链上链下协同计算( 五 ) _合约

【链上链下协同计算】状态通道
状态通道专注于小额支付，但使用体验和可用性较差
状态通道是交易双方在链上锁定资产创建支付通道，并在链下进行交易，当用户从主链取出资产时，只需把链下多次交易的结果证明提交至主链智能合约验证即可。
状态通道摊薄了多次交易的手续费用，尤其适合小额多频的交易场景。这种技术早在比特币时期就被提出，因为链上交易的手续费都与交易金额无关，这导致小额交易的手续费用占很高。
以状态通道扩容项目雷电网络为例，流程如下：
参与者双方需要将资产锁定在智能合约中，这一步保证了参与者可以相互转账和接收资产，直到参与者关闭了支付通道；参与者维护者自己的账户余额，双方通过发送签名后的交易证明进行交易；交易可以不断地进行，直到其中一方决定取出资产并关闭通道，他可以随时向智能合约展示交易证明来关闭通道，另一方如果与退出方有交易的话也需要在当时展示交易证明；当双方都展示余交易明后，便可以从智能合约中取回存款。当另一方不能及时展示交易证明时，系统会判定他没有接收到任何转账，并按照单方的证明进行分配，这种机制保证了任何人都一定能取回他的资金，即使对方不配合。
我们可以看出状态通道的优势在于：采用了双方净结算降低了单次交易费用；双方交易细节不上链保障了交易隐私；同时退出机制最大程度的保障了参与方的资金安全。
但在使用体验上有着严重不足：第一，只能和开通通道或者在支付网络内的用户进行交易；第二，必须经常性地关注交易对手方是否选择关闭通道，从而展示接收的交易以保障自己的权益；第三，状态网络扩容机制的拓展性较差，难以实现链下交易外其他操作。
保障资产安全，信息不可用成最大阻碍
要做的是通过多级（分层）子链来减轻区块链主链的压力，从而达到近乎无限的扩容。
可以看作是一种保障资产安全的侧链技术，它将链下的状态证明上传主链，即使链下出现了安全问题，用户也能够证明并提出资产。技术架构目前主要有两种主流的机制 MVP、。
MVP是通过UTXO和 proof来实现用户在不借助第三方的情况下实现资产退出的。在链下的交易以UTXO的形式记录在 tree上，并把相应哈希值上传至主网的智能合约，这样用户只需要提供 proof便能证明自己所拥有的UTXO，从而提出资金。
当用户提出资产时需要一段质疑期进行欺诈证明，其他任何人都可以通过举证该用户已被花费的UTXO实现质疑。因为主链通过智能合约虽然能够验证用户提供的证据，却无从得知的用户隐藏的信息（比如有些UTXO已经花费掉了）。
对于子链反欺诈，采用了欺诈证明（Fraud Proof）的办法来解决。
每个子链，需要在主链（以太坊）上创建智能合约，明确子链的游戏规则，诸如子链的块验证，父链跟子链的 token 转换等。同时，子链出块方需要在父链中锁定资金，用于后续追责。
业务数据保存在子链，子链的块 hash 同步到父链中作为凭证。任意第三方可以负责监督子链的运行，如果发现欺诈行为，可以把问题区块提交父链验证，便于追责和问题区块回滚。
不难看出，欺诈证明跟基本思路有相似之处：智能合约换成了区块链，图灵状态换成了区块哈希。
MVP的“群体离开问题”：当大部分用户都想离开，则所有的状态证明全部都要被提交到以太坊上，并在挑战期内接受“挑战” 。由于是不限用户数量的，但以太坊区块的处理能力却很有限，因此如果整个的有效状态全部都提交给以太坊进行处理，会彻底堵死以太坊，导致交易的处理时间被大大拖延甚至遥遥无期。