解读Fiber：把闪电网络嫁接到CKB上的宏大实验

8月23日，CKB官方发布了基于CKB的闪电网络改进方案——Fiber Network（光纤网络），引起了强烈反响，CKB价格在一天内上涨了近30% 关于Fiber的讨论目前是热点，《极客web3》写了专题研报，本推文是对研报的总结性概括（略去了很多细节）

先说结论：Fiber对传统闪电网络进行了升级，做出了诸多改进比如，Fiber原生支持多类型资产，如CKB、BTC、稳定币等，而且CKB的手续费远比BTC低、响应速度快，依赖于CKB的Fiber可以在UX方面取得突破在隐私和安全层面，Fiber也有优化此外，Fiber和BTC闪电网络可以互联互通形成更大的P2P网络

此前的线下活动中，CKB官方甚至表示，将在Fiber和闪电网络中设置10万个物理节点，以促进P2P支付网络的完善与进步毫无疑问这是空前宏大的故事

如果Fiber的愿景在未来实现，对CKB乃至比特币生态都是巨大利好根据mempool数据，当前BTC闪电网络中安置了3亿多美元资金，节点数量约1.2万个，构建了近5万条支付通道而在spendmybtc网站上可以看到，越来越多的商家在支持闪电网络收付款闪电网络和Fiber等链下支付方案的崛起势能必将与日俱增

接下来我们开始说Fiber的技术架构 Fiber实质是把闪电网络嫁接到CKB上，原理与闪电网络大面一致，但在很多细节上有优化 Fiber的总体架构包括以下四个核心部分：支付通道、WatchTower、多跳路由、跨域支付下面先解释下最重要的“支付通道”

支付通道是将交易挪到链下处理，过段时间将最终状态提交到链上进行结算假设Alice和Bob共同开启了通道，他们先在链上构建多签账户，向里面各存入100块，作为在链下通道中的余额双方可以在通道里进行多笔转账，一方退出通道时把最终余额同步到链上，由多签账户给双方打款，即“结算”

比如说，双方开始时各有100块，之后Alice向Bob转账50，Alice又向Bob转了10块钱，而后Bob又给Alice转了30块，最终双方余额变为：Alice—70，Bob—130 大家不难发现，二人的余额总和不变，下图中算盘珠子来回推拉的案例可以很好解释这点

如果有一方退出通道，就把当前的余额Alice：70/Bob：130 同步到链上，把多签账户中的200块钱按各自余额转给二人，完成结算上述流程看起来简单，但在实操中要考虑很多复杂情况首先，你其实并不知道对方想在何时退出通道

拿上面的例子说，Bob可以在第二笔转账完成后就退出，亦或是第一笔转账后就退出支付通道不会对退出时间做强制要求，要假设随时会有人退出，任意一方都可能向链上提交最终余额，进行结算

所以有一个“承诺交易”的设定，用于声明通道内双方的最新余额，每笔转账发生时都会生成对应的“承诺交易” 你如果要退出通道，可以向链上提交最新的一笔“承诺交易”，把自己应得的钱从多签账户中抽出来下面就是承诺交易和退出结算的示意图

但这里有一个作恶场景：Bob可以把过期的余额和承诺交易提交到链上，比如上图中Commit Tx3生成后，Bob的余额为130 但Bob为了牟利，把过期的Commit Tx2提交到链上，声明自己的余额是160，这个余额状态不是实时的，这就是典型的“双重支付”

为了防止双花，要有相应的惩罚措施在支付通道的设计里，如果任何一方把过期的状态和Commit Tx提交到链上，另一方可以通过“撤销密钥”让过期的承诺交易无效，同时抽走作恶者的资金所以作恶者会被另一方把全部资金都抽走（这里面的细节比较复杂，感兴趣的可以去公号看原文）

我们可以记住结论：Bob只要敢把过期的承诺交易提交上链，Alice就可以用撤销密钥把Bob的钱拿走，作为惩罚。反过来如果Alice作恶了，Bob也可以如此惩罚她这样一来，1对1的支付通道可以有效避免双重支付，只要参与方都是理性人，就都不敢作恶

关于支付通道的功能性，基于CKB的Fiber相比于比特币闪电网络有大幅优化，原生支持多类型资产的转账/交易，比如CKB、BTC和RGB++稳定币而闪电网络只能原生支持比特币 Taproot Asset上线后比特币闪电网络还是无法原生支持非BTC资产，只能间接支持稳定币

此外，Fiber依赖的Layer1主链是CKB，打开和关闭通道的操作消耗的手续费低得多，不会像BTC闪电网络那样磨掉用户很多手续费这是其在UX上的明显优势

全天候的保安：WatchTower瞭望塔上文中讲到的撤销密钥有个问题：通道参与方要时刻监视对方，防止对方把过期的承诺交易上链。但没人能24小时在线，你离线了怎么办？对此，Fiber和比特币闪电网络有WatchTower的设计，帮用户全天候监视链上活动，及时处理掉过期的承诺交易

比特币闪电网络在惩罚措施上有明显缺陷： WatchTower/客户端要保存所有的过期承诺交易Hash和撤销密钥，造成不小的存储压力比特币社区的优化方案至今没有激活而Fiber修改了撤销密钥的设计，让同一个撤销密钥适用于多笔过期的承诺交易，这样可以大幅减少WatchTower以及客户端的存储压力

多跳路由和HTLC/PTLC 支付通道仅适用于1对1交易，而闪电网络支持多跳支付，让未直接建立通道的两方间能够转账比如说Alice和Ken没有通道，但Ken和Bob有通道，Bob和Alice间有通道，Bob就可以作为Alice和Ken之间的中间节点，让Alice和Ken之间可以转账互动 “多跳路由”就是通过多个中间人搭建转账路径

这里要解决中间节点的信用问题：你怎么保证中间人不会拿钱就跑路，HTLC和PTLC便用于解决此类问题假设Alice要向Daniel付款100块，但他们之间没有建立通道。而Alice发现，可以通过Bob和Carol这两个中间人向Daniel付款这里面要引入HTLC作为支付渠道

首先Alice向Daniel发起请求，Daniel发给Alice一个哈希r，但Alice不知道r对应的明文R Alice与Bob通过HTLC构造支付条款：Alice愿意付给Bob 102块，但Bob要在30分钟内说出密钥R，否则Alice会把钱撤回同理Bob再跟Carol创建HTLC：Bob会向Carol支付101块，但Carol要在25分钟内说出密钥R，否则Bob把钱撤回

Carol如法炮制，和Daniel创建HTLC：Carol愿意支付100块，但Daniel要在20分钟内告诉她R的明文，否则钱会被收回 Daniel会配合Carol，告诉她R的内容，并从Carol那拿到100块，这样子Alice就实现了目标：让Daniel得到100块钱

之后的事情不难想象： Carol把密钥R告诉Bob，拿到101块钱；Bob再把密钥R告诉Alice，拿到102块钱观测所有人的得失，Alice失去102块钱，Bob和Carol净赚1块，Daniel得到100块 Bob和Carol赚的1块钱就是它们从Alice那抽的手续费

即使支付路径中某人卡住，比如Carol没把密钥R告知下游的Bob，也不会让Bob有损失：过时间后Bob可以把HTLC撤回。对于Alice也是同理但闪电网络也有问题：路径不宜过长，如果中间人太多，会降低付款的可靠性：某些中间人可能离线，亦或是余额不足以构建特定HTLC(前面案例中每个中间人要有100多块钱)

此外，HTLC可能泄露隐私虽然洋葱路由可以加密，使得除了最初发起者Alice外，每个人只知道相邻的上下家，不知道完整的路径，但HTLC还是容易被推断出关联性这是因为路径中所有的HTLC都关联着相同的密钥R，容易被推断出相关性 Fiber通过PTLC解决HTLC的这个问题，让路径中不同的PTLC用不同的密钥

此外，传统闪电网络存在“替代交易循环攻击”（replacement cycling attack），可以让支付路径中间人的资产被盗这一发现让开发者Antoine Riard退出了闪电网络的开发工作。到目前为止比特币闪电网络尚未有根本措施解决这个问题，已然成为一个痛点而CKB通过对交易池进行改良，可以让解决上述攻击场景

Fiber与闪电网络的跨域支付利用HTLC/PTLC，Fiber可以和闪电网络实现跨域支付，且能保证“原子性”：相关步骤要么全成功要么全失败，不会部分成功部分失败原子性有保障，可以让Fiber与闪电网络互联组成混合网络，直接在Fiber中向闪电网络用户转账还可以在Fiber中用RGB++资产在闪电网络中换取比特币