什么是原子交换？ 原子交换如何工作？

什么是原子交换？

原子互换是一种支持在不同区块链网络上运行的两种加密货币快速交换的技术。 这个交易过程（也称为原子跨链交易）基于智能合约，允许用户直接从他们的加密钱包中交换所需的代币。 因此，原子互换本质上是跨链的点对点交易。

尽管这项技术是一项创新，但跨链交易的概念多年来一直受到关注。 2013 年，Tier Nolan 首次详细描述了原子交换协议。 不过，Daniel Larimer 在 2012 年提出了一种名为 P2PTradeX 的去中心化交易协议，也被认为是原子互换的雏形。

在接下来的几年里描述比特币的工作过程，许多开发人员继续试验原子交换协议。 有证据表明，比特币、莱特币、Komodo 和 Decred 社区都在这一过程中发挥了重要作用。

首个点对点原子互换交易发生在 2014 年。但直到 2017 年，在 LTC/BTC 和 DCR/LTC 两个交易对成功兑换的推动下，该技术才被大众接受。

原子交换如何工作？

原子互换协议的设计可以有效防止交易对手之间的欺诈行为。 为了更好地理解它们的工作原理，我们假设爱丽丝想用她的莱特币 (LTC) 换取鲍勃的比特币 (BTC)。

首先，Alice 将她的 LTC 存入合约地址，这类似于保险箱。 在以这种方式创建安全性之后，爱丽丝还生成了一个密钥来访问它。 然后她与 Bob 共享此密钥的加密哈希。 请注意此时 Bob 无法获得 Alice 的 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合约地址来存放他的 BTC。 如果Alice要兑换BTC，Alice需要使用与地址相同的密钥，同时她还需要将LTC的密钥出示给Bob（借助于hashlock的特殊功能）。 这意味着一旦 Alice 请求兑换 BTC，Bob 就可以同时获得 Alice 手中的 LTC，原子互换的交易过程也就完成了。

“原子”一词代表交易的一致性，即交易要么完全成功，要么根本不成功。 如果任何一方在交易过程中放弃或未能按预期履行，则合同将被取消，资金将自动退还给其原始所有者。

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何加密货币的在线区块链网络上（在上述情况下，发生在比特币和莱特币的区块链网络上）。 另一方面，链下原子交换发生在链下。 这种原子互换通常基于双向支付渠道，类似于闪电网络中使用的渠道支付。

从技术上讲，大多数去中心化交易系统都基于具有多重签名和散列时间锁定合约 (HTLC) 的智能合约。

哈希时间锁定合约（HTLC）

哈希时间锁定合约（HTLC）是比特币闪电网络的重要组成部分，也是原子互换的关键组成部分之一。 顾名思义，它们基于两个关键功能：哈希锁定和时间锁定。

如果相关的密钥数据（在上述情况下是 Alice 的密钥）不存在，则哈希锁定会冻结资金的使用。 时间锁确保智能合约仅在预定时间范围内执行。 因此，HTLC 的使用消除了集中化的需要描述比特币的工作过程，并且它们创建了防止原子交换被部分执行的特定规则。

优势

原子互换的最大优势与其去中心化有关。 原子交换消除了对集中交换和任何其他类型的中介的需要，跨链交换可以在两方或多方之间进行，而无需他们相互信任。 由于用户不需要向中心化交易所或第三方提供资金，因此安全级别也有所提高。 交易可以直接通过用户的个人钱包发起。

此外，这种形式的点对点交易使用非常低的交易费用或没有交易费用，因此运营成本低。 最后一个优势是原子交换允许交易进行得更快，因此更具互操作性。 换句话说，各种山寨币可以直接兑换，无需使用比特币或以太坊作为中介货币。

局限性

原子互换还需要满足其他一些必要条件，这也可能成为这项技术推广的一大障碍。 例如，为了执行原子交换，两种加密货币所在的区块链网络需要基于相同的哈希算法（例如，两者都使用比特币的 SHA-256 哈希算法）。 此外，它们需要与 HTLC 和其他可编程功能兼容。

此外，原子互换还带来了泄露用户隐私的安全风险。 这是因为通过区块链浏览器，可以快速追踪链上交易，从而轻松获取用户地址。 此漏洞的短期解决方案是使用隐私加密货币来减少暴露。 尽管如此，许多开发人员仍尝试在原子交换中使用数字签名作为更可靠的解决方案。

为什么原子互换如此重要？

原子互换具有改善加密货币空间的巨大潜力，但尚未进行大规模测试。 跨链交易最终可以解决很多中心化交易所的问题。 尽管这些交易所仍然保持着加密货币的运作，但它们仍然存在一系列的隐患。 其中一些问题包括：

主要隐患：中心化交易所单方面持有高价值资源，更容易受到黑客攻击，中心化交易所是数字货币劫持的主要目标。

不完善的资金管理和人为错误：中心化交易所需要人为操作。 如果扮演重要角色的经理犯了错误，或者如果决策者对交易所的运营做出了错误的决定，交易所用户就会蒙受损失。

运营成本高：中心化交易所提现手续费和交易手续费相对较高。

交易量激增导致效率低下：当市场活动过于活跃时，中心化交易所往往无法应对交易需求的大幅增加，导致系统运行缓慢或无法提供服务。

监管：加密货币监管在大多数国家/地区都很严格。 政府审批和监管仍存在诸多不确定性。

总结

虽然原子交换仍然是一项相对较新的技术，因此必然存在局限性，但该技术在推动区块链互操作性和跨链交易方面具有变革性。 因此，该技术具有影响加密货币行业发展的巨大潜力，在去中心化和点对点货币兑换方面开辟了全新的途径。 在不久的将来，原子交换可能会被越来越多地使用，尤其是在去中心化交易所中。