本文提出了首个兼容比特币的虚拟通道协议。现有公开许可的加密货币如比特币面临交易速率低和确认时间慢的问题,支付通道是一种有效解决方案,但需要路径中所有中间节点参与,导致可靠性下降、费用增加和延迟。最近提出的虚拟通道概念(IEEE S&P'19)仅需中间节点在初始创建时参与,之后付款方和收款方可独立进行任意多笔链下交易,但现有实现仅适用于以太坊,因其依赖账户模型和图灵完备的脚本语言。本文基于UTXO模型设计虚拟通道协议,仅需要支持数字签名和时间锁功能的脚本语言,因此与包括比特币在内的几乎所有加密货币兼容。作者在通用可组合框架下形式化了虚拟通道的安全属性,并证明了协议的安全实现。在比特币区块链上进行了原型实现和评估:对于n笔连续支付,乐观情况下仅需链下交换9+2n笔交易或总共3524+695n字节数据,且无链上足迹;相比支付通道网络路由需要8n笔交易和3026n字节数据交换,有显著改进。
💡 推荐理由: 该研究首次在比特币这样的UTXO模型加密货币上实现了虚拟通道,解决了之前仅限以太坊的局限,大幅提升了支付通道网络的效率和可扩展性,对区块链二层扩容具有重要理论和技术价值。
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