什么是原子交换？

原子交换是一种能够快速转换在不同区块链网络上运行的两种不同加密货币的技术。这样的过程（也称为跨链原子交易）基于智能合约，允许用户直接从个人加密钱包买卖硬币。所以，本质上，原子交换是不同区块链之间进行的点对点交易。

尽管跨链交易的想法是一项创新技术，但它已经被讨论了很多年。 Tier Nolan 可能是第一个在 2013 年描述完整原子交换协议的人。然而，Daniel Larimer 在 2012 年提出了一种无需信任的交换协议 P2PTradeX，有些人认为它是原子交换的原型。

在接下来的几年里，许多开发人员尝试了原子交换协议。有证据表明，比特币、莱特币、Komodo 和 Decred 社区都在此过程中发挥了重要作用。

显然，第一个点对点原子交换于 2014 年开始进行。但这项技术直到 2017 年才广为人知。主要原因是LTC/BTC和DCR/LTC之间的成功互换。


原子交换如何运作？

原子交换协议旨在防止参与方作弊。为了理解这些协议是如何工作的，我们假设爱丽丝想要用她的莱特币（LTC）交换鲍勃的比特币（BTC）。

首先，Alice 将她的 LTC 存入充当金库的合约地址。创建此保险箱后，Alice 还创建了一个用于访问它的密钥。然后，爱丽丝与鲍勃共享该密钥的加密哈希值。 Bob 还无法访问 LTC，因为他只有密钥散列，而不是密钥本身。

然后，Bob 使用 Alice 给出的哈希值创建另一个金库合约地址，并将他的 BTC 存入该地址。为了接收 BTC，Alice 必须使用相同的密钥，这样她就可以让 Bob 看到该密钥（这要归功于一种称为 hashlock 的特殊函数）。这意味着一旦Alice访问BTC，Bob也可以访问LTC，从而完成交换。

术语“原子”意味着这些事务要么完全发生，要么根本不发生。如果一方退出或不做他们应该做的事情，合同将被取消，资金将自动返还给其所有者。

原子交换可以通过两种不同的方式进行：链上或链下。链上原子交换发生在两种货币之一的网络上（在这种情况下，在比特币或莱特币区块链上）。另一方面，链下原子交换发生在第二层。通常，这些类型的原子交换依赖于类似于闪电网络上使用的双向支付渠道。

从技术角度来看，大多数这些去信任交易系统都基于哈希时间锁定合约（HTLC）和使用多重签名的智能合约。


哈希时间锁定合约（HTLC）

虽然哈希时间锁定合约（HTLC）是比特币闪电网络的重要组成部分，但它们也是实现原子交换的关键要素。顾名思义，它们基于两个基本功能：哈希锁和时间锁。

除非共享数据（上例中 Alice 的密钥），否则哈希锁可防止资金被花费。时间锁定是保证合约只能在预定的时间间隔内执行的功能。因此，HTLC 的使用消除了信任的需要，因为它们创建的规则集可以防止原子交换的部分执行。


优点

原子交换最重要的优点与其去中心化性质有关。通过消除对中央交易所或任何其他中介的需要，可以在不需要两方（或多方）之间相互信任的情况下进行跨链交换。由于用户不将资金委托给中央交易所或第三方，因此安全级别也提高了。交易不使用经纪人，而是直接从用户的个人钱包进行。

此外，这种形式的点对点交易的运营费用要少得多，因为交易成本要么非常低，要么根本不存在。最后，原子交换使交易能够非常快速地进行，并且具有高水平的互操作性。换句话说，山寨币可以直接兑换，无需使用比特币或以太坊作为中介币。


局限性

在实现原子交换之前必须满足几个条件，这些条件可能会阻碍该技术的更广泛使用。例如，要进行原子交换，两种加密货币必须共享相同的哈希算法（例如比特币的 SHA-256）。它们还需要与 HTLC 和其他可编程功能兼容。

除此之外，原子交换还引发了对用户隐私的担忧。这是因为可以通过区块链浏览器快速跟踪链上交换和交易，从而更容易链接地址。这个问题的短期解决方案是使用注重隐私的加密货币，使其不那么引人注目。尽管如此，许多开发人员仍在探索在原子交换中使用数字签名来创建更可靠的解决方案。


为什么原子交换很重要？

原子交换具有改善加密货币世界的巨大潜力，但仍需要进行更大规模的测试。跨链交易可以解决大多数中心化交易所存在的很多问题。尽管这些交易所至今仍保持其加密货币系统运行，但仍然存在一些担忧。当前的一些问题包括：

  • 容易受到攻击：将许多有价值的资源保存在一个地方使它们更容易受到黑客攻击，而中心化交易所是数字攻击的主要目标。

  • 资金管理不善和人为错误：中心化交易所由人类运营。如果主要官员犯错或高管在交易所运营方面做出错误选择，用户资金可能会被没收。

  • 运营成本较高：中心化交易所的提现和交易成本较高

  • 大量需求时效率低下：当市场波动非常剧烈时，中心化交易所往往无法响应增加的交易需求，导致系统速度减慢或离线。

  • 监管：在大多数国家，加密货币监管远非理想。对于政府的审批和管理仍然存在很多担忧。


最新想法

尽管原子交换相对较新并且存在局限性，但该技术正在推动区块链互操作性和跨链交易功能的重大变化。该技术为加密货币行业的发展带来了巨大的潜力，为去中心化和点对点资金转移开辟了新的可能性。原子交换很可能在不久的将来会被越来越多地使用，特别是在去中心化交易所中。