 B, R
注册合约伪代码:% D9 I8 ?( Z+ [
% d; u0 X. Z. g2 O5 P
contract Registry {0 I) L R ^6 E, L1 ^
mapping(bytes32 => address) resolver;" R9 v( Q1 |0 C9 T$ u! O
. `3 V2 k5 I- [# H
function cfAddress(bytes code) returns (bytes32) { ... }
function deploy(bytes code) { ... }. d/ d/ W# }( A1 O+ Z5 J9 F& W
% O- F$ X, R3 H, c) {! t
function proxyCall(Registry r, bytes32 addr, bytes data) { ... }) i- F) }: z( g" S
}
所以,如果你想部署一个合约,你需要用交易调用 deploy 函数,并以合约的 initcode(初始码)作为参数(一般来说,它是与 ABI 编码的构造函数参数连接的合约构造函数字节码)。这个函数把智能合约部署到链上,并且把合约地址加到注册映射表中。
9 \2 T& Q9 N* F# z
以这种方式,你可以通过注册表中的解析器创建相互引用并互相依赖的链下合约。那么,要是想让我们上述例子中的通道运行起来,我们就得通过注册合约来部署支付通道,在多签钱包的条件支付中解析出支付通道的地址。3 L" X8 S" q1 i& w6 h
# g! H- z* y* Y* M1 Y! S- s
###依赖
注册合约允许我们做的就是可以建立互相依赖的链下合约,就像合约 A 依赖于合约 B,只有在 B 最终确定之后,A 才能确定(条件层级确定性)。
-以上我们可以看到,除非 Nonce 合约确定了,否则 PC 合约无法确定。-
# w4 q/ N0 [8 u' f
你看,上面是一个比较基础的例子,我们要求当前合约基于另一个合约的布尔条件值。我们可以扩展这个条件,允许所谓的“原子状态转换”。
###原子状态转换, z: X' L3 l$ i- i' V" \6 r( U
根据这种层级的依赖结构,我们可以进行原子状态转换,转换的同时,伴随着一些合约生效,一些合约失效。下面例子表明,一个 10 ETH 的支付通道,基于 nonce 值,转换为一个 8 ETH 的支付通道,加一个 2 ETH 的扑克游戏。
2 f) Z, ~3 n [5 ?
-合约的有效性基于 nonce 值-
如果支付通道的双方都同意用支付通道里的 2 ETH 来创建一个扑克游戏,他们可以签署支付通道的余额更新变化,从(5,5)到(4,4),同时签署一个内置 2 ETH 的扑克合约,nonce 合约的 nonce 值是 4 的时候,这两个合约才会生效。
-基于新 nonce 值的原子状态转换-/ B) I. t* S1 J: S, r8 K# j3 W- ~
当支付通道的双方都签署了支付通道和扑克合约的条件更新之后,他们可以签署 nonce 合约,使得 nonce 值加 1。一旦 nonce 值更新为 4,旧的支付通道状态就会失效,同时扑克合约和新的支付通道状态就会生效。9 d% f! n+ Q, y9 ?
有原子状态转换,代码升级就会变得容易。如果之前支付通道的参与双方想修复代码中的 bug,他们可以在更新余额的时候修复代码。当更新 nonce 值后,之前有 bug 的代码就失效了。; c: B+ | x2 ?: ~" e. J: v( a
下面有个例子,这就是基于“根 nonce”合约的一系列反事实合约:
根据这种架构,我们可以通过一个“根 nonce”合约有条件地更新所有链下合约的有效性。这允许我们可以根据参与方的需求,迭代地从状态通道中添加和删除链下合约。
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配置通道
# f6 h4 X2 ^6 R1 p
假设我和阿剑想玩四子连珠的游戏。我们将会这样做:
部署根 nonce 合约、ETH 支付通道(PC)、ETH 条件支付通道(CPC)和四子连珠智能合约
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向四子连珠游戏提交最新的签过名的状态# M* u3 g( K* h L/ r6 g
基于四子连珠的游戏规则确定 CPC
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基于 CPC 确定 PC
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向多签钱包提交已签名的条件支付(基于 PC 的最终确定状态进行支付)& X# M7 U, v5 _2 i% Z
因此,我们可以一直开启其他状态通道,甚至允许我们重用已经部署在链上的四子连珠游戏的代码。下一次我们想要玩游戏的时候,我们只需要对游戏状态进行签名,然后提交到已经部署好的智能合约上。唯一需要实现的是取消现有链上代码的确定性,这是一个实现细节。
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###注意:你不需要像我展示的四子连珠、CPC 和 PC一样,为你的合约加上这么多的依赖。无论你希望怎么做,这都取决于你和你状态通道中的伙伴。
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现在,假设阿剑的朋友 Hunter 想跟阿剑玩四子连珠游戏,但是他只跟我开了一个状态通道,这时候 Metachannels 就可以派上用场啦。
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###Metachannels
Metachannels 是状态通道上的虚拟通道(参见本系列 Part-4)。要创建一个 Metachannels,你需要两个想交互的参与者,他们各自有一个状态通道,并且通道的另一方是同一个人。两个参与者同意创建一个新的合约,通道另一方(即共同的中心)会与他们一起创建一个代理合约,指向两个参与者的新合约。看起来就像下面这张图:6 j L: m& p& d% I4 L! K
-广义虚拟状态通道 = Metachannels !-
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我们可以无限地扩展这个模型,让我们想跟谁玩四子连珠,就能跟谁玩。
###广义状态通道的优点
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引导——因为我们所需要的只有一个多签钱包,我们可以很容易在链上现有的多签钱包中选择一个开始开发。& n" l* M8 _; j, ^
隐私——除了参与者之外,没有人知道状态通道内发生了什么,对于外部世界来讲,参与者之间只有一个多签钱包。
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可升级——如果链下代码中有 bug,所有参与者可以通过链下的操作修复 bug,不需要进行任何链上操作。" o. q" f% @. f, i3 {# U' x
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可重用——这种方法有效地鼓励了通用链上库的形成,让所有状态通道都可以引用。
###Part-6:反讹诈' c$ @9 w) i4 H# C3 W" E! _
k& r. `% R' t3 g' g
在我下一篇博文中,我将会深入讲解状态通道中的反讹诈。讹诈即是说参与者向通道提交一个对自己更有利的较早状态。博文的焦点是 Pisa.
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