什么是原子交换以及它们为何重要？

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原子交换允许以去中心化和非托管的方式跨不同的区块链。自从运营以来，只有使用中心化实体作为中介才能跨网络交换资产。因此，原子交换对加密货币用户来说是一个令人兴奋的发展。

原子交换的历史

推出后，其他拥有自己加密货币的区块链网络开始形成，并出现了一种资产交换另一种资产的问题。 Sergio Demian Lerner，现在是 RSK 平台的首席科学家，是 2012 年的去中心化点对点交易协议。正如区块链中经常出现的情况一样，另一位开发人员 Tier Nolan 接受了这个想法并采用了它，原子2013 年互换。

多年来，其他人不断迭代这个概念，但直到 2017 年才发生第一次原子交换。当年 9 月，创始人 Charlie Lee 宣布他已经完成了 Litecoin (LTC) 与 Decred (DCR) 的链上原子交换。后来，也可以用 LTC 换 BTC。

原子交换如何工作？

有两种类型的原子交换——链上或链下。链上交换是指直接交换来自两个不同区块链的资产。因此，在上述案例中，Charlie Lee 将他的一些 LTC 换成了 DCR。

链下涉及通过支付层中的链下渠道执行交换，例如比特币中使用的那些。关键的区别在于，链下渠道可以实现更多更快的交易，因为每个交易都可以在渠道内发生，并且只有在渠道关闭后，净余额才会更新到区块链。

此外，链下通道克服了原子交换的一个关键限制：链上交换要求两个区块链使用相同的哈希算法。 LTC-BTC 交换只有在闪电网络的使用下才有可能实现。链下渠道涉及使用多重签名钱包，允许双方发送和接收资金。

哈希时间锁合约

链上掉期使用不同的技术——一种称为哈希时间锁定合约 (HTLC) 的智能合约变体。为了说明链上原子交换的工作原理，假设 Alice 和 Bob 已就代币交换达成一致。 Alice 会给 Bob 一个 BTC 以换取他的 33 个 ETH。

Alice 使用 HTLC 生成两个哈希锁，您可以将其视为一种安全地址。两种散列锁都需要相同的密码才能解锁。 Alice 在创建哈希锁时获得了密码。一把锁基于她的公钥 A，另一把基于 Bob 的公钥 B。

Alice 将她的 1 个 BTC 锁定在可以使用 Bob 的密钥 B 解锁的哈希锁中，但 Bob 还不知道密码，直到 Alice 与他分享，所以他无法访问 BTC。一旦 Alice 与他共享地址，他就可以将他的 33 ETH 存入哈希锁中，该哈希锁可以用 Alice 的密钥 A 解锁，以进行下一阶段的交换。

一旦 Bob 进行存款，Alice 可以使用一开始生成的密码以及与她的公钥 A 匹配的自己的私钥来取回 33 ETH。当她输入密码时，它会显示给 Bob。现在他可以用自己的私钥和密码解锁这1个BTC，兑换完成。

时间锁定对公平竞争的重要性

如果其中一方不坚持协议的结束，HTLC 的时间锁定元素就会发挥作用。假设交易到达 Bob 已经存入他的 ETH 但随后 Alice 消失的地步。他如何找回他的 ETH？

这一次，假设交易是有时间限制的。当 Alice 创建哈希锁时，她需要在每个哈希锁上输入一个有效期。基于 Bob 的公钥 B（她将 BTC 存放在其中）的锁的有效期为一天。时间锁条件要求 Alice 在 l 上输入更长的时间延迟。ock 基于她自己的公钥 A，她设置了一周。

现在，如果 Alice 没有在一天内输入密钥并取回 Bob 的 ETH，从而为他提供了密钥，那么他可以在一天后恢复他的 ETH。同样，如果 Alice 存入她的 BTC 而 Bob 未能将存款与他的 ETH 匹配，她可以在一周后收回她的资金。

不均匀的时间延迟在这里很重要，因为它会阻止 Alice 访问两组资金。

术语“原子”是指在交换完成之前必须满足所有这些条件的事实。如果不是，则交易只是保持其原始状态。术语“哈希时间锁定合约”是指合约被秘密值的哈希和时间条件锁定的事实。

原子交换的重要性

原子交换对加密货币社区如此令人兴奋的主要原因是它们具有允许不同平台之间去中心化、点对点交换资产的潜力。诸如此类的去中心化交易所之所以广受欢迎，部分原因在于其安全、无需信任和非托管的性质。用户始终保留其私钥的所有权，智能合约管理所有交易。但是，这些仅限于基于以太坊的资产。

因此，加密货币社区在很大程度上仍然依赖于中心化交易所在区块链之间进行资产交易。使用中心化交易所涉及信任交易所，不幸的是，作为财富的中心化存储，交易所已成为黑客的目标。交易所也收取费用，并且可能会根据司法管辖区的不同而受到具体规定的约束。去中心化交易的想法对加密货币社区的许多人很有吸引力，因为它符合区块链的原则。

但是，这并不是说原子交换是万能的。该技术仍未大规模使用，总体而言，仍存在一些关键限制。一是隐私。在公共区块链上，很容易链接地址并追踪原子交换的资金。这不一定是一个阻碍，因为诸如零知识证明之类的隐私保护技术会继续发展，最终可能会实现私有原子交换。

另一个限制是（如前所述）原子交换依赖于使用相同散列算法的两个区块链以使 HTLC 工作。如果哈希算法不同，HTLC无法解锁，交换失败。

原子交换在哪里使用？

仍然只有少数项目使用原子交换。原子钱包就是一个例子。但是，原子交换仅对少数选定资产启用。在大多数情况下，Atomic Wallet 依赖其交易所合作伙伴进行交换。

去年，由 ConsenSys 孵化的初创公司 Liquality 推出了自己的 Atomic Swap Wallet 版本。

结论

Atomic Swaps 代表了加密货币行业的一个激动人心的机会，它建立在去中心化金融领域已经完成的出色工作的基础上。然而，在实现真正的潜力之前，它们还需要大量的发展。随着其他互操作性协议也在开发中，原子交换的潜力是否会成为现实还有待观察。