系統解讀Fiber：把閃電網絡嫁接到CKB上的宏大實驗
根據mempool的數據，當前BTC閃電網絡中安置了3億多美元的資金，Node數量約為1.2萬個，彼此之間構建了近5萬條支付通道。
如果有一方退出通道，就把當前的余額Alice：70/Bob：130同步到鏈上，把多簽賬戶中的200塊錢按各自余額轉給二人，完成結算。上述流程看起來簡單，但在實操中要考慮很多復雜情況。
首先，你其實并不知道對方想在何時退出通道，拿上面的例子來說，Bob可以在第二筆轉賬完成后就退出，亦或是第一筆轉賬后就退出，而支付通道不會對此強制要求，是允許參與方自由退出的。要實現這一點，要假設隨時會有人退出，任意一方都可能向鏈上提交最終余額，進行結算。
所以有一個“承諾交易”的設定，“承諾交易”用于聲明通道內雙方的最新余額，每筆轉賬發生時都會生成對應的“承諾交易”。你如果要退出通道，可以向鏈上提交最新的一筆“承諾交易”，把自己應得的錢從多簽賬戶中抽出來。
這筆承諾交易由Bob構造，然后發給Alice讓對方自行處理。如圖所示，這就是一筆Bitcoin轉賬，聲明把多簽賬戶中70塊錢給Alice，130塊錢給Bob，但錢的解鎖條件“不對稱”，Alice面對的限制更苛刻，對Bob更有利。
Alice收到Bob構造的承諾交易后，可以附上自己的簽名滿足2/2多簽，之后Alice可以主動把“承諾交易”提交上鏈，這樣就可以退出通道，如果她不這么做就可以繼續在通道中轉賬。
這里我們要注意：這筆承諾交易是Bob主動構造的，其中條件對Alice不利，Alice只能接受/拒絕，我們要想辦法留給Alice一些自主權。在支付通道的設計中，只有Alice自己能把“對自己不利”的承諾交易放到鏈上觸發，這是因為承諾交易要湊足2/2多簽，Bob在本地構造交易后只有自己的簽名，沒有Alice簽名。
而Alice可以“只接收Bob的簽名，但不把自己的簽名發給他”，這就好比一份對你不利的合同，需要你和別人雙簽，對方先簽名后把文件給你，你可以不讓對方拿到簽名。你想讓合同生效就簽名然后公示，不想生效就不簽名或不公示。顯然在上面的案例中，Alice有辦法限制Bob。
每筆承諾交易都要2/2多簽才能生效，Bob本地構造的、對自己有利的承諾交易不滿足2/2多簽，而滿足2/2多簽的承諾交易扣在Alice手上，Bob沒法提交，只能由Alice提交，這就形成了制衡。反過來也是類似的道理。
如此一來，Alice和Bob只能主動提交對自己不利的承諾交易，只要雙方中有一人把CommitTx提交上鏈且生效，通道就被關閉。而回到最開始說的“雙重支付”場景，如果有人把過期的承諾交易提交上鏈，會發生什么呢？
這里要提到一個叫“撤銷密鑰”的東西。假如Bob把過期的承諾交易提交上鏈，Alice可以通過撤銷密鑰把Bob應得的錢提走。
我們看下面這張圖，假設最新的承諾交易是CommitTx3，CommitTx2過期，如果Bob把過期的Tx2提交到鏈上，Alice可以通過Tx2的撤銷密鑰把Bob的錢抽走（Alice要趕在時間鎖范圍內行動）。
除非真的有人作惡，否則WatchTower不會看到通道參與者的交易記錄（即便看到了也只能看到其中一筆）。
這里我們要提一下Fiber相比于Bitcoin閃電網絡的優化。上述與撤銷密鑰相關的懲罰機制被稱為“LN-Penalty”，而Bitcoin閃電網絡的LN-Penalty有明顯缺點：WatchTower要保存所有的過期承諾交易Hash和對應的撤銷密鑰，這會造成不小的存儲壓力。
早在2018年，Bitcoin社區就提出了一種叫“eltoo”的方案來解決上述問題，但需要Bitcoin分叉支持SIGHASH_ANYPREVOUT操作碼。思路是當過期的承諾交易上鏈后，最新的承諾交易能對其進行懲罰，這樣用戶只保存最新的承諾交易即可。但是SIGHASH_ANYPREVOUT操作碼至今還未激活，該方案遲遲不能落地。
而Fiber實現了Daric協議，修改了撤銷密鑰的設計，讓同一個撤銷密鑰適用于多筆過期的承諾交易。這樣可以大幅減少WatchTower以及用戶客戶端的存儲壓力。網絡中的交通系統：多跳路由和HTLC/PTLC
前面講的支付通道僅適用于1對1交易的場景，而閃電網絡支持多跳支付，即通過中間Node來路由，讓未直接建立通道的兩方間能夠轉賬，比如說Alice和Ken沒有通道，但Ken和Bob間有通道，Bob和Alice間有通道，Bob就可以作為Alice和Ken之間的中間Node，讓Alice和Ken之間可以發生轉賬互動。而“多跳路由”就是指通過多個中間人搭建轉賬路徑。
“多跳路由”能夠增強網絡的靈活性和覆蓋范圍。不過，發送方需要了解所有的公共Node和通道的狀態。在Fiber中，所有公開通道即網絡結構是完全公開的，任何一個Node都可以獲知其它Node掌握的網絡信息。由于閃電網絡中整個網絡的狀態是不斷變化的，Fiber會使用Dijkstra最短路徑算法找到最短路由路徑，讓中間人數量盡可能的少，然后在兩方之間架設轉賬路徑。
Carol如法炮制，在和Daniel的通道中創建HTLC：Carol愿意支付100塊，但Daniel要在20分鐘內告訴她R的明文，否則錢會被Carol收回。
Daniel明白，Carol索要的密鑰R其實是Alice想要的，因為除了Alice沒人會在意R的內容是啥。所以Daniel會配合Carol，告訴她R的內容，并從Carol那拿到100塊，這樣子Alice就實現了目標：給Carol100塊錢。
之后的事情不難想象：Carol把密鑰R告訴Bob，拿到101塊錢；Bob再把密鑰R告訴Alice，拿到102塊錢。我們觀測所有人的得失，可以看出Alice失去102塊錢，Bob和Carol凈賺1塊錢，Daniel得到100塊。這里面Bob和Carol賺的1塊錢就是它們從Alice那抽的手續費。
因此Daniel和Bob能猜到，Alice和Eve之間存在支付路徑，因為它們總是和相同的密鑰扯上關系，借此推斷出Alice和Eve之間的關系并施加監視。
對此，Fiber采用了PTLC，在HTLC基礎上進行了隱私改良，支付路徑中每道PTLC都用不同的密鑰來解鎖，單純觀測PTLC索要的密鑰無法判斷出彼此的關聯性。通過將PTLC與洋蔥路由結合，可以讓Fiber成為隱私支付的理想方案。
此外，傳統的閃電網絡存在“替代交易循環攻擊”（replacementcyclingattack）場景，可以讓支付路徑中間人的資產被盜。這一發現甚至讓開發者AntoineRiard退出了閃電網絡的開發工作。到目前為止Bitcoin閃電網絡尚未有根本措施解決這個問題，已然成為一個痛點。
目前，CKB官方通過在交易池層面進行改良，可以讓Fiber解決上述攻擊場景。由于替代交易循環攻擊及解決方案比較燒腦，本文不打算繼續占用篇幅做出解釋，感興趣的可以閱讀BTCStudy的下述文章以及閱讀CKB官方的相關資料。
總體而言，無論是在隱私還是在安全層面，Fiber都比傳統的閃電網絡進行了大幅改良。Fiber與Bitcoin閃電網絡間的跨域原子支付
利用HTLC和PTLC，Fiber可以和Bitcoin閃電網絡實現跨域支付，且能夠保證“跨域行為的原子性”，即跨域相關的全部步驟要么全成功，要么全失敗，不會有部分成功部分失敗的情況。
跨域原子性有了保障后，可以保證跨域本身不會導致財產損失，這樣可以讓Fiber與Bitcoin閃電網絡可以互聯起來，比如可以在Fiber和閃電網絡組成的混合網絡中搭建支付路徑，直接在Fiber中向BTC閃電網絡中的用戶轉賬（接收端僅限BTC），還可以在Fiber中用CKB和RGB++資產在BTC閃電網絡中換取等價Bitcoin。
我們簡單說下原理：假設Alice在Fiber網絡內運行了Node，而Bob在Bitcoin閃電網絡中運行Node，Alice想向Bob轉賬一些錢，它可以通過跨域中轉商Ingrid實現這筆轉賬。具體而言，Ingrid會分別在Fiber和BTC閃電網絡內運行Node，充當轉賬路徑中的中間人。
如果是在復雜的多跳網絡中，某些中間Node余額不足無法向外轉賬，可能導致整個支付路徑失敗。這是閃電網絡的痛點之一，對此的解決方案無外乎提供高效的流動性注入方案，確保大多數Node都能隨時注入資金。
但是，在BTC閃電網絡中，注入流動性、打開或關閉通道的步驟都在BTC鏈上進行，若BTC網絡手續費極高，會對支付通道的UX產生不良影響。假設你想開啟一個容量為100美元的通道，但建立通道的操作花掉10美元手續費，那這個通道在初始化時就磨了你10%的資金，這是讓大多數人無法接受的；對于流動性注入等工作也是同理。
對此Fiber擁有非常顯著的優勢。首先CKB的TPS遠比BTC高得多，手續費可以達到美分級別；其次，為了應對流動性不足導致無法轉賬的問題，Fiber計劃與Mercurylayer合作推出新的解決方案，使得流動性注入的工作可以擺脫鏈上操作，解決UX和成本問題。
至此，我們系統的梳理了Fiber的總體技術架構，其和Bitcoin閃電網絡的大致對比總結如上圖所示。由于Fiber和閃電網絡本身涉及的知識點太多太雜，單純一篇文章可能無法覆蓋到方方面面，未來我們將針對閃電網絡和Fiber的話題推出系列文章，大家敬請期待。