存储计算范式探索:简析跨链支付协议 everPay 运行机制

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借助存储计算范式,将计算过程放在链下,everPay 可实现高性能的支付结算体验。

拓展阅读:《图灵机的纸带:简析 Arweave 存储计算新范式》

原文标题:《everPay: 可信跨链支付协议》
撰文:outprog,imToken 后端开发与智能合约开发

比特币 / 以太坊计算资源稀缺,转账费用高昂,难以满足普通转账需求。everFinance 使用存储应用范式构建 everPay,一个可信跨链支付结算协议。

everPay 协议将其他公链的资产锁入智能合约中,在协议上映射生成对应资产,资产生成后用户就可以在协议上进行任意的转账和支付。everPay 的交易的共识成本非常低,进行上万笔交易仅需要 0.5 美 金。everPay 的 TPS 没有固定的限制,仅取决于协议的应用架构和服务器性能。协议只要满足存储计算范式标准,即可以进行「无限」的拓展,性能可以媲美传统联网应用。

运行机制

存储计算范式探索:简析跨链支付协议 everPay 运行机制

协议⻆色

协调者 (Coordinator)

负责交易采集、验证和上链。协调者通过 API 将用户的合法交易采集到序列化的 Pending 池中,并按照 一定的时间周期将 Pending 池中的交易批量 (Rollup) 打包上链。协调者会根据交易生成一个实时的全 局状态,这个状态所有合法的链上交易和 Pending 池中交易计算的最终结果。

检测者 (Detectors)

检测程序会自动下载和校验链上数据,生成全局状态和余额。检测程序的状态会比协调者慢一步,检测 程序只以链上数据为准,不加载协调者 Pending 池交易中还未打包的交易。任何人都可以下载和运行检 测者程序,成为检测者。

资产管理者 (Asset Managers)

具备资产共管能力的检测者,发起多签或者⻔限签名解锁资产。

资产跨链

everPay 协议目前支持两种跨链方案,分别是多签和⻔限签名。

多签

支持智能合约的公链,everPay 采用多签技术部署一个锁仓合约。多把密钥由不同的资产管理者持有。 协议监听到资产转入事件,并确保交易确认后在 everPay 协议上映射出对应的资产。

当用户发起资产销毁交易,该交易经过验证后会打包到存储型区块链上 (Arweave)。资产管理者监听存储型区块链,对用户的销毁交易进行验证,然后签署有效的销毁交易发送到公链。当一定数量的资产管理者完成多签后,释放锁仓资产到用户。

⻔限签名

对于不支持智能合约的公链,暂采用⻔限签名技术来保证用户资产锁定。机制与多签类似。

共识

协议共识通过存储计算范式进行保障。在存储计算范式中,所有计算过程在链下完成,应用的输入参数全部存储到区块链上。协调者、检测者和资产管理者都运行了相同的业务验证组件,任何人都可以下载和运行检测程序,加载区块链上的数据进行交易状态检查。

存储计算范式探索:简析跨链支付协议 everPay 运行机制

everPay 将所有类型的交易,包括 mint/burn/transfer 按照正确的交易顺序打包到存储型区块链上。第三方应用和个人可以使用检测程序进行状态检查,程序会自动下载并验证所有在链上的交易记录。如果协调者和检测者状态不一致,则说明应用可能存在共识欺诈⻛险。

无法作恶

交易都会按照顺序被序列化打包到区块链上,只要按照区块链上的打包顺序加载交易,最后生成的状态都是一致的。

错误的签名

将错误签名打包到链上是无意义的,所有检测者都会拒绝错误的签名。

余额攻击

所有的交易都会序列化的执行,无法进行双花攻击。同时交易中包含 nonce 字段,用于保护交易唯一 性,防止用户进行重放。

目前只有一个协调者进行交易处理,如果协调者作恶怎么办 ? 在用户仅有 1 ETH 的余额时,允许该用户 发送了 2 ETH 的转账交易并被打包到链上。此时任何检测者都加载来自区块链上的序列化数据,发现用 户仅有 1 ETH 余额,2 ETH 的转账被拒绝,交易打包后协调者的错误交易会被立即发现。另外一种情况 下,用户让然是 1 ETH 余额。协调者允许用户连续发送了两次 1 ETH 转账交易,第一笔交易被检测者获 得,用户余额从 1 变成 0,第二笔交易也被检测者获得,第二笔交易由于余额不足被拒绝。

资产 Mint/Burn

在以太坊为用例中,会部署一个机器人 (EthBot) 用于监听 ETH 事件,用户将资产转入多签智能合约 后,机器人会确保交易已经经过 6 个区块后发起 Mint 交易到 everPay 协议,协议会对该以太坊交易进 行密码学校验,并再次查询以太坊节点该交易是否已经打包超过 6 个区块确认。资产成功 mint 后,交 易指纹会在协议中标记为「minted」,避免重复资产重复 mint。

注意 :EthBot 不是必须的,仅用于提升用户体验。任何人都可以把合法以太坊的交易发送到协议进行 资产 mint。

如果用户发起 burn 交易,合法的 burn 会被协议验证后打包到 Arweave 上。资产管理者们监听 Arweave 事件,验证交易后发送多签交易。同样地,以太坊锁仓合约会验证交易指纹,保障交易唯一, 不被重复执行。

以上所有过程都可以通过 everPay 协议的检测程序进行检查,任何人都可以下载,成为检测者。同时, everPay 也会提供交易浏览器便于用户查看和检查交易。

协议的共识通过存储型区块链保障,由检测程序进行校验检查。

交互体验

易用性

使用了协调者采集交易,交易会按照固有的顺序批量 (Rollup) 上链。批量上链就可以将用户交易在链 下实时处理,协调者的账本状态是实时更新的。

因此,用户在使用应用时,可以得到实时的转账体验,也支持用户进行连续的多笔交易。体验非常的接 近互联网应用,快捷而便利。

极端情况下用户对协调者存有疑惑,可以查看交易浏览器等待交易打包,再确认该笔交易。一般而言, 协调者会确保所有交易按照固定顺序打包上链。

灵活的签名算法

存储计算范式仅在链下进行计算,开发上非常的灵活,可以使用任意的签名算法。更进一步,everPay 可以集成更友好的互联网签名算法。比如 Webauthn(R1),在保证用户安全的同时将密钥管理 (助记 词) 完全去掉,此时用户只需要使用硬件设备 (手机、电脑) 即可完成安全可靠的交易签名。

结语

everFinance 的目标是提升用户体验,降低开发⻔槛,为所有人提供去中心化可信的金融应用。everPay 是一个区块链易用性的解决方案和应用协议,在保障可信的前提下,为用户提供接近互联网的支付结算体验。

关于存储计算范式请参考
https://www.chainnews.com/articles/977293418486.htm

everFinance 官网
https://ever.finance

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