密码学解读：去中心化交易所跨链交易的基础，原子交易的内部逻辑

“加密货币交易历经十年的发展，已然日渐成熟，但也矛盾重重。”

我们知道对于一种货币，不管是法币还是加密货币，与不同货币之间兑换相关的功能都是人们一直最关心的话题，毕竟对于任何货币，汇率都是其价值衡量的重要尺度。然而，当前可以说绝大部分的区块链交易都是通过中心化交易所来完成，这与区块链去中心化的概念背道而驰。

可以说在中心化交易所仍不可或缺的今天，区块链是不彻底，不完整的，直到一个可以快速实现跨链交易、链上资产直接兑换的去中心化的交易方式的出现。

这是因为在常规交易所上交易加密货币时，您会将加密货币发送给一家公司，该公司为您安全地存储它们。您的余额会记入他们的数据库中，并使用您存入的资金创建一条记录。他们的订单匹配引擎会将您的买卖与其他用户的订单配对。在大多数情况下，这一切都运作良好。但是，当交易所被黑客入侵或在关键时刻因某种原因脱机时，交易者和投资者将有可能损失数十亿美元的加密货币。

允许交易者对等地在不同的区块链上交换货币。没有黑客，没有停机时间，不需要信任这就是去中心化交易所存在的原因。

去中心化交易所，英文名称Decentralized Exchange ，简称DEX。2013年至今诞生了许多去中心化的交易所，与中心化交易所不同，去中心化交易所不需要注册账户并认证，使用数字资产账户即可交易，其次去中心化交易所每笔交易都通过区块链进行，需要等待区块链的确认才算交易成功。其实去中心化交易所已经发展很长一段时间了，然而相比很多鼎鼎大名的中心化交易所，它们有些默默无闻。这是由于去中心化交易所普遍存在交易流动性低，交易处理速度慢等问题，因此没有走向大众视野。但今天当你去看去中心化交易所的数据，会发现去中心化交易所已经发展到一个新阶段了。

虽然去中心化交易所仍然有很长的路要走，但是其技术基础——原子交易技术却在P2P交易等领域越来越发挥了重要作用。而今天我们就来了解一下原子交易究竟是怎样一种技术。

原子交易是什么

原子交换是一项基于智能合约的技术，无需任何中介即可进行加密货币交换。原子交换也称为原子跨链交易，即使加密货币运行在不同的区块链网络中，也可以实现两方之间的交换。许多区块链开发人员都利用该概念进行P2P交易开发。

为了理解原子交易如何驱动交易，让我们考虑一个发生在保险箱中的过程。

试想小红想向小明交易人民币以换取美元，由于他们两个不认识彼此，尚未建立信任，他们需要一些特殊的手段进行交易。

巧合的是小红和小明都可以使用两个可以互相通信的密码箱。其中一个密码箱的密码被小红藏在一个小盒中。小红将他的人民币放入她的密码箱中，（我们称其为“人民币盒子”）并将“人民币盒子”和藏有密码的小盒一起交给小明。然而小明这时候无法打开“人民币盒子”，因为他无法打开藏有密码的小盒。

请注意这个藏有密码的小盒，它有一个神奇的功能就是可以对小明的密码箱设置与小红密码箱相同的密码。

因此同样，小明将美元放入密码箱后（我们称之为“美元箱”）。他使用小盒对自己的“美元箱”设置了与“人民币箱”相同的密码，交给小红。而因为小红是密码的设置者，因此她可以轻易的打开“美元箱”。

一旦小红打开美元箱后，藏有密码的小盒也会自动开启，所以小明也可以得到密码打开“人民币箱”了。交易成功！

然而这里有一个问题，就是如果小明始终不将自己的密码箱发送给小红，或者小红始终不开启小明的箱子，将会导致两个人都遭受损失。因此，我们规定如果未在约定的时间内发送或者打开密码箱，则交易终止，密码箱自动返回。

“密码箱案例“的再阐述

上面这个小例子虽然很短，但是却涉及到了关于原子交易的两个最重要的概念：

1.哈希锁定(藏有密码的小盒子)：即在交易发起方将用于解锁合约的密钥的原像发送给另一方之前，确保资金将被锁定在合约中。

2.时间锁定(约定交易时间)：这是一种安全机制，如果交易未在指定的时间段内完成，则将交易的加密货币退还给交易者。

为了了解原子交换在实际区块链上的工作原理，以下是首先值得理解的基本术语：

哈希函数：它创建唯一的输出，而只有输出的人永远无法通过计算找到输入值，输入也叫做哈希的原像，输出则叫做原像的哈希值。例如，如果输入为“ 123”，并且哈希函数给出的输出为“ 321”，则输入任何其他数字都不会再输出“321”。而且，只知道“321”的我们没有方法可以反转功能确定“123”是输入值。

时间锁定合同：这是一种智能合同，在为特定交易设置的时间过后失效。

因此我们再来讲述一遍这个故事

在加密货币世界，小红想以3 ETH的价格向小明出售1个BTC。

小红先将她的BTC存入比特币链上的智能合约。他用密钥“123”将其锁定，并将其哈希值“321”告诉小明。

小明则将其ETH存入以太坊链上的智能合约，并用小红密钥的哈希“321”将其锁定。此时小明的合同仅接受哈希值的原始输入“123”作为密钥。（此时小明不知道密钥值为“123”）

当小红使用“123”解锁合同时，“123”将在以太坊上公开，所以此时小明也使用这个密钥来解锁小红的比特币合同。

这两个合同都是有时间限制的，这意味着如果交易未在规定的时间内执行，则加密货币将归还其所有者。而对于真正的哈希时间锁定合约（HTLC），这样的时间限制往往是更为复杂的，被称为“时间步”，因为需要考虑到数据库记录、多节点交易等更多的因素，只有在每个时间步内操作都得到确认，最终的合约才会生效。

原子交易的优势

原子交易可以抵御欺诈，防止一方勒索另一方。哈希时间锁定合同（HTLC）和哈希函数可确保交易完全执行，否则就会将其终止。

当前，大多数中心化交易所都通过使交易者将自己的钱包交由这些交易所进行控制和托管，从而才能实现交易。这意味着什么呢？这意味着对于这些钱包，交易者并不控制它们的私钥。因此，这使得交易者的加密资产受到了中心化交易所的支配。用户钱包的安全性与交易所的安全性相绑定。在信任问题与安全性之外，交易所也会向用户收取一定的交易手续费。

原子交易消除了对集中式交换平台的需求，从而使P2P交易的成本大大降低。实际上，原子跨链交易可以作为一种加密货币与另一种加密货币的交易工具，无需信任任何第三方。加密市场上的许多P2P交换平台不收取任何押金，提款或交易费。这就是P2P交换开发获得全球广泛采用的原因之一。

原子交易是否有可能彻底代替加密货币中心交易所呢？随着这项技术的成熟，我们应该看到去中心化交易所和钱包中该技术采用率越来越高。金融的未来是是分布式的，2020年将使我们更加接近这一点，这当然是值得期待的。而许多的区块链应用平台也都在逐渐应用原子交易技术，实现安全、低成本的跨链、跨币种交易。而Findora在其智能资产体系 (Smart Asset Framework)中就利用原子交换等技术，建立了智能资产转账以及交易等解决方案，结合其高端隐私技术保障用户钱包的资金安全与个人信息。

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编译者/作者：Findora

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