ICE:技術視點丨從“萌芽”到“大樹”,KMD和原子互換之間不得不說的糾葛_區塊鏈

導言：本文的目標讀者是那些想要了解原子互換歷史的研究人員、分析專家等。本文中的研究內容由Komodo團隊整理，加入評注便于讀者個人調查取證。

去中心化交易所和原子互換簡介

那些熟悉區塊鏈、去中心化交換和原子互換概念的讀者，可以直接跳過此部分。

Komodo白皮書第一章：區塊鏈技術入門

對于那些對區塊鏈技術完全不了解的人，Komodo白皮書的第一章用了30頁的筆墨描述了區塊鏈技術，以及它引發行業關注的原因。

原子互換的發展史

發展到今天的原子互換不僅僅歸功某一個人，也不歸于某一個時機。有很多學者在公共論壇交換意見、征求反饋、測試概念以及質疑他人觀點。

幸運地是這些努力都被網絡論壇一一記錄在案，大家可以追蹤到具有創新點的那個帖子。BitcoinTalk.org是孵化期階段最受歡迎的在線討論網站，這個網站都有附上有效時間與用戶資料，研究人員可以有序地瀏覽用戶發帖的整個歷史記錄，此外，大火的GitHub.com代碼存儲庫中也有時間戳與有效的元數據。

Sergio·Damien·Lerner：已知的第一個原子互換提議者

第一個已知的有關“原子互換”的發帖人來自SergioDamienLerner。他將原子互換的概念發到BitcoinTalk.org上：

今天給大家介紹一種新型P2P協議，我在一個替代幣中用這種協議作為概念性證明。

這種協議可以在沒有中心點的情況下跨幣進行P2P交易，在我看來，它就是替代幣的“圣杯”。它可以給加密貨幣系統帶來全新改變，所有幣可以彼此互換。它的優勢無可比擬：無需交易網站，可以自動交易比特幣。也就意味著替代幣非常依賴于比特幣，他們需要比特幣才能加入加密貨幣游戲。

簡單地解釋一下：

假設有兩種加密貨幣XC和BTC，兩個貨幣都有自己的區塊鏈和客戶端。用戶A有一些XC，他想用XC買一些BTC，而用戶B則恰恰相反。雙方找到彼此，確認交易價格。發生兩筆支付，A支付給B，B支付給A。我們分別稱之為第一筆付款和第二筆支付。兩位用戶在XC系統和Bitcoin系統都有一個地址。

原子互換協議的工作原理如下：

1.用戶A向XC系統中用戶B的地址提交“a數量”的XC作為第一筆付款。這是一筆帶有“合同”性質的特殊付款，如果某個特定“證明”在交易后的有限時間內公布，則“合同”自動執行。

2.用戶B按照標準，通過Bitcoin系統發送b數量的BTC給A，這是第二筆支付。

合同規定，將比特幣復制到一個名為“證明”的特殊交易中，證明第二筆支付實實在在完成。

協議還規定：

·分叉鏈的大小，取決于打包第二筆支付的區塊得到的確認數多少。

·分叉的區塊哈希開始應該源自根塊，應選擇過去一些區塊作為根塊，避免選擇被競爭分叉鏈遺棄的區塊。例如，假設當前區塊為BLK，過去的區塊為Prev，雙方可以選擇Prev^3中的一個作為根塊，長度至少在9個區塊。

聲音 | 尚福林：國有銀行應進一步運用區塊鏈等技術增強金融服務能力:據新華網消息，近日，在第十七屆中國企業發展高層論壇上，全國政協經濟委員會主任尚福林表示，要著力增強金融服務實體經濟的能力，國有大型銀行的重要任務之一，是進一步運用大數據、云計算和區塊鏈等信息技術，加強普惠金融事業部建設，加大小微企業專營機制建設力度，提高對重點領域和薄弱環節進行標準化、規范化、便捷化服務的能力。[2019/1/25]

·第二筆支付出現在根塊后最大塊數，之所以最大是為了防止XC合約超期，因此交易只能單向進行。

當證明交易在XC區塊中公布時，客戶端自動接受第一次付款，從A支付a數量XC給B。

我設計了一款概念性證明協議，當一切就緒時我會公布協議代碼。該系統能理解所有替代幣和未知貨幣合同。用戶指定一個針對第二筆支付的“模版”，并約定數值，以及一個區塊格式模版。

誠摯地問候，

Sergio

備注：我將協議命名為P2PTradeX，因為我在google上沒有搜索到這個詞。

Sergio說他設計了一個概念性證明，但并沒有公布代碼鏈接，我們無法聯系上他作解釋說明。

從他寥寥幾句話中，我們無法確認其代碼的可靠性。由于技術上的難點，比如比特幣的“時間鎖”和“prevout”，他也似乎沒有打算當時直接在比特幣上實現。于是，Sergio創造了另一種獨立貨幣，如果不滿足合同條件，則可以退款。

撇開在原子互換中使用比特幣的種種限制不說，Sergio可能是最早的一批嘗試者，即時不是，也對后世影響深遠。

Sergio發起的帖子并沒有激發社區多大熱情，只活躍了一年左右。可能只是當時社區還未認識到這個想法的價值。

針對Sergio在BitcoinTalk討論，用戶@ripper234在2013年5月21日發表了最后一條評論，也就是在Sergio發帖整整一年之后。@ripper234告訴我們他收集了Sergio和TierNolan的提議，在比特幣維基上創建了一個新頁面。

查看該比特幣維基頁面的創建時間可以確認它確實誕生于2013年。

@ripper234還在Sergio的討論帖子上表示，原子互換的想法在2013年只是一個提議，目前還沒有人發布比特幣的工作原型。

比特幣維基后來成了Komodo開發負責人JamesLee的靈感來源，他在2014年構想出第一個原子互換證明概念。

帖子中的另一位用戶@XertroV，2013年6月21日帖子討論尾聲的時候，評論他們正在構建一個與原子互換相兼容的去中心化交易所，他們還給出了論文與代碼證明。

和Sergio一樣，XertroV的早期嘗試也沒有得到社區的積極響應，而且XertroV對項目的熱情也似乎在2014年停止了。

SergioDamienLerner對原子互換的興趣似乎自發帖后便遞減了。目前他可能已經轉為安全審計工作，以及支持RSK區塊鏈。

動態 | 佛山市禪城區將建立基于區塊鏈技術的養老平臺:據廣州日報消息，1月22日，廣東省佛山市召開2019年全市民政工作會議，禪城區民政局副局長鐘群介紹，在共享社區構建的基礎平臺上，禪城將計劃建立“區塊鏈養老服務”架構，搭建養老服務區塊鏈數據共享和聯動平臺，利用數據交換和與IMI系統的融合對接，將區塊鏈技術運用到養老服務身份認證、服務質量、服務評價等流程，完善服務管理機制，并應用到“居家上門服務”“生活幫扶”等服務，精準對接養老服務需求。[2019/1/23]

TierNolan：原子互換冠軍

2013年4月，用戶開始意識到區塊鏈技術的真正價值，政府也很快會在這一領域發揮積極作用。這將BitcoinTalk.org上的討論引向了去中心化交易所的概念，每天都有關于去中心化交易所如何交換和工作的新討論。

一位名叫@TierNolan的精通技術的用戶對這個話題產生了興趣，一個月后他發布了著名的原子互換方案。

在得到用戶@iddo和@gmaxwell關于比特幣“鎖定時間”功能的建議后，Tier創建了原子互換的基本架構，與目前的原子互換非常相似。

A選擇一個隨機數x

A創建交易1：“如果已知H中的x或B已簽名，或者A或B已簽名，則支付w數量的BTC給B的地址。

A創建交易2：“從交易1支付w數量的BTC給A的地址，鎖定48小時，由A簽署。”

A發送交易2給B

B簽署交易2后，將交易2返回給A

1）A向網絡提交交易1

B創建交易3：“如果A知道H中的x，且簽署了交易，或者A或B簽署了交易，則將v數量的替代幣支付給A的地址。”

B創建交易4：“從交易3中支付v數量的替代幣給B的地址，鎖定24小時，由B簽署。”

B發送交易4給A

A簽署交易4后，將交易4發回給B

2）B向網絡提交交易3

3）A給出x花費交易3

4）B給出x花費交易1

這就是原子互換，如果交易過程中出現停止，隨時可以逆轉。

在交易1之前：沒有任何公開的廣播，所以沒有任何交集

交易1和交易2之間：A在48小時后用可以申請退款交易把錢取回

在交易2到交易3之間：B在24小時后可以申請退款。A要再等24小時才能退款

交易3后：在交易2之前完成

A必須在24小時內消費完他的新貨幣，否則B可以要求退款并保留自己的貨幣

B必須在48小時內消費完他的新貨幣，否則A可以要求退款并保留自己的貨幣

為了安全起見，兩人都應該在截止日期前花時間完成整個流程。

如今，原子互換的公式可以更加精簡，以下摘自Komodo的博客。

動態 | 索尼發布新款游戲，市場系統將基于區塊鏈技術:據coincryptorama報道，索尼已批準發布一款新的PlayStation 4游戲，該游戲將采用基于區塊鏈的市場系統。這款游戲名為Plague Hunters，游戲玩家可以在市場上交易其游戲資產，交易市場將使用以太坊區塊鏈技術。[2018/11/19]

步驟0

Bob在去中心化交易所上發起一筆訂單，此為第0步，因為這步不屬于原子互換的范疇，但原子互換前必須有這一步。

步驟1

Alice看到Bob的訂單，接受了。她支付交易總額的0.15%作為原子互換手續費，手續費是確保Alice和其他用戶不向網絡發送垃圾郵件。Bob無需為交易支付任何費用。

此外，手續費必須是一個獨立于Alice與Bob的交易之外的UTXO。了解更多，請閱讀Komodo的UTXO概述。

一旦Alice支付了費用，原子互換就正式啟動。

步驟2

Bob發送一筆訂金到一個安全的地址，原子互換的去中心化確保了交易結束之前，任意一方，無論是Bob、Alice還是任何第三方管理人員——都無法獲得這些資金。

Bob的訂金必須是他最初發出訂單金額的112%。如果Bob是一個誠實的執行者，無論交易成功與否，訂金會原路返回給他。訂金只是防止Bob作弊。

與Alice的手續費一樣，Bob的訂金必須是一個單獨的UTXO。?

步驟3

Alice將自己的KMD發送到第二個安全地址。同樣，在互換結束之前，Bob、Alice、甚至Komodo平臺管理員都無法接觸這些資金。

若出于某種原因，此步驟交易失敗，便會暫停并取消原子互換。此刻Bob的BTC訂金將返還給他，Alice的KMD也將返回給她。

步驟4

Bob將自己的BTC付款發送給Alice，完成自己這部分交易。這部分BTC訂金不包括步驟2中的BTC訂金。只有Alice才能認領Bob的BTC訂金。

步驟5

現在Alice可以接受Bob的BTC付款。一旦Alice認領了Bob的BTC付款，Bob就能夠獲得Alice的KMD付款。

步驟6

Bob接受Alice的KMD付款。此刻，雙方都獲得了他們希望交易的資金。原子互換成功。

步驟7

既然雙方完成資金互換，此時Bob便可以取回自己的BTC訂金了，原子互換流程結束。

步驟7是用來激勵雙方繼續下一步交易。它也是一個原子互換，按照字面理解：原子互換完全在Bob和Alice的意愿上進行；不發生互換，Bob和Alice的資金各自退還給他們。

也就是這樣，用戶@ripper234總結了原子互換的概念，并把這個概念發布到比特幣維基頁面上。

聲音 | 央行副行長：區塊鏈將作為核心技術或將徹底改造金融行業:據第一財經報道，日前銀行科技發展獎觀摩研討會在建設銀行武漢南湖生產園區召開。人民銀行副行長、銀行科技發展獎評審領導小組組長范一飛指出，當新金融遇上大科技，金融的根本痛點得到緩解。在本輪浪潮中，區塊鏈與人工智能將作為核心技術，或將徹底改造金融行業。區塊鏈應用主要應用于保險、證券結算、身份認定等等；“人工智能+金融”已經吸引了一級市場的廣泛關注，創投金額5年間增長了12倍，預計2020年金融IT應用投資規模將超過200億人民幣，市場空間可達千億。[2018/11/8]

2013年8月2日，Nolan宣稱將用自己獨創的方式證明原子互換，這是社區最早嘗試用基于比特幣的區塊鏈進行原子互換。

在Nolan在嘗試原子互換的過程中，用戶@socrates1024吸收了TierNolan和SergioDamienLerner提出的概念，并在比特幣維基頁面上優化了這些概念。

SergioDamienLerner這時候出現了，并表示@socrates1024提出的優化版本沒有任何缺陷。

2014年2月13日，當被問及原子互換是否有何進展時，Nolan表示，遇到了阻礙。一個被稱之為“交易延展性”的問題阻斷了進展。簡而言之，比特幣協議同意在交易提交到網絡處理與打包進區塊之前這段時間，更改交易。這樣一來，惡意用戶可以發起攻擊。因此即使可以在BTC鏈上執行“偽”原子互換，但在其他鏈行不通。

2014年3月，@k99提出了一個可以緩解該問題的想法，這個想法得到了TierNolan的認可。

引用自：k992014年3月22日，03：11：37?

我認為解決交易延展性問題可以通過Bob支付押金的方式來解決。??

雙方支付相同的金額，Alice支付給Bob資金，交易后Bob取回自己的訂金。

交易1：

交易1輸入：Alice拿出x數量的BTC

交易2輸入：Bob拿出x數量的BTC

輸出：

if子句：MultiSig

else子句：2xBTCtoBobsaddressandredeemerneedstosolveH(x)

Bob簽署交易1，然后將交易1發送給Alice，Alice簽署交易。

Alice選擇自己擁有的x數量代幣作為交易1輸出，然后發送給Bob。

Bob創建交易，簽署后發送回給Alice。

Alice簽署交易后，得到哈希值。

Alice創建一個退款交易。

輸入

Alice簽署2x的交易1，鎖定24小時。

輸出

x給Bob

x給Alice

Bob簽署交易，并將交易發送給Alice

動態 | Square公開其BTC冷藏技術Subzero文檔、代碼和工具:Square官方宣布公開其比特幣冷藏技術Subzero的文檔、代碼和工具。據了解，Subzero是一款企業離線比特幣錢包。[2018/10/23]

現在Alice收到一個退款交易

然后她可以發布交易1

如果這步Alice暫停了，她可以用Bob的資金作為贖金。

最糟糕的情況，Alice24小時后才能取回自己的資金。

Alice的手開始顫抖起來，她的xBTC此時被鎖定了。

“Alice是揭露密鑰的償還者，因此她決定交易是否執行或取消，可能還要另外的保護措施。”

小額支付自動交易也是一個辦法。

這可能是針對延展性問題的一個常規解決方案。如果你以前與某人交易過，你會信任那些一方交易1%或總交易額1%的小額交易。

@k99提出的概念增加了安全性，如果Alice與Bob在區塊鏈以外建立信任，那么自建立信任起，可以對將來的交易賦予一些信任。雖然這個概念相當有效，但它仍未完全滿足基于原子互換的去中心化交易所的要求。

討論之后，Nolan得出結論：比特幣需要部署新功能才能完成原子互換。于是他起草了一份正式文案“比特幣改進提案”。

BIP的核心理念非常簡單：Bitcoin協議中需要有一種將資金鎖定一段時間的函數，當滿足特定規則和條件時便執行腳本。該腳本可以驗證發送到等待池中的交易是否與打包進區塊的交易一致，從而破除攻擊載體。

雖然Nolan提出的BIP沒有被比特幣協議接受，但給其他比特幣愛好者創建BIP帶來了靈感。

CLTVBIP的貢獻者們非常出色，有PeterTodd、@Luke-Jr以及其他區塊鏈技術先驅。

將CLTVBIP添加到比特幣協議中需要硬分叉升級，在結束原子互換介紹之際，一起來看看Komodo為原子互換做出的努力。

JL777：原子互換去中心化交易所軟件先驅

JamesLee，又稱JL777或James，原子互換技術的早期先驅，Komodo的首席開發人員，他為了將原子互換技術帶給大眾做了不懈努力，最后他成功了。JL777最初在2013年發起區塊鏈項目，2014年著手原子互換，2015年他執行了首個不安全的跨鏈原子互換，2016年初CLTVBIP發布后，他執行了第一次安全的原子互換，到年底他創建了一款自動執行原子互換的軟件。2017年8月至2018年1月，他的軟件為上百位用戶在開源互聯網上執行1.2萬次原子互換。大多數的用戶沒有技術經驗，而是下載指南文件，按照交易步驟一步一步執行。還沒有其他原子互換先驅取得與JL777同樣的成績.

2013年末，James首次接觸區塊鏈技術。當前大家對James知之甚少，出于安全考慮，他選擇了匿名。“James·Lee”只是一個代稱，并非他真名。在他向公眾透露的基礎信息中，他有約20年的C編程語言經驗，專長是編寫GPU核心代碼，以及為金融部門編寫代碼。最初加入區塊鏈是因為對投機NXT和XRP，以及網關服務感興趣。到了2014年1月，他轉為對區塊鏈軟件開發感興趣，2014年2月他已經是去中心化交易所的技術先驅。

2014年4月，James準備公布他的第一個去中心化交易所，他稱之為InstantDEX。在當時，去中心化交易所是顛覆性的概念，激發了Nolan創建原子互換理論的激情，但無果而終。同時，XertroV也進行了嘗試，但并未向社區證明其理念的可行性，他的理念與原子互換的關系至今仍不明朗。

但是，雖然“InstantDEX”已淡出人們視線，但它的大部分代碼仍活躍在Komodo的技術之中，造就了Komodo成為DEX先驅之一。比如，BitShare將在今年晚些時候著手構建，另一大受歡迎的去中心化交易所EtherDelta，似乎在2016年才開始構建。與InstantDEX同時代但為數不多存活下來的交易所Bisq表現平平。

InstantDEX的初衷是創建一個去中心化網關，允許代幣資產交易。在當時InstantDEX模型已成為常規的解決方案，為后來者BitShares項目效仿。

James構建了beta版本的InstantDEX，他在比特幣維基頁面上看到了@ripper234收集的“原子互換”資料，然后通過谷歌發現了TierNolan的提案。于是2014年4月，James宣布自己打算實現一個修改版的原子互換，單單只交換NXT資產。

當時James明白，對于純跨鏈原子互換，它的核心區塊鏈技術還不夠成熟。他需要增加了一個原子互換功能演示作為概念性證明。他努力幾天之后，互聯網上一些匿名用戶具備執行自動跨鏈原子互換的能力。

該原子互換的代碼終于在存儲庫中找到。

James將原子互換帶到大眾的視野當中，但并未推向高潮。

2014年6月James完成了beta版InstantDEX。從那時起，James便專注于針對普通用戶可用的可互操作性區塊鏈技術。在此期間他做出了大量嘗試，但這些超出本文探討的范圍。總而言之，他試圖創建一個協同工作的區塊鏈網絡，而不是一個依賴單一的區塊鏈。2014年9月，他再次宣布打算用原子互換技術連接區塊鏈，但這是他大計劃中的一小部分。

2015年9月6日，James遇到了困擾Nolan等用戶的“交易延展性”問題。除了實現“時間鎖”，還能在NXT和BTC之間進行跨鏈原子互換。與其他先驅的解決方案類似，James的方案只適用于“偽”原子互換，無法承受大眾的質疑。

對于James的討論，TierNolan給出了以下澄清：

他還計劃引入一個新的OP_CHECKSIG操作碼。它有一個屬性是如果從區塊0開始使用n-txid，它會將交易中的所有交易id替換為n-txid。

這就解決了延展性問題，因為其他所有內容都由交易的創建者簽名。

OP_CHECKLOCKTIMEVERIFY也可以解決延展性問題。它消除了退款交易創建時間鎖的需要。

后來：

OP_CHECKLOCKTIMEVERIFY的目的是達到“快速交換”。原計劃在最后一個軟分叉之際部署該功能。

但由于區塊大小的爭論延緩了計劃。

從以上可以看出，很多比特幣愛好者在進行原子互換交易時，已經達到了與JL777相同的測試水平。

如果沒有CLTV，所有基于BTC區塊鏈的原子互換進程都只是理論。和許多其他早期先驅一樣，James在等待CLTV發布的同時繼續開發他的原子互換技術。

眾望所歸的功能終于發布：OP_CHECKLOCKTIMEVERIFY

2015年11月，“OP_CHECKLOCKTIMEVERIFY”終于添加到比特幣協議的更新中，許多原子互換愛好者為此歡呼不已。

此時此刻，大量的區塊鏈工程師爭奪成為“第一個”使用CLTV執行安全跨鏈原子互換的先驅。如果沒有原子互換交易歷史，Komodo很難判定誰才是“第一個”。也有將來的某天，這些先驅會貼出自己交易的證據。

于James而言，他當時的關注點是大規模的用戶采用。他正在與核心NXT開發人員進行思想上的斗爭，他明白了自己軟件的用戶必須獨立于任何區塊鏈，才能得到大規模采用。2016年2月，James宣布了他的“獨立宣言”和Komodo項目。

與此同時，James與TierNolan、CIYAM以及其他幾個原子互換愛好者合作，解決了將基于比特幣分叉鏈集成到原子互換的問題。這標志著為大眾帶來現代、安全、自動化的原子互換版本的開始。JL777依靠TierNolan、@TPTB_need_war以及其他用戶的支持，澄清和闡明了許多原子互換技術安全方面的顧慮，比如一些攻擊載體“滑動攻擊”，以及一些“剪切和選擇”問題，這些問題導致了替代幣無法實現CLTV。??

2016年9月27日，James完成了他的完全自動化和安全的Beta版原子互換軟件，并發表了文章宣布了這一成就。

雖然核心技術已經研究出來，但是要讓普通大眾使用該技術，則需要基本的basice用戶界面，手動支持、一個代理團隊以及成熟的社區。接下來8個月，Komodo社區會一起努力完成這些指標。

2017年8月，Komodo去中心化交易所軟件正式啟動公測。大多數相關對話都在Github的#tradebots頻道進行，整個過程中，許多未經技術培訓的用戶都在頻繁地使用原子互換功能。

2017年末的“泡沫”時期，當時許多區塊鏈技術的新來者涌入這個領域，尋找投機機會。當市場上市值排名最高的區塊鏈之一萊特幣和另一個熱門的加密貨幣項目Decred宣布“LTC與DCR首次”原子互換時，大眾對原子互換的興趣突然高漲起來。由于萊特幣身居高位，而原子互換的概念對于一般人來說又是全新的事物，許多加密貨幣新聞機構錯誤地將其描述為“歷史上第一次原子互換”。例如，《以太坊世界》將其描述為“萊特幣和Decred完成了歷史上第一次跨鏈原子互換：LTC與加密貨幣交換的主要步驟”。Komodo的市場團隊當時聯系了許多新聞機構來糾正這一記錄，但沒有得到理想的回應。

Komodo繼續推廣原子互換去中心化交易所軟件，將社區發展至數千名用戶。截至2018年初，推特上大約有7.7萬名粉絲，而Komodo的subreddit的粉絲數量增長到了近1萬人。KomodoSlack頻道突然擁擠起來，無法處理服務無法處理，于是Komodo轉向了Discord和Riot。

后面六個月里，Komodo的原子互換去中心化交易所軟件幫助用戶執行了大約12萬次原子互換。由于軟件工作的方式不同，以及當時缺少KYC要求，所以無法確切地知道有多少用戶參與了原子互換。根據下載和使用，Komodo估計在這段時間內的用戶總數在100到1000之間。

2018年末，Komodo社區達成了12萬筆原子互換交易，加密貨幣市場變得不確定，Komodo取消了對原子互換功能的推廣，去中心化交易所的活躍度有所下降。

在這段時間里，Komodo團隊一直致力于構建Komodo去中心化交易所軟件v2.0。由Komodo開發人員Artem負責開發，v2.0吸收Komodov1.0中的精華，如今新版本可待公測。

原文：https://komodoplatform.com/komodo-and-the-early-pioneers-of-atomic-swaps/

稿源：https://first.vip/shareNews?id=1870&uid=1

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