什麼是原子交換？

原子交換是一種允許在不同的區塊鏈網絡上運行的兩種不同加密貨幣快速交換的技術。此類過程（也稱爲原子跨鏈交易）基於智能合約，允許用戶直接從個人加密錢包交易他們的貨幣。因此，原子交換本質上是跨不同區塊鏈的點對點交易。

儘管是一種創新技術，跨鏈交易的想法已經被討論了多年。早在 2013 年，Tier Nolan 可能是第一個描述完整原子交換協議的人。然而，Daniel Larimer 在 2012 年提出了一種名爲 P2PTradeX 的無信任交換協議，有些人認爲它是原子交換的原型。

在接下來的幾年裏，許多開發人員開始嘗試原子交換協議。有證據表明，比特幣、萊特幣、科莫多和 Decred 社區都在這一過程中發揮了重要作用。

顯然，第一次點對點原子交換始於 2014 年。但直到 2017 年，該技術才被公衆廣泛瞭解 - 主要是因爲 LTC/BTC 和 DCR/LTC 之間的成功交換。


原子交換如何運作？

原子交換協議的設計方式可以防止任何參與方作弊。爲了理解它們的工作原理，讓我們假設 Alice 想要用她的萊特幣 (LTC) 換取 Bob 的比特幣 (BTC)。

首先，Alice 將她的 LTC 存入一個充當保險箱的合約地址。創建此保險箱後，Alice 還會生成一個密鑰來訪問它。然後，她與 Bob 分享此密鑰的加密哈希值。請注意，Bob 還無法訪問 LTC，因爲他只有密鑰的哈希值，而不是密鑰本身。

接下來，Bob 使用 Alice 提供的哈希值創建另一個安全的合約地址，並將他的 BTC 存入其中。要領取 BTC，Alice 需要使用相同的密鑰，這樣她就可以向 Bob 透露密鑰（這要歸功於名爲 hashlock 的特殊函數）。這意味着，只要 Alice 領取了 BTC，Bob 就可以領取 LTC，交換就完成了。

“原子”一詞指的是這些交易要麼全部發生，要麼根本不發生。如果任何一方放棄或未能履行其應盡的義務，則合同將被取消，資金將自動退還給其所有者。

原子交換可以通過兩種不同的方式進行：鏈上和鏈下。鏈上原子交換髮生在任一貨幣網絡上（在本例中爲比特幣或萊特幣區塊鏈）。另一方面，鏈下原子交換髮生在第二層。這種原子交換通常基於雙向支付渠道，類似於閃電網絡中使用的支付渠道。

從技術上講，大多數此類無需信任的交易系統都是基於使用多重簽名和哈希時間鎖合約（HTLC）的智能合約。


哈希時間鎖定合約（HTLC）

哈希時間鎖合約 (HTLC) 是比特幣閃電網絡的重要組成部分，也是實現原子交換的關鍵組件之一。顧名思義，它們基於兩個關鍵功能：哈希鎖和時間鎖。

哈希鎖可以防止資金被花費，除非某條數據被泄露（上例中爲 Alice 的密鑰）。時間鎖是一種確保合約只能在預定義的時間範圍內執行的功能。因此，使用 HTLC 消除了對信任的需求，因爲它們創建了一組特定的規則，可以防止原子交換部分執行。


優點

原子交換的最大優勢都與其去中心化特性有關。通過消除對中心化交易所或任何其他中介的需求，跨鏈交換可以由兩方（或更多方）執行，而無需他們相互信任。由於用戶不需要將資金交給中心化交易所或第三方，因此安全性也得到了提高。相反，交易可以直接從用戶的個人錢包中進行。

此外，這種點對點交易形式的運營成本要低得多，因爲交易費用非常低或爲零。最後，原子交換使交易能夠非常快速地進行，並且具有更高的互操作性。換句話說，可以直接交換山寨幣，而無需使用比特幣或以太坊作爲中介幣。


限制

要進行原子交換，需要滿足一些條件，這些條件可能會阻礙該技術的廣泛採用。例如，要進行原子交換，兩種加密貨幣需要基於共享相同哈希算法的區塊鏈（例如，比特幣的 SHA-256）。此外，它們還需要與 HTLC 和其他可編程功能兼容。

除此之外，原子交換還引發了對用戶隱私的擔憂。這是因爲鏈上交換和交易可以在區塊鏈瀏覽器上快速跟蹤，從而輕鬆鏈接地址。解決這個問題的短期答案是使用注重隱私的加密貨幣來減少風險。儘管如此，許多開發人員仍在嘗試在原子交換中使用數字簽名作爲更可靠的解決方案。


它們爲什麼重要？

原子交換具有改善加密貨幣領域的巨大潛力，但尚未進行更大規模的測試。跨鏈交易最終可以解決大多數中心化交易所存在的許多問題。儘管這些交易所至今仍維護着加密貨幣系統，但仍存在一些問題。其中一些問題包括：

  • 更大的脆弱性：將許多有價值的資源放在一個地方會使它們更容易受到黑客攻擊，而中心化交易是數字盜竊的主要目標。

  • 資金管理不善和人爲錯誤：中心化交易所由人來管理。如果重要角色出現失誤，或者領導者在交易所運營方面做出錯誤選擇，用戶的資金就會受到損害。

  • 運營成本更高：中心化交易所的提款和交易費用更高

  • 與交易量需求相關的效率低下：當市場活動過於激烈時，中心化交易所往往無法滿足日益增長的交易需求，導致系統變慢或離線。

  • 監管：在大多數國家，加密貨幣監管遠非理想。圍繞政府批准和管理仍存在許多問題。


結束語

儘管原子交換仍然相當新，並且肯定存在侷限性，但這項技術正在推動區塊鏈互操作性和跨鏈交易能力方面的重大變革。因此，該技術具有影響加密貨幣行業增長的巨大潛力，爲去中心化和點對點貨幣轉移開闢了新途徑。原子交換很有可能在不久的將來得到越來越多的使用，尤其是在去中心化交易所中。