什么是原子交换？

原子交换是一种允许在不同的区块链网络上运行的两种不同加密货币快速交换的技术。此类过程（也称为原子跨链交易）基于智能合约，允许用户直接从个人加密钱包交易他们的货币。因此，原子交换本质上是跨不同区块链的点对点交易。

尽管是一种创新技术，跨链交易的想法已经被讨论了多年。早在 2013 年，Tier Nolan 可能是第一个描述完整原子交换协议的人。然而，Daniel Larimer 在 2012 年提出了一种名为 P2PTradeX 的无信任交换协议，有些人认为它是原子交换的原型。

在接下来的几年里，许多开发人员开始尝试原子交换协议。有证据表明，比特币、莱特币、科莫多和 Decred 社区都在这一过程中发挥了重要作用。

显然，第一次点对点原子交换始于 2014 年。但直到 2017 年，该技术才被公众广泛了解 - 主要是因为 LTC/BTC 和 DCR/LTC 之间的成功交换。


原子交换如何运作？

原子交换协议的设计方式可以防止任何参与方作弊。为了理解它们的工作原理，让我们假设 Alice 想要用她的莱特币 (LTC) 换取 Bob 的比特币 (BTC)。

首先，Alice 将她的 LTC 存入一个充当保险箱的合约地址。创建此保险箱后，Alice 还会生成一个密钥来访问它。然后，她与 Bob 分享此密钥的加密哈希值。请注意，Bob 还无法访问 LTC，因为他只有密钥的哈希值，而不是密钥本身。

接下来，Bob 使用 Alice 提供的哈希值创建另一个安全的合约地址，并将他的 BTC 存入其中。要领取 BTC，Alice 需要使用相同的密钥，这样她就可以向 Bob 透露密钥（这要归功于名为 hashlock 的特殊函数）。这意味着，只要 Alice 领取了 BTC，Bob 就可以领取 LTC，交换就完成了。

“原子”一词指的是这些交易要么全部发生，要么根本不发生。如果任何一方放弃或未能履行其应尽的义务，则合同将被取消，资金将自动退还给其所有者。

原子交换可以通过两种不同的方式进行：链上和链下。链上原子交换发生在任一货币网络上（在本例中为比特币或莱特币区块链）。另一方面，链下原子交换发生在第二层。这种原子交换通常基于双向支付渠道，类似于闪电网络中使用的支付渠道。

从技术上讲，大多数此类无需信任的交易系统都是基于使用多重签名和哈希时间锁合约（HTLC）的智能合约。


哈希时间锁定合约（HTLC）

哈希时间锁合约 (HTLC) 是比特币闪电网络的重要组成部分，也是实现原子交换的关键组件之一。顾名思义，它们基于两个关键功能：哈希锁和时间锁。

哈希锁可以防止资金被花费，除非某条数据被泄露（上例中为 Alice 的密钥）。时间锁是一种确保合约只能在预定义的时间范围内执行的功能。因此，使用 HTLC 消除了对信任的需求，因为它们创建了一组特定的规则，可以防止原子交换部分执行。


优点

原子交换的最大优势都与其去中心化特性有关。通过消除对中心化交易所或任何其他中介的需求，跨链交换可以由两方（或更多方）执行，而无需他们相互信任。由于用户不需要将资金交给中心化交易所或第三方，因此安全性也得到了提高。相反，交易可以直接从用户的个人钱包中进行。

此外，这种点对点交易形式的运营成本要低得多，因为交易费用非常低或为零。最后，原子交换使交易能够非常快速地进行，并且具有更高的互操作性。换句话说，可以直接交换山寨币，而无需使用比特币或以太坊作为中介币。


限制

要进行原子交换，需要满足一些条件，这些条件可能会阻碍该技术的广泛采用。例如，要进行原子交换，两种加密货币需要基于共享相同哈希算法的区块链（例如，比特币的 SHA-256）。此外，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。这是因为链上交换和交易可以在区块链浏览器上快速跟踪，从而轻松链接地址。解决这个问题的短期答案是使用注重隐私的加密货币来减少风险。尽管如此，许多开发人员仍在尝试在原子交换中使用数字签名作为更可靠的解决方案。


它们为什么重要？

原子交换具有改善加密货币领域的巨大潜力，但尚未进行更大规模的测试。跨链交易最终可以解决大多数中心化交易所存在的许多问题。尽管这些交易所至今仍维护着加密货币系统，但仍存在一些问题。其中一些问题包括：

  • 更大的脆弱性：将许多有价值的资源放在一个地方会使它们更容易受到黑客攻击，而中心化交易是数字盗窃的主要目标。

  • 资金管理不善和人为错误：中心化交易所由人来管理。如果重要角色出现失误，或者领导者在交易所运营方面做出错误选择，用户的资金就会受到损害。

  • 运营成本更高：中心化交易所的提款和交易费用更高

  • 与交易量需求相关的效率低下：当市场活动过于激烈时，中心化交易所往往无法满足日益增长的交易需求，导致系统变慢或离线。

  • 监管：在大多数国家，加密货币监管远非理想。围绕政府批准和管理仍存在许多问题。


结束语

尽管原子交换仍然相当新，并且肯定存在局限性，但这项技术正在推动区块链互操作性和跨链交易能力方面的重大变革。因此，该技术具有影响加密货币行业增长的巨大潜力，为去中心化和点对点货币转移开辟了新途径。原子交换很有可能在不久的将来得到越来越多的使用，尤其是在去中心化交易所中。