原子交换是一种直接透过区块链实现加密资产真正 P2P 交易的机制。原子交换如何运作以及这项技术的未来是什么？

原子交换是在区块链之间交换加密资产的自动合约。智慧合约机制完全消除了交易时对中心化第三方组织（交易所或兑换商）的需求，免除了交易对手风险。这是进行加密资产交换交易的少数真正去中心化的方法之一。

原子交换如何运作

“原子”（不可分割）是一个术语，指的是完全执行或根本不执行的进程。换句话说，原子交换具有确保交易双方满足所有预定条件来完成交换的功能。智能合约保证遵守条件。如果其中一方失败或者出现技术问题，整个行动就彻底取消。

原子交换使用哈希锁定时间锁定合约（HTLC）。这些合约使用一种创建和比较数据指纹的机制——哈希函数。此外，合同还规定了时间限制——如果至少一方未在预定期限内履行交易条款，则交易将被取消。

例如，两方可能同意为原子交换设置两小时的时间限制。在这种情况下，当两小时过去且未满足交易的所有条件时，合约会将存入的代币返还给其原始所有者。 HTLC 智能合约需要两个密钥：

  • 哈希锁密钥。该密钥确保只有当双方提供加密证据表明他们已经履行了交易条款时，交易才会完成。

  • 时间锁钥匙。这是一种安全机制，可以帮助交易参与者设定完成原子交换的最后期限。该机制确保如果交换由于某种原因在截止日期前未完成，则存入的代币将退还给交易参与者。

原子交换是如何执行的

假设用户 A 和用户 B 同意对 BTC 和 ETH 进行原子交换。用户 B 想要用他的 1 BTC 兑换用户 A 的 15 ETH。

首先，用户 B 需要创建一个合约地址，他将向该地址发送 1 BTC。完成交易后，合约会自动生成一个只有用户 B 可以访问的特殊密钥，该密钥可以解锁用户发送到智能合约的资金。

合约使用此密钥来创建密钥的散列表示形式或加密形式。然后，用户 B 将密钥的哈希值发送给用户 A。因此，用户 A 只能访问用于锁定用户 B 的 1 BTC 的密码的哈希形式。该哈希值可作为用户 B 已将资金锁定在合约中的证据。 ，但用户 A 还无法访问它们或将它们从合约中删除。

收到哈希密钥后，用户 A 使用它创建自己的合约地址，并在其中存入 15 ETH。一旦双方将资金锁定在智能合约中，用户 B 就可以索取 15 ETH，因为他们可以访问密码，该密码揭示了用户 A 用于将代币锁定在智能合约中的密钥。

在解锁用户A合约地址的过程中，用户B向交易第二方泄露了自己的密码。用户A使用它接收1 BTC并完成交易。从本质上讲，整个原子交换过程取决于双方提供其行为的加密证明的能力。

用户B必须先将密钥加密，然后发送给用户A。由于他拥有原始密钥，因此他可以用加密密钥索取用户A在智能合约中锁定的加密资产。但作为解锁加密资产的条件，用户B必须向用户A提供原始密钥。然后，用户 A 可以访问密钥并使用它接收 1 BTC。

为什么需要原子交换？

原子交换是区块链互操作性的重要机制，因为它在交易加密资产时消除了对加密货币交易所等中介机构的需求，这使得交易者可以在不依赖中心化交易平台基础设施的情况下进行跨链交易。

由于原子交换不涉及中介机构，因此交易速度更快、更容易访问，并且消除了与基于托管的交换相关的安全事件。用户可以保持对其加密资产的控制，因为所有交易都是通过他们的个人钱包进行的。

此外，通过原子交换进行跨链交易有助于创建可互操作的加密货币生态系统。原子交换使得跨多个区块链进行交易变得更加容易。此外，原子互换消除了交易对手风险——交易要么全部完成，要么根本不完成。

原子交换的发展

原子交换机制由开发者 Sergio Lerner 于 2012 年首次描述。社区对这个想法很感兴趣，但一些交换流程尚未具体化。一年后，蒂尔·诺兰开发了一种更可靠的原子交换程序。但直到四年后，当 Decred 团队在 Decred 和 Litecoin 之间进行原子交换时，该机制才首次在真正的区块链上成功测试。几天后，莱特币创始人 Charlie Lee 在推特上表示，LTC 和 BTC 互换已成功复制该流程。

原子交换的最初设计要求交易双方将他们计划交换的加密货币区块链的完整版本下载到他们的设备上。在 Decred 和 Litecoin 进行首次原子交换一个月后，Komodo 项目的开发者推出了原子交换的“精简版”，只需要开通特殊的支付通道。同时，交易参与者无需下载加密资产区块链或等待验证者确认交易。

2017 年，Zcash 开发人员展示了 XCAT（跨链原子交易）工具的工作版本，该工具可用于将 BTC 交换为 ZEC，反之亦然。几个月后，比特币现金和 Decred 之间进行了第一次原子交换。

2019年，Qtum平台在比特币主网上推出了原子互换，Blockstream在Liquid侧链上推出了原子互换。还尝试创建支持原子交换的交易平台。 2019 年，Sparkswap 比特币去中心化交易所推出，支持闪电网络和原子交换。然而一年后，该网站因用户数量少、流动性低而关闭。

DeFi行业的发展、社区去中心化的总体进程以及最大的区块链对原子交换的支持可能会在未来几年推动该技术的发展。然而，就目前而言，原子交换仍然是一种方便、安全但罕见的交易形式，消除了对交易对手的需求，并允许用户保持对其加密资产的控制。