以太坊概率微支付

gguoss發表於2019-02-22

到目前為止,大多數以太坊專案都需要用到支付通道。 支付通道允許線下傳送任意數量的交易,而只需要兩個鏈上交易:

  • 一個是初始化支付通道來鎖定對應的金額, 命名為初始化交易。
  • 一個是關閉通道, 達成鏈上的交易金額的轉移, 命名為結算交易。

在這兩者之間,我們可以根據需要傳送儘可能多的鏈下交易。這對於正常的線上交易來說是一個很大的改進,因為像視訊流和能源市場這樣的服務可以連續支付少量的金額。
由於需要兩個鏈上交易,我們不能簡單地把一分錢給一個我們還沒有通道的人,因為通道初始化和結算的交易費會比付款多很多倍。
怎樣我們才能向任意數量的收款者傳送任意小額金額,而不需要初始化或結算交易?
回答: 以太坊概率微支付可以向任意數量的收件人傳送任意數量的付款,而無需收款人初始化或結算交易。
聽起來太好了,是不是真的? 幾乎是這樣 – 我們總是至少需要一個鏈上交易才能解決付款問題,但是可以在沒有任何鏈上交易發生的情況下有效地接收付款。
根據上面的區別,注意每個收款人的資格; 一個微妙而重要的區別。以太坊概率微支付只需要每個傳送者進行一次初始化交易,鎖定一定數量的代幣,然後將代幣傳送給任何收款人。 收款人不需要和傳送者建立支付通道。 下面我們通過一個例子來看看它是如何工作的。

蘭花協議

在蘭花實驗室,我們正在研究一個新的去中心化網路, 目的是消除網際網路上監視和審查。在蘭花網路中,頻寬貢獻者(被稱為節點)共享他們的頻寬併為接入網際網路的使用者中繼流量。 使用者不斷地向頻寬貢獻者(由使用者客戶自動化)支付代幣。
蘭花的一個節點可以服務其他成千上萬的節點,使用者也可以使用幾百個節點訪問不同的網站,建立各節點間的狀態通道的交易費(即使使用如雷電網路的狀態通道)是過高的。
因此,我們採用以太坊的概率微支付

  • 1 傳送者存款代幣(可以是ETH,erc20代幣)到以太坊主網上的智慧合同(所有的傳送方共享),每一個傳送者,可以達到支出平衡和資金抵押作為懲罰代管。
  • 2 傳送方在本地建立並簽名票據——包含付款資料的加密資料結構,如接收方和數量。
  • 3 傳送者直接將票據傳送給收件者,而不在以太坊網路上釋出任何內容。
  • 4 收件人核實票據。如果有效,收件人現在有密碼證明他們正在被支付。請注意,即使票據沒有在概率中“獲勝”,收件人仍然有絕對的證明該筆票據應該被支付,由於用於確定一個票據是否獲勝的隨機性是以傳送者和接收者的方式得出的,兩者都不能操縱結果。
  • 5 一張有效的票據可能是概率“獲勝”,在這種情況下,可以通過廣播交易到以太坊主鏈來宣告。

這個方案在蘭花草案白皮書中有詳細的描述(部分是正式的),該白皮書討論並參考了先前關於概率微支付的研究及其對區塊鏈的適用性。
雖然我們不能將這個計劃用於單一付款,但由於收款人並不能保證實際收到付款,我們可以用它來加密地向收件人證明他們收到的票據有一定的可能性,從而導致可以索賠的付款。
由於我們可以配置確切的獲勝概率,獲勝數量和票據使用的頻率,我們可以將差異(貿易差額)降低到一個可以忽略不計的程度。
換句話說,只要提供的服務是連續的,粒度足以使概率方差變得可以忽略不計,概率支付就比支付通道更有效率。

下面例舉個用例:視訊流媒體

讓我們設想一個去中心化的YouTube,任何人都可以將視訊流傳輸給任何觀眾。

支付通道提供的解決方案:
  • 1 你是一個視訊流提供商,提供的服務他人播放你提供的視訊時每小時收費1美元。
  • 2 一個新使用者連線到您的服務,並觀看了10秒的可愛的小貓視訊。
  • 3 沒有資料的交易目前花費在0.006美元左右,如果確定的話,需要等待幾個塊的確認。但是,因為我們需要在流式視訊之前設定頻道(以避免使用freeloader),所以我們可能需要更快的確認,這將花費0.026美元。建立一個支付通道會花費更多,因為它需要執行智慧合約。 粗略估計是兩倍 – $ 0.052。
  • 4 支付通道的開銷是您作為提供商要收取使用者費用的幾倍。如果使用者觀看了很多的視訊才結束服務,開銷可能是合理的,但是對於新的或零星的使用者來說,這有一些不合理。
概率微支付提供的解決方案
  • 1 你是一個視訊流提供商,提供的服務他人播放你提供的視訊時每小時收費1美元。
  • 2 一個新使用者連線到您的服務,並觀看了10秒的可愛的小貓視訊。
  • 3 每4秒鐘,使用者將以1/2500的獲勝概率向您傳送一張鏈下票據。 中獎金額設定為$2.78。
  • 4 如果您沒有每隔4秒收到一張支付票據(為了解決網路延遲,請在一定範圍內),您只需斷開檢視器即可。
  • 5 如果觀眾沒有收到任何視訊,他們會立即停止傳送支付票據。
  • 6 當您收到獲勝票據時,您會通過給以太坊主鏈傳送交易進行結算,該交易會從傳送者鎖定的代幣中將獎金轉移給您。

即使票據未獲勝,仍然有加密證據證明您正在付款,因為發件人和收件人都無法操縱確定票據是否獲勝的價值。 有了這個證明,您很高興繼續將視訊流傳送給觀眾。 由於成千上萬(新)觀眾連線到您,每個觀眾沒有開銷 – 唯一的開銷是當您要鏈上公佈你的獲獎票據時。
對於給定的“平均總付款”,獲勝的可能性(以及門票的頻率)決定了所需的上鍊交易的數量。因此,獲勝金額設定得越高,收款人隨時間支付的交易費用就越少。 獲勝金額設定得越低,傳送者鎖定的代幣越少,流動性成本越低。
對於視訊流,合理的贏利金額可能是2.78美元。 對於電力或能源市場,可能是27美元。

防止雙花

概率支付的一個關鍵部分是確保不能雙花,否則,沒法保證傳送者不作弊。前面提到的“懲罰託管”使我們的計劃雙花無利於傳送者。這種方式的工作原理是,傳送者必須鎖定(區塊鏈上的鎖定合約)一定數量的票據獲勝金額代幣,然後才能構建門票。接收者驗證傳送者不僅有足夠的資金來支付獲勝票據,而且他們的罰款託管中有足夠的餘額。
在雙花的情況下,在傳送者餘額不足以支付票款的情況下,獲勝票據的上鍊付款合約將導致傳送者的罰款代管帳戶的扣減。這有效地焚燒了一個傳送者被要求傳送的小額存款,這給傳送者造成了經濟上的損失,從而抑制了雙花。罰款託管的金額應該設定得足夠高,以防止雙花,即使足夠低,也不會給傳送者帶來多少不便。

總結

以太坊概率微支付對於向使用者提供連續細粒度服務的系統而言具有優於支付通道的幾個優點。 交易費用的減少不僅可以實現有效的微支付,還可以實現奈米支付。
視訊流,電力/能源市場和頻寬共享是適用系統的好例子。 我們只需要每個接收者進行一次上鍊交易,而不是每個發件人/收件人對,或者使用複雜的支付通道網路都要花費初始化交易成本。 服務提供商能夠立即開始為使用者提供服務,而不會冒著吝嗇鬼的風險。 如果使用者停止接收服務,使用者可以快速斷開連線。
這使得服務可以完全避免freeloaders的成本,並可以立即阻止拒絕服務攻擊,因為我們甚至可以要求第一次請求附加微型支付。
“值得一提的是,在我們的研究中,我們意識到這個概念實際上可以追溯到1996年的文獻中(見我們的白皮書參考文獻),David Salamon獨立地得出了概率微支付。”

譯者許莉感想: 比特幣的閃電網路和以太坊的雷電網路都是基於狀態通道,需要兩筆交易,都是合約的執行,需要大量的手續費。以及iota的閃電網路(IOTA本身不是區塊鏈,交易也不需要手續費,但能預防雙花不確定)。 蘭花網路的概率微支付解決了這幾個痛點。
原文 連結medium.com/@gustav.sim…
蘭花網路的中文資料可以參看郭光華翻譯的中文白皮書 (gguoss.github.io/2017/10/30/…)

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