區塊鏈:中心缺位：原子交換和去中心化交易平臺的歷史、現狀和前景_uniswap幣為什么漲不起來

7月30日，Liquid網絡正式宣布Tether(USDt)落戶Liquid側鏈，意味著依靠LiquidUSDt，場外交易平臺和個人交易者可以在無需任何信賴的第三方的情況下完成瞬時的比特幣-美元兌換。這可能會被視為去中心化交易平臺的一個重大進展——通過穩定幣USDt，去中心化交易平臺也將能夠承擔法幣和數字資產之間進行更快捷的交易的任務。

由于可以在受信任的第三方缺位的情況下進行跨鏈交易，去中心化交易平臺一出世便吸引了多方的關注。而其技術基石，則是由Decred團隊所開發的原子交換(AtomicSwap)技術。根據原子交換項目的官方介紹，該項目現在已經支持包括比特幣、萊特幣、Zcoin在內的共計十種區塊鏈的跨鏈交易對。

旨在無信任的前提下完成安全資產交易的去中心化交易平臺具有與區塊鏈相一致的愿景與性質，但其目標也意味著它相比它的中心化競爭對手而言需要更新穎的設計理念與技術。從早期初具雛形的BitShare到現今各大交易平臺的百花齊放，去中心化交易平臺走過了一條生氣蓬勃的道路，但直至現在，它的發展狀況距離當初的設想，仍然還有一定的距離。

一、中心化交易平臺的風險

中心化交易平臺為個人和機構交易者提供數字資產與法幣買賣，以及數字資產之間的相互兌換。自從數字資產出現以來，中心化交易平臺一直是整個區塊鏈經濟體系中不可或缺的一部分，但其缺點也同樣明顯。

用戶在注冊中心化交易平臺賬號的時候，會獲得一個由交易平臺分配的coin地址，但這個地址所對應的私鑰卻不會一并隨著分發，而是仍然由交易平臺掌握。因此，用戶通過這個地址所進行的交易活動本身構成了資金托管，交易平臺則在其中扮演了受信任的第三方的角色。雖然大體上來說，中心化交易平臺的安全機制能夠讓交易者比較放心地信任其作為托管的第三方，但隨著數字資產的逐漸發展，中心化交易平臺的風險仍然在不斷顯現，就目前而言，主要體現在如下方面：

職業道德風險

商業銀行尚且會因為從業人員道德問題發生監守自盜的惡性事件，中心化交易平臺也同樣會難以避免。2014年2月，當時世界上最大的中心化交易平臺Mt.Gox共計65萬枚比特幣被盜，盡管其責任人MarkKarpeles隨后因為侵吞交易人的財產被捕，但被盜走的65萬枚比特幣至今仍未歸還。

除此以外，由于中心化交易平臺用戶的賬戶和交易隱私向交易平臺完全敞開，這也給了交易平臺盜取用戶信息以套利的可能。一個典型的例子是期貨市場中的“插針”操作：由于用戶在期貨市場中掛單的數據會暴露給交易平臺，因此交易平臺可能會通過針對性反向操盤來令用戶爆倉，進而吃掉其初始保證金。

波卡鏈上去中心化永續合約Firefly將開啟測試:2月23日消息，Polychain 投資的波卡鏈上去中心化永續合約 Firefly 宣布將開啟最終測試，目前已開始測試報名，報名活動將持續 7 天。據了解，Firefly 將是第一個擁有移動端版本的交易類 DeFi，而本次測試將包含移動端和網頁端兩個版本。[2022/2/23 10:10:33]

黑客攻擊

數字資產的集中托管會招致巨大的黑客攻擊風險，對于交易平臺的技術底蘊、危機應對能力都是嚴峻考驗。例如Coindesk曾被黑客盜走大量NEM，經濟損失高達約5.3億美元；而Youbit更是因為被黑客攻擊而導致了破產。

政策風險

目前大多數政府對于數字資產的態度并不明朗，而一旦有強硬政策管制，中心化交易平臺會首當其沖地面臨被強制關閉的風險。

二、原子交換與哈希時間鎖合約

加密資產之間的幣-幣交易，是數字資產交易中最基礎的需求之一。第三方的中心化交易平臺是一種最傳統的解決辦法：通過提供的特定交易對，交易平臺可以撮合有意向的用戶完成交易。但在中心化交易平臺風險問題日趨嚴重的現狀下，是否有一種更安全的方法能夠實現數字資產的跨鏈轉移呢？

原子交換是現階段對于該問題的一個技術回答，該技術允許在沒有一個受信任的第三方存在的情況下進行點對點的數字資產交易，并且保證整個交易過程中雙方資產的安全。該技術最早由Decred團隊進行開發，并在2017年9月19日完成了區塊鏈歷史上的第一次鏈上的原子交換，使用1.337枚LTC交換了2.4066枚DCR。到了今天，原子交換發展成為了去中心化交易平臺的核心技術，能夠對包括LTC、DCR和BTC在內的十種主流數字資產提供交易對。

在沒有值得信任的第三方存在的情況下，原子交換如何完成兩個不同區塊鏈上的資產交換？我們可以把兩個人之間的交易通道想象成一條滑軌，而兩個交易者，Alice和Bob，則分別位于這條滑軌的兩端。

現在，他們兩人決定做一筆交易——用Alice手中的一個BTC來交換Bob的10個ETH。但是Alice不能把她的BTC往滑軌里一丟，然后指望著這一個BTC像流水素面一樣漂到Bob面前，因為Bob很可能直接拿走她的資產，但拒絕支付自己的10個ETH；而這樣的風險對于Bob來說同樣是對等的。因此，他們需要一個機制來保證雙方都能做成這一筆交易，或者完全相反——當一個人反悔的時候，另一個人可以安全地收回自己的資產。

Swipe已集成去中心化預言機網絡Chainlink:金色財經報道，Swipe宣布已正式集成去中心化預言機網絡Chainlink，在以太坊主網發布SXP-USD實時價格預言機。在集成Chainlink后，網絡中關鍵的價格數據可以實現去中心化，并可在區塊鏈上監控，因此將提升支付流程的可信度和透明度。[2020/8/15]

于是Alice想到了用帶鎖的盒子來解決這個問題——她找到了一個帶鎖的鐵盒子，并且在它的前后兩端都掛上了鎖。朝向Bob的一端是用密碼鎖鎖住的，除非Bob知道密碼，否則他不能打開這盒子；而向她的這一側則被她加了一把時間鎖，如果Bob遲遲不打開她的盒子，那么一段時間之后鎖將自動解開，讓她拿回自己的那一個BTC。

這就是哈希時間鎖合約的一個簡單類比。這套合約由兩枚鎖組成，一枚需要密碼才能解開的密碼鎖和一枚定時開啟的時間鎖，前者保證了交易的安全進行；而后者則保證了在交易失敗或被撤銷的情況下，自己的數字資產不會遭到損失。

原子交換流程示意，引自https://github.com/decred/atomicswap

一個完整的原子交換過程包含了兩個哈希時間鎖合約，在之前的這個情境中，Alice會首先在BTC公鏈上創建一個交易，這個交易包含了她的一個BTC，并用兩把鎖鎖住。Alice將生成一個隨機數，并將隨機數a和Bob的私鑰簽名作為哈希鎖的秘鑰，并把這個隨機數作哈希運算后(以下記為hash(a))傳輸給Bob,而時間鎖則被設定為48小時后自動開啟。

在收到Alice傳來的隨機數之后，Bob會在ETH鏈上也開啟一個交易，與之前的類似，這個交易也包括一個哈希鎖和一個時間鎖，哈希鎖秘鑰為Alice創造的隨機數a以及她自己的私鑰簽名，而時間鎖的自動開啟時間則是24小時之后。

在Bob提交交易之后，因為Alice自己知道這個隨機數a，因此她可以通過她自己的私鑰簽名打開Bob的哈希鎖，取走他放在盒子里的10個ETH。與此同時，這一筆交易將會和隨機數a一道在公鏈上進行廣播，于是，B就能知道這個作為秘鑰的隨機數a，當他用自己的私鑰簽名之后，便能拿走他應得的那一個BTC。至此整個原子交換的流程結束，而Alice和Bob都拿到了他們想要的東西。

國務院發展研究中心原副主任：新業態涌現推動區塊鏈等創新與產業化應用:國務院發展研究中心原副主任王一鳴在人民日報刊文稱，一段時間以來，線上零售、線上教育、視頻會議、遠程辦公等新業態、新模式不斷涌現，不僅保障了人們日常生活工作和社會正常運行，也豐富了數字技術的應用場景，進一步推動大數據、人工智能、物聯網、區塊鏈等技術創新與產業化應用，有效對沖了經濟下行壓力。（人民日報）[2020/7/28]

由于Bob在他的ETH被Alice拿走之前都無從得知隨機數a的值是多少，因此他無法在能收回自己的資產的前提下將對方的BTC據為己有。而先發起交易的Alice由于時間鎖的鎖定時間比Bob更長，這意味著她無法在提取Bob的ETH之后立刻撤回自己的BTC。而無論哪一方想在交易的任何時候反悔，其結果都是一樣的——雙方拿回自己原先的全部數字資產。這也是原子交換的“原子性”的體現：在這一套交易秩序下，交易行為要么全部完成，要么等同于沒有發生。這樣，就完成了在雙方互不信任，也沒有可信任第三方存在的情況下的安全的資產交易。

三、去中心化交易協議與去中心化交易平臺

原子交換保證了在受信任的第三方缺席情況下的安全交易，去中心化交易平臺則是包含了包括交易資金池、撮合交易對在內的綜合業務實現。由于基于不同的區塊鏈社區基礎和去中心化交易協議，去中心化交易平臺擁有更加豐富的生態和更為多樣化的交易邏輯。但大體而言，去中心化交易協議分為三種，即以0x和路印為代表的的訂單簿模式、以KyberNetwork為代表的儲備池模式以及以Swap為代表的P2P模式。

0x

0x是運行在ETH鏈上，運行ERC20通證對等交易的開源協議。0x的最大特征是引入了中繼者節點(Relayer)。在0x協議中，relayer是一個比較寬泛的概念，凡是可以實現0x協議的節點，包括提供交易簿服務的交易平臺、DApp等，都可以扮演Relayer的角色。

在0x協議生態中，Relayer節點設置自己的服務費用規則，并且提供訂單簿的服務。所謂的訂單簿，可以看作是存放處理訂單的數據集，當maker需要進行資產交易的時候，可以訪問訂單簿，并創建自己的掛單，而完成的訂單則會交由Relayer更新保存。這些保存好的訂單會掛在訂單簿上，taker可以從訂單簿上看到中意的訂單，并選擇進行一對一的交易。也就是說，0x采用的是鏈下撮合，鏈上結算的方式來運作的。

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0x協議訂單簿示意圖，轉引自https://www.jianshu.com/p/5aa5d2225b3e

盡管Relayer的訂單簿上可能會整合大量的訂單，但它并不掌握有交易雙方的資產地址私鑰，因此對于用戶而言是安全的；除此之外，因為Relayer的寬泛性，因此在整個生態中，會有越來越多的Relayers在同時運行，這些為數眾多的中繼節點能夠充分地擴張整套交易系統的流動性，從而緩解非中心化交易平臺深度不足的問題。

0x的問題在于，由于taker需要在Relayer上在線匹配訂單，因此交易的實時性并不好，撮合的效率也相對偏低。除此之外，0x采用了“預授權”的機制，即交易用戶在交易前需要授權智能合約轉賬token，但如果用戶從地址轉出了數字資產卻沒有取消Relayer上的訂單的話，會帶來交易失效的風險，這也導致Relayer難以對訂單的有效性進行即時的管理和反饋。

另外，據成都鏈安平臺Eagle-Eye顯示，0x協議存在簽名校驗漏洞，導致黑客可偽造簽名數據進行惡意掛單，幸好該漏洞及時得到了修復，并未造成實際經濟損失。

盡管有一些弱點，但0x協議仍然是最成熟的去中心化交易體系之一。包括RaderRelay,Tokenlon,StarBit等平臺以及世界最大的去中心化錢包imToken都支持該協議，這也意味著0x擁有底蘊深厚的社區來繼續推動協議的繼續完善。

路印

路印繼承了0x的部分概念和架構。同0x相似，路印也擁有Relayers的概念，并且也同樣采用了類似的鏈下撮合、鏈上交易的模式。相比0x，路印最大的創新在于其放棄了傳統的針對單個交易對進行撮合的方式，而是使用全新的“環路撮合“來進行交易的配組。

環路撮合取消了買單和賣單，而是代之以無向的“資產交易單”的概念。假設Alice希望用BTC交換ETH，而Bob則同時希望用ETH交換LTC，這時候，Alice和Bob就會把訂單提交到訂單表上。而這時候，如果訂單表上還有一個叫Carol的人愿意用LTC交換BTC，那么這三個人的訂單就會組成一條交易環路。如果這條交易環路上的三個人從交易中得到的收益都能滿足預期，那么路印就會自動對這三筆訂單實行交易撮合。

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Loopring環路撮合示意圖，轉引自https://www.jianshu.com/p/5aa5d2225b3e

由于一個交易環路中可以同時包含多筆交易，因此在路印協議下，不僅能夠實現多幣種的同時交易，交易的速度和資產流動性也隨即提升。目前，已經有包括Kriptomat、Polymath和Wanchain在內的大型平臺上線路印協議。而作為一種新交易模式以及與路印交易撮合協議的互補，路印拍賣協議的研發工作也已經開始，這種新交易模式可能將摒棄訂單，而是代之以更新的荷蘭式拍賣來解決線上交易的問題。

KyberNetwork

KyberNetwork是不依靠訂單簿的一種嘗試，該協議利用獨立管理的儲備庫來保證流動性并提供即時的線上鏈接。儲備庫是去中心化的，類似于存放token的倉庫，倉庫的貢獻者可以設定儲備庫中資產的交易價格，并隨著幣價走勢不斷更新。

KyberNetwork儲備庫示意圖，引自https://developer.kyber.network/docs/Reserves-Intro/

當有交易者意圖利用Kyber進行交易的時候，協議會自動遍歷鏈上的全部儲備庫，自動匹配最優價格進行交易。因此，儲備庫與儲備庫之間構成了直接的競爭關系，這有利于保證整套系統上資產的流動性；除此之外，由于在Kyber協議中，taker直接與儲備庫而不是交易者進行交易互動，因此，利用鏈上的智能合約可以完成快速結算，這也是Kyber的最大優勢所在。目前，有包括imToken、coinbase在內和錢包和以oasis為代表的的去中心化交易平臺支持該協議。

Kyber的問題在于，相對于成熟的0x與路印，這套協議還相對還較為青澀，目前整套系統暫時還只能在ETH主鏈上運行。除此而外，這套在跨通證和跨鏈互操作性方面雄心勃勃的協議對一些尚處于開創階段的項目——如Melonport、Polkadot和Cosmos——的成功較為依賴，而這無形之中為Kyber增加了風險。

(四)Swap

Swap是使用P2P機制進行交易撮合的協議代表，這是一個基于以太坊的封閉去中心化交易平臺協議，支持ERC20通證。Airswap是目前支持該協議的代表。

Swap的P2P撮合機制示意，引自https://swap.tech/whitepaper/

Swap的P2P機制在于其允許用戶迅速與已知對象進行私密交易，而不需要把交易訂單提供到一個公共訂單簿上等待撮合。Swap提供兩個鏈下服務來幫助交易雙方進行溝通：索引子根據交易意圖撮合和匹配交易對象；神諭則負責向雙方提供定價的咨詢建議。當一個maker成功匹配到taker并且對交易價格達成共識之后，訂單即可在智能合約中迅速成交。

該協議在白皮書中認為訂單簿存在一些缺陷導致其“難以與現有的解決方案競爭”，而Swap則是一個“既可以去中心化又不受這些限制影響的方法”。根據白皮書的描述推測，Swap可能認為其對于訂單簿的優勢在于更快、更私密的撮合效率和更快的交易速度。考慮到該項目也是一個遠較訂單簿協議年輕的競爭者，在業務實操中的表現或許還需要更長的時間來觀瞻與評判。

四、去中心化交易平臺的瓶頸與未來

盡管去中心化交易平臺近兩年來一直是區塊鏈業界最受關注的議題之一，但截至現在，經由中心化交易平臺完成交易數字資產依然占總量的90%以上。從這層意義上來講，去中心化交易平臺仍然處于不斷探索和演進的階段，至今仍算是實驗室中的雛形，尚未走入普羅大眾的選擇視線。就目前而言，其主要存在的問題有二：

1.交易體驗。去中心化交易平臺歸根結底，是面向用戶的產品，因此用戶體驗可謂舉足輕重。由于通過去中心化交易平臺完成的所有交易都需要上鏈，因此可能會受到區塊鏈本身確認速度的制約。在數字資產這一價格波動頻繁且劇烈的領域，對于交易速度的硬性要求客觀存在。盡管部分頭部交易平臺針對這一弱勢進行了大量技術改進，例如WhaleEx據稱已經達到了秒級的交易，但隨著Blockchain旗下交易平臺PIT的毫秒級匹配引擎的上線，在交易速度和效率上，去中心化交易平臺依然有很長的路要走。

交易深度和資產流動性。考慮到去中心化交易平臺在處理高并發、大頻率的數字資產實時交易上尚且有技術困難，因此，其交易深度和資產流動性都會受到影響。這也是目前去中心化交易平臺所面臨的核心問題之一，但隨著技術的更新迭代，這一困境也許會在近期得到緩解。

2.用戶使用門檻。另外，由于去中心化交易平臺需要客戶自行管理錢包的私鑰，因此用戶入門門檻實質上高于托管性質的中心化交易平臺。而且，若錢包私鑰遺失或泄露，由于鏈上交易一旦完成不可撤銷的特質，則用戶將可能再也無法追回錢包中的資產。如何降低交易難度、平滑學習曲線，并對小白用戶進行必要的風險提示，對于去中心化交易平臺而言，將是一個需要技術端和產品端共同協力解決的問題。

無疑地，去中心化交易平臺隨著未來協議和技術的不斷完善，將能夠打破目前中心化交易平臺在市場中一家獨大的格局。但這并不意味著去中心化交易平臺能夠徹底地取代中心化交易平臺，主要理由在于：

1.用戶分層。數字資產在未來，應該是走出密碼學極客的實驗場，面向普羅大眾的新金融領域。由于中心化交易平臺集中托管的形式，方便、快捷的一條龍服務更容易在中心化交易平臺上展開。而這些簡單、便捷的服務，面對對于區塊鏈不甚了解的大眾而言，更容易理解與入門。

2.安全技術的發展。中心化交易平臺始終面臨著強大的網絡安全挑戰，而這也將成為倒逼其網絡安全技術不斷發展的契機。雖然中心化的本質決定了其永遠無法像它的去中心化對手一樣杜絕來自黑客或監守自盜的風險，但如果技術能夠將其風險降低到一個特定閾值之下，綜合其更便利、快捷的優勢，中心化交易平臺仍然會在未來的數字資產市場中占據一席之地。

參考資料：

ReadmefileofAtomicSwap，https://github.com/decred/atomicswap

閃電網絡“骯臟的小秘密”：哈希時間鎖定智能合約能確保支付安全嗎？，http://tech.ifeng.com/c/7lWBs6TsO12

0x：去中心化交易所協議|ONETOP評級，https://www.jianshu.com/p/f0adfcebfe01

Loopring中文白皮書

KyberNetworkDocument,https://developer.kyber.network/docs/Reserves-Intro/

Swap:APeer-to-PeerProtocolforTradingEthereumTokens,https://swap.tech/whitepaper/

中心化交易所與去中心化交易所的優劣勢到底在哪？，https://www.jianshu.com/p/95b8391e15f1

Tags：數字資產BOBSWAP區塊鏈數字資產類應用案例包括BOBAuniswap幣為什么漲不起來有人拉你做區塊鏈

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