什麼是狀態通道？它如何實現更快、更便宜的交易？

了解區塊鏈技術中的狀態通道

1. 狀態通道是一種第 2 層擴展解決方案，旨在促進區塊鏈上快速、安全的交互，而無需將每筆交易廣播到主網絡。它的運作方式是允許參與者在鏈下進行多項交易，同時僅在區塊鏈上記錄最終結果。

2. 狀態通道的參與者將部分區塊鏈資產鎖定到多重簽名合約或智能合約中，建立初始狀態。這種設置確保雙方都參與其中，並且可以信任該流程，而無需依賴第三方中介機構。

3. 通道打開後，用戶將在鏈下交換代表狀態更新（例如餘額變化或條件邏輯）的加密簽名消息。這些消息不會廣播到網絡，而是保存在相關各方之間。

4. 區塊鏈僅在通道打開或關閉時才起作用。在關閉期間，最終商定的狀態將提交到主鏈，並相應地更新余額。這可以最大限度地減少擁塞並降低與頻繁鏈上操作相關的費用。

5. 國家通道依靠密碼學證明和爭議機制來確保公平性。如果一方試圖通過提交過時的狀態來作弊，另一方可以在預定義的時間窗口內使用有效的簽名消息作為證據來質疑它。

狀態通道如何加快交易速度

1. 通過將交易處理移出主區塊鏈，狀態通道消除了等待區塊確認的需要。交易在參與者之間立即發生，從而實現實時交互，例如小額支付或遊戲操作。

2. 由於數據不會在整個網絡中傳播，因此延遲會大大減少。只有通道中的兩方（或多方）需要進行通信，使得該過程比傳統的鏈上結算快得多。

3. 流媒體支付或需要快速更新的去中心化應用程序等高頻用例從該模型中受益匪淺。例如，用戶可以通過鏈下結算的連續微交易按秒付費購買雲計算資源。

4. 消除每筆交易的礦工費用進一步提高了速度，因為沒有區塊空間或內存池延遲的競爭。用戶在高峰時段不會受到網絡擁塞的影響。

5.狀態通道消除了對常規傳輸的區塊間隔和共識機制的依賴，使近乎即時的結算成為可能。

通過鏈下處理提高成本效率

1. 鏈上交易產生的 Gas 費用根據網絡需求而波動。狀態通道通過將數百或數千個交互批量化為單個鏈上事件（通道關閉）來降低這些成本。

2. 用戶支付兩項鍊上費用：一項用於打開通道，另一項用於關閉通道。所有中間交易都不受挖礦激勵的影響，從而削減了運營費用，尤其是在大容量場景中。

3.這種成本結構使得微交易在經濟上可行，否則由於基礎層的費用開銷而變得不切實際。

4. 構建去中心化應用程序的開發人員可以利用狀態通道提供無縫的用戶體驗，而不會給他們帶來頻繁的交易費用負擔，從而增加採用潛力。

5. 隨著爭奪區塊空間的交易減少，網絡範圍內的可擴展性得到改善，由於擁塞減少，間接降低了剩餘鏈上活動的平均費用。

狀態通道中的安全性和信任最小化

1. 儘管在鏈下運行，狀態通道仍保持著根植於密碼學和區塊鏈執行的強大安全保證。如果一方有惡意行為，資金總是可以收回的。

2. 每次狀態更新都需要所有相關方的數字簽名，確保真實性和不可否認性。這些簽名在任何時候都可以作為可驗證的協議證明。

3. 挑戰期允許誠實的參與者對欺詐性索賠做出回應。如果有人廣播舊狀態來竊取資金，交易對手可以提交更新的簽名狀態來覆蓋它。

4. 智能合約管理參與規則，包括資金分配和超時條件。當出現爭議時，他們充當公正的仲裁者，最大限度地減少用戶之間的信任需求。

5. 雖然並不適合所有用例，特別是那些需要對每一步進行公開審核的用例，但安全模型對於優先考慮隱私和效率的雙邊或小組交互仍然保持穩健。

常見問題解答

如果一方在狀態通道會話期間離線會發生什麼？大多數狀態通道都實施超時機制，允許剩餘參與者在設定的時間後單方面關閉通道。這樣可以防止資金被永久鎖定，並確保即使一個節點意外斷開也可用。

可以有兩個以上的人參與狀態通道嗎？是的，存在多方狀態通道並支持多個參與者之間的交互。這些需要更複雜的協調和簽名協議，但可以支持多人遊戲或具有條件支出規則的共享錢包等團體活動。

狀態通道與所有區塊鏈兼容嗎？不，它們需要特定的功能，例如可編程智能合約和哈希時間鎖合約（HTLC）等加密原語。像以太坊這樣的區塊鏈可以很好地支持它們，而其他區塊鏈可能缺乏安全實施所需的基礎設施。

狀態通道與側鏈有何不同？狀態通道作為參與者之間的臨時私有層運行，並且僅在打開和關閉時與主鏈交互。側鍊是與主鏈並行運行的獨立區塊鏈，通常具有自己的共識機制和驗證器，除了簡單的狀態更新之外，還能實現更廣泛的應用程序執行。