Descripción general

Fiber Network es una red Lightning común de próxima generación construida sobre Nervos CKB y canales fuera de la cadena. Está diseñada para proporcionar pagos multitoken rápidos, de bajo costo y descentralizados y transacciones entre pares para activos RGB++.

Fondo

Evolución y desafíos de la tecnología blockchain

La tecnología blockchain ha experimentado una rápida evolución desde el nacimiento de Bitcoin. Inicialmente diseñada para pagos simples, se ha expandido gradualmente a varios dominios, como los contratos inteligentes, las finanzas descentralizadas (DeFi) y los tokens no fungibles (NFT). A pesar de sus importantes ventajas en seguridad, transparencia y descentralización, la tecnología blockchain enfrenta varios desafíos en cuanto a escalabilidad y velocidad de las transacciones.

1. Escalabilidad . Las cadenas de bloques tradicionales como Bitcoin y Ethereum enfrentan importantes cuellos de botella en el rendimiento de las transacciones. Debido al límite de tamaño de bloque de Bitcoin y al tiempo de generación de bloques de 10 minutos, su red solo puede procesar alrededor de 7 transacciones por segundo; Ethereum, a pesar de las mejoras, aún tiene una capacidad de procesamiento de transacciones muy por debajo de las redes de pago tradicionales.

   
   

2. Altas tarifas de transacción . A medida que aumenta la congestión de la red, las tarifas de transacción aumentan significativamente. Por ejemplo, las tarifas de gas en la red Ethereum durante las horas pico pueden superar el monto de la transacción en sí, lo que afecta gravemente la experiencia del usuario y reduce la viabilidad de los micropagos.

   
   

3. Tiempos largos de confirmación de transacciones . En las redes de cadenas de bloques tradicionales, las transacciones deben esperar varias confirmaciones de bloques para que se consideren definitivas. Este proceso puede tardar entre minutos y horas, lo que lo hace inadecuado para escenarios de pago instantáneo.

   
   

Aunque Nervos CKB ha realizado mejoras en términos de rendimiento y tiempos de confirmación, aún necesita aumentar aún más la velocidad de las transacciones y reducir los costos de transacción para satisfacer las demandas de micropagos y pagos instantáneos.

Inspiración de la red Lightning

Lightning Network, una solución de escalabilidad de capa 2 para la red Bitcoin, ha logrado con éxito micropagos rápidos y de bajo costo a través de transacciones y canales de pago fuera de la cadena. Sus conceptos básicos incluyen:

1. Canales de pago : los usuarios crean canales de pago en la cadena. Una vez que se abre un canal, ambas partes pueden realizar transacciones ilimitadas fuera de la cadena y solo liquidarlas en la cadena cuando el canal se cierra. Esto reduce significativamente la cantidad de transacciones en la cadena, mejora la velocidad de las transacciones y reduce las tarifas de transacción.

   
   

2. Contratos de tiempo de hash bloqueado (HTLC) : a través de los HTLC, la red Lightning garantiza transferencias de fondos seguras, mitigando el riesgo de contraparte. Incluso si las transacciones fuera de la cadena fallan, los usuarios aún pueden proteger sus fondos a través de contratos dentro de la cadena.

   
   

3. Mecanismo de enrutamiento : Lightning Network utiliza enrutamiento de múltiples saltos, lo que permite a los usuarios completar pagos sin abrir canales directos con los destinatarios, mejorando así la flexibilidad y la usabilidad de la red.

Ventajas de Nervos CKB

Nervos CKB es una plataforma de blockchain centrada en la versatilidad y la seguridad. Su diseño único ofrece ventajas distintivas para abordar problemas de escalabilidad e interoperabilidad de la blockchain:

1. Mecanismo de consenso : Basado en la NC-Máximo Protocolo de consenso, combina Prueba de Trabajo (PoW) con mecanismos de renta estatal, garantizando la seguridad de la red y la utilización efectiva de los recursos.

   
   

2. Potentes capacidades de contratos inteligentes : el modelo Cell exclusivo de CKB y la máquina virtual del conjunto de instrucciones RISC-V mejoran significativamente las capacidades del modelo UTXO. Esto no solo admite contratos inteligentes Turing-completos, sino que también implementa fácilmente funciones como la abstracción de cuentas y los convenios, lo que proporciona una programabilidad más flexible, una mejor interoperabilidad y escalabilidad para aplicaciones descentralizadas.

   
   

3. Tokenomics : la tokenómica de CKB fomenta la tenencia a largo plazo y el uso racional de los recursos de la red, proporcionando un entorno descentralizado seguro y sostenible para aplicaciones, desarrolladores y usuarios.

Importancia del Proyecto Red de Fibra

Al crear canales fuera de la cadena en Nervos CKB, nuestro objetivo es combinar la experiencia exitosa de Lightning Network con las ventajas técnicas de CKB para crear una red de pagos en tiempo real de múltiples activos, rápida, de bajo costo y descentralizada. En concreto:

1. Solución de problemas de escalabilidad : a través de canales de pago fuera de la cadena y enrutamiento de múltiples saltos, Fiber Network puede lograr un procesamiento de transacciones de alto rendimiento, satisfaciendo las necesidades de los usuarios a gran escala.

   
   

2. Reducción de los costos de transacción : al reducir la frecuencia de las transacciones en cadena, se reducen las tarifas de transacción, lo que hace que los micropagos sean factibles y eficientes.

   
   

3. Mejora de la velocidad de las transacciones : la confirmación instantánea de transacciones fuera de la cadena proporciona una experiencia de confirmación de pago en una fracción de segundo adecuada para diversos escenarios de pago instantáneo.

   
   

4. Compatibilidad con múltiples activos : Fiber Network admite pagos en una variedad de activos digitales, ofreciendo a los usuarios una gama más amplia de opciones de pago.

   
   

5. Interoperabilidad : Fiber Network admite la interoperabilidad con Bitcoin Lightning Network, brindando soporte para pagos entre cadenas y transferencias de activos.

Diseño de arquitectura

Arquitectura general

La arquitectura general de Fiber Network incluye los siguientes módulos principales:

1. Canales de pago fuera de la cadena (canales de fibra)
2. Contratos en cadena (HTLC)
3. Enrutamiento de múltiples saltos
4. Servicio de la Atalaya

Canales de pago fuera de la cadena

Los canales de pago fuera de la cadena son el núcleo de Fiber Network, ya que permiten múltiples transacciones fuera de la cadena con liquidación dentro de la cadena solo cuando el canal está cerrado. Este mecanismo reduce significativamente la cantidad de transacciones dentro de la cadena, mejora la velocidad de las transacciones y reduce las tarifas de transacción. El flujo de trabajo general es el siguiente:

1. Apertura de un canal : dos partes abren un canal de pago en cadena, bloqueando una cierta cantidad de activos CKB o RGB++.

   
   

2. Transacciones fuera de la cadena : cuando el canal está abierto, ambas partes pueden realizar una cantidad ilimitada de transacciones fuera de la cadena, actualizando el estado del canal con cada transacción sin transmisión inmediata a la cadena.

   
   

3. Cierre del canal : cuando cualquiera de las partes decide cerrar el canal, el estado final del canal se transmite en cadena para su liquidación, lo que garantiza que se confirmen los saldos finales de ambas partes.

   
   

Se puede hacer referencia al formato de interacción del mensaje en Protocolo de mensajes P2P de red de fibra .

Contratos en cadena

Actualmente, utilizamos contratos de tiempo de bloqueo de hash (HTLC) para garantizar la seguridad de las transacciones fuera de la cadena y mantener la compatibilidad con la red Lightning. Esto mitiga el riesgo de contraparte, lo que garantiza que incluso si las transacciones fuera de la cadena fallan, los usuarios aún pueden proteger sus fondos a través de contratos dentro de la cadena.

El flujo de trabajo general es el siguiente:

1. Iniciación de la transacción : el iniciador del pago crea una transacción con hashlock y timelock, y bloquea una determinada cantidad de CKB.

   
   

2. Verificación de hash : el destinatario del pago debe proporcionar la preimagen hash correcta dentro del tiempo especificado para desbloquear la transacción y completar la transferencia de fondos.

   
   

3. Reembolso por tiempo de espera : si el destinatario no proporciona la preimagen hash correcta dentro del tiempo especificado, la transacción se desbloqueará automáticamente y se reembolsará al iniciador del pago.

   
   

Gracias a la completitud de Turing de CKB, podemos implementar contratos en cadena más flexibles y seguros. Ampliaremos aún más la funcionalidad del contrato en el futuro, por ejemplo, introduciendo un mecanismo de revocación basado en versiones y contratos de tiempo limitado más seguros.

Enrutamiento de múltiples saltos

El enrutamiento multisalto permite a los usuarios completar pagos a través de múltiples nodos intermedios sin establecer canales de pago directos con la contraparte. Este mecanismo mejora la flexibilidad y la cobertura de la red.

El flujo de trabajo general es el siguiente:

1. Descubrimiento de ruta : el iniciador del pago descubre la ruta óptima desde él mismo hasta el destinatario del pago a través del módulo de enrutamiento.

   
   

2. Bloqueo de ruta : cada nodo de la ruta crea contratos HTLC correspondientes, lo que garantiza transferencias de fondos seguras.

   
   

3. Finalización del pago : el destinatario del pago desbloquea el HTLC y los fondos se transfieren secuencialmente a cada nodo de la ruta.

   
   

También implementaremos pagos entre cadenas aquí mediante contratos HTLC, lo que respaldará la interoperabilidad con Lightning Network a través del servicio de centro entre cadenas. Para obtener más detalles, consulte Protocolo de cadena cruzada de canales de pago con HTLC .

Servicio de la Atalaya

El servicio de torre de vigilancia es un componente esencial de Fiber Network, encargado de supervisar el estado de los canales de pago fuera de la cadena y garantizar la seguridad de los canales y los fondos. Sus funciones y roles son los siguientes:

1. Monitoreo de canales : Monitoreo en tiempo real del estado del canal de pago de todos los usuarios participantes, incluyendo apertura, actualización y cierre de canales.

   
   

2. Detección de anomalías : detección de actividades anormales en canales, como usuarios maliciosos que intentan cerrar canales con estados antiguos o ataques de doble gasto.

   
   

3. Respuesta proactiva : cuando se detectan anomalías, se transmite rápidamente el último estado del canal a la red blockchain para evitar pérdidas de fondos debido a comportamientos maliciosos.

Progreso actual y planes futuros

Actualmente hemos completado un prototipo de Fiber Network, implementando funciones básicas de apertura, actualización y cierre de canales entre dos nodos, y también verificando la funcionalidad entre cadenas con la red Lightning de Bitcoin. El código del proyecto se puede encontrar en los siguientes repositorios de GitHub:

1. https://github.com/nervosnetwork/fiber

2. https://github.com/nervosnetwork/fiber-scripts

   
   

Nuestros próximos pasos incluyen completar el enrutamiento de múltiples saltos y los servicios de torre de vigilancia, así como mejorar la interfaz RPC y el SDK para facilitar el acceso de los desarrolladores a la red de fibra.

El protocolo de enrutamiento multisalto se basa en el algoritmo de Dijkstra para buscar rutas de pago, lo que reduce las tarifas de enrutamiento y mejora la tasa de éxito de los pagos por rutas multisalto. Una vez que Fiber Network entre en funcionamiento, optimizaremos el algoritmo de enrutamiento en función del tráfico de la red y las condiciones operativas. Esperamos proporcionar 2 o 3 estrategias de búsqueda de rutas para adaptarnos a las diferentes preferencias y necesidades de enrutamiento de los usuarios. Fiber Network también presentará estrategias de pago multirruta, dividiendo los montos de pago más grandes en varias partes, cada una transmitida a través de diferentes rutas, lo que aumenta aún más la probabilidad de pagos exitosos.

El servicio de torre de vigilancia será proporcionado por algunos nodos de la red de fibra. Estos nodos permanecerán en línea, monitorearán situaciones anormales en la red y ayudarán a proteger los activos en los canales. El servicio de monitoreo también rastreará el servicio de concentrador entre cadenas. Incluso si los usuarios están fuera de línea durante un período, el servicio de monitoreo puede garantizar intercambios exitosos con la red Lightning.

Además, consideraremos agregar más características a Fiber Network, como implementar algoritmos de protección de la privacidad aprovechando la capacidad de programación de CKB y, en base a esto, optimizar los algoritmos de enrutamiento y los servicios de torre de vigilancia para mejorar la seguridad y privacidad de la información de pago de los usuarios.