比特币迎来闪电网络技术新转折点：Eltoo

虽然闪电网络被吹捧为大幅提升比特币容量的一种方式，但该网络本身确实需要用户存储大量数据，因此难以下载和运行。 因此，包括闪电实验室联合创始人 Laolu Osuntokun 和 Blockstream 的 Christian Decker 和 Rusty Russell 在内的几位闪电网络开发人员发布了一项新提案，该提案设想了一种替代的“简化”方式来做一些叫做 Eltoo 的事情。 链下交易。

新提案不仅涉及用户需要存储的数据量，还涉及保护用户加密货币的安全。

例如，所有这些数据都带来了另一个问题：如果用户不小心玩旧数据，他们可能会赔钱。 因此，这些数据被称为“有毒信息”。

另一方面，Eltoo 只存储最新的链下交易数据，解决了众所周知的“信息不对称”问题——如果你运行 Lightning 应用程序的设备出现问题——比如你的智能手机——你可以失去对整个数据历史的访问权限。

“有了 Eltoo，我们可以降低资金被冲走的风险，并删除有害信息，”德克尔说，并指出该提案的名称是一个笑话——“L2”的拼音，代表第二层，许多人call 是一种快如闪电的技术，可以驱动链下交易。

以下为说明全文：

一年多以前，三个闪电网络实施小组联手为协议栈创建了一个通用规范。 现在规范和我们的三个实现已经变得稳定可用，是时候继续前进了：进一步改进协议、添加新功能、简化和修复缺点。 .

使闪电网络成为第一的核心创新之一是一种链下更新机制btc闪电交易，用于重新协商新状态并确保旧状态无法在链上解决。 今天，我们很高兴地发布了我们的最新研究成果，引入了一种新的、简化的第 2 层协议更新机制，称为 Eltoo。

Eltoo 是如何运作的？

我们可以将链下谈判视为多方之间的合同协议和和解，将案件提交法院决定最终地位——在本例中为区块链。 由于所有更新都发生在链下，我们需要一种方法让链上法庭在做出最终判决之前听取各方的意见。 在参与者开始结算合约的情况下，我们需要一种延迟最终结算的机制，让交易对手有机会提供最新的状态。 法院必须继续等待新的状态，直到它最终决定解决最后听到的问题。 令人惊讶的是，比特币区块链已经满足了为第 2 层协议创建这种区块链定制的大部分需求。

图 1：Eltoo 协议的执行示例btc闪电交易，展示了如何通过将较晚的更新事务重新绑定到较早的事务或直接绑定到设置事务来跳过中间状态。 只有最终结算交易在区块链上得到确认。

在 Eltoo 中，每个状态都表示为一组两个交易：一个更新交易，花费合约的输出并创建一个新的输出，以及一个结算交易，花费新创建的更新输出并根据约定的分配分配资金。 输出具有允许立即附加新更新交易或在可配置超时后附加结算交易的脚本。 如果参与者在超时之前同意更新，他们将创建一个新的更新交易，花费之前的输出并加倍相应的结算，从而使其无效。

在新状态中重复使先前状态失效会构建一条长长的更新交易链，最终将被最新的结算交易终止。 然而，这有一个主要的缺点：如果我们想解决这个问题，我们将不得不在整个区块链上重放更新链。 到那时，我们可以简单地在链上执行整个协议。 Eltoo 的关键见解是我们可以跳过中间更新，并将最终更新交易与合约创建联系起来。 为了缩短此类更新，我们提出了一个新的 SIGHASH 标志 SIGHASH_NOINPUT，它允许通过匹配脚本将交易输入绑定到任何交易输出。 由于先前更新事务输出的所有输出脚本都与后来的输入脚本相匹配，我们可以将未来的更新绑定到任何先前的更新，从而允许我们跳过任意数量的中间更新。 此文件包含协议的完整结构，包括有关如何构建脚本的详细信息。

改善闪电

我们上面介绍的是一种更新机制，允许支付通道的端点重复调整余额并将更高级别的结构（如 HTLC）附加到状态。

最初的 Lightning 论文的主要贡献就是这样一个更新机制，那么我们是否试图用这个提议来取代 Lightning？ 绝对不！

图 2：属于闪电堆栈的各种子协议的图表。

闪电网络规范不再是单一协议的规范，而是一个完整的协议栈，每个协议各司其职。 Eltoo 无意取代整个闪电堆栈； 相反，它是原始更新机制的直接替代品，可保持与堆栈其余部分的向后兼容性。

Eltoo 与最初闪电网络论文中提出的机制有着根本不同的权衡，我们称之为 LN 惩罚； ln-penalties 使用惩罚系统来惩罚不守规矩的人，而 Eltoo 只是执行最近商定的合同。 这对建立在更新机制之上的协议的适用性和安全性具有重要意义。

部分原因是所有参与者都有一组共同的交易，这与闪电网络的惩罚不同，闪电网络的惩罚要求参与者可以访问的交易不对称，以便针对行为不端的参与者制定规则。 反应。 此更改删除了我们在 Raiden 中称为有毒信息的内容。 有毒信息来自属于过时状态的交易，如果泄露会导致资金损失。 这种情况不仅会在一方行为不当时发生，还会在节点忘记更新时发生（例如，从备份中恢复时）。 对于 Eltoo，这是不可能的，因为只有同意的国家才能解决（即 Eltoo 不会受到惩罚）。

参与者的数据管理在新模型中也得到了简化：他们不再需要为失效状态存储哈希图像，并且他们不再需要存储失效的 HTLC，因为它们所附加的结算交易永远不会提交到区块链。 他们只需要存储最新的更新交易、相应的结算交易，以及可能来自该结算的 HTLC。 此外，结算被简化为仅将最新的更新交易绑定到设置的输出，并在广播结算交易之前让超时到期。

我们可以将更新输出与 SIGHASH_SINGLE 结合起来，以允许在结算时将更多输入和输出附加到更新交易中。 虽然这看起来像是一个小变化，但它允许在结算时将费用附加到更新交易中，使我们无需预先承诺固定费用。 在当前的实施中，在我们尝试确认链上交易之前，我们必须同意并承诺几个月的固定费用，这迫使我们预测费用市场将如何演变； 这可能导致大量过度使用以确保安全。 通过选择延期收费，我们不再需要就费用达成一致，甚至可以在费用不足的情况下收取费用。

由于使用了功能标志，允许节点在第一次连接到对等节点时发出对新功能的支持信号，Eltoo 可以逐步部署在当今网络之上。 无需创建全新的网络。

超越闪电

作为通用的第 2 层更新机制，Eltoo 可以在 Lightning 以外的任何系统上使用。 例如，它允许创建目前最多有七个参与者的多方链下合约，并且任意数量的参与者都可以与 Schnorr 签名相结合。

一种这样的多方链下合同是 Burchert 等人提出的渠道工厂之一。 作为一种可扩展的方式，可以在单个链上交易之上为任意数量的支付渠道提供资金，并在不触及区块链的情况下动态重新平衡或重新分配。

埃尔图之路

在我们实施 Eltoo 之前，我们需要对比特币做一个小改动：为签名引入 SIGHASH_NOINPUT 标志。 这是几个月前在瞭望塔帮助保护闪电通道的背景下首次讨论的，但从未正式提出。 现在可以在 Eltoo 论文中找到正式提案。

我们邀请社区考虑我们的提案并参与讨论。 我们希望就 SIGHASH_NOINPUT 的使用达成共识，以便它可以被接受并包含在未来的比特币脚本软分叉中。 这样做使我们走上了更可靠、更简单的闪电网络的道路，并结合了一种新的更新机制，也可以在许多其他应用程序中使用。

原文链接：

作者：Christian Decker，博士

编译：小安

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