Про Fiber

Мережа Fiber - це мережа наступного покоління на основі Nervos CKB. Вона використовує технологію поза ланцюжком, щоб забезпечити швидкі, економічні, багатовалютні платежі та транзакції між однолічними особами. Мережа підтримує активи RGB++, пропонуючи децентралізоване, швидке та економічне рішення для здійснення платежів, що дозволяє користувачам миттєво торгувати різними цифровими активами. Виплата на ланцюжку відбувається лише під час закриття каналів, забезпечуючи високий рівень безпеки та захисту приватності.

Крім того, мережа Fiber розроблена для взаємодії з мережею Bitcoin Lightning, що дозволяє безперешкодний переказ активів між цими двома мережами. Це розширює можливості користувачів щодо оплати та охоплення мережею. Мережа Fiber має на меті забезпечити більшу ефективність транзакцій та ширший спектр застосування в екосистемі Bitcoin за допомогою цих технологій.

Фон

З моменту створення Bitcoin технологія блокчейн еволюціонувала, щоб охопити такі сфери, як смарт-контракти, DeFi та NFT, але залишаються проблеми з масштабованістю та швидкістю транзакцій. Щоб вирішити ці проблеми, як рішення для масштабування рівня 2 для Bitcoin, Lightning Network використовує офчейн-транзакції та платіжні канали для забезпечення швидких і недорогих мікроплатежів.

Nervos CKB, як інноваційна блокчейн-платформа, підвищує масштабованість та взаємодію Bitcoin завдяки своєму унікальному дизайну. Проект Fiber Network використовує переваги CKB та інтегрує досвід мережі Lightning для створення швидкої, економічно вигідної, децентралізованої, багатоактивної, миттєвої мережі платежів реального часу. Вона підтримує великі обсяги користувачів, знижує комісійні за транзакції, надає підтвердження платежів на другому рівні та пропонує мультиактивні платежі з міжблокчейною взаємодією.

Джерело:BitcoinVisuals

Технічні принципи

Архітектура мережі Fiber включає такі основні модулі, як платіжні канали поза ланцюжком, контракти на ланцюжку, багатохоповий маршрутизації та моніторингові служби.

Платіжні канали

Основна ідея технології платіжних каналів полягає в тому, щоб виключити процес транзакцій з блокчейну, взаємодіючи з блокчейном лише тоді, коли необхідно оновити кінцевий стан.

Платіжний канал поза ланцюжком є основою мережі Fiber. Він дозволяє здійснювати кілька транзакцій поза ланцюжком, з обов'язковим вирішенням на ланцюжку лише в разі закриття каналу. Цей механізм обходить обмеження продуктивності головних ланцюжків, таких як Bitcoin, сприяючи швидким поза ланцюжковим транзакціям, значно зменшуючи кількість транзакцій на ланцюжку, збільшуючи швидкість та знижуючи комісії.

Загальний хід дій такий:

• Створення каналу: Два користувачі відкривають платіжний канал on-chain, блокуючи певну кількість CKB або RGB++ активів.
• Позашляхові транзакції: Поки канал відкритий, обидві сторони можуть вільно здійснювати транзакції, оновлюючи стан каналу кожним обміном без негайного транслювання оновлень в ланцюг.
• Закриття каналу: Коли одна зі сторін вирішує закрити канал, остаточний стан передається на блокчейн для здійснення розрахунків, підтверджуючи баланси обох сторін.

Давайте розглянемо Алісу та Боба як приклад. Вони створюють багатопідписний (multisig) обліковий запис на блокчейні та кожен вносить 100 одиниць коштів, щоб відкрити платіжний канал. У цьому каналі Аліса та Боб можуть вільно проводити кілька операцій. Коли вони вирішують закрити канал, їх кінцеві баланси оновлюються на блокчейні.

Після серії транзакцій, припустимо, що баланси Еліс та Боба становлять відповідно 70 одиниць та 130 одиниць. Якщо хоча б одна сторона бажає закрити канал, вони можуть подати остаточний баланс до блокчейну для завершення розрахунків. Хоча цей процес може здатися простим, він включає складні механізми для забезпечення безпеки транзакцій та цілісності обох сторін.

Щоб запобігти потенційному шахрайству, наприклад, спробі Боба обдурити систему застарілим станом транзакції, платіжний канал використовує дві важливі концепції: «транзакції зобов'язань» і «ключі відкликання». Після кожної транзакції обидві сторони створюють нову пару транзакцій із зобов'язаннями, які відображають їхні поточні баланси каналів. Ці транзакції є асиметричними, з різними умовами розблокування для кожної сторони, що забезпечує надійний механізм стримувань і противаг.

Якщо Боб спробує подати застарілу транзакцію зобов'язання, Аліса може використати ключ відкликання, щоб покарати Боба, знявши його кошти. Цей механізм гарантує, що будь-яка спроба подвійних витрат буде покарана, тим самим зберігаючи цілісність платіжного каналу.

Мережа Fiber, реалізована на CKB, подальш оптимізує цей процес. Порівняно з мережею Bitcoin Lightning, Fiber нативно підтримує кілька активів, включаючи CKB, BTC та стабільні монети RGB++, а не лише Bitcoin. Крім того, оскільки Fiber ґрунтується на головній мережі CKB Layer 1, комісії за відкриття та закриття каналів значно нижчі, що надає мережі Fiber чітку перевагу в користувацькому досвіді. Мережа Fiber надає швидке, недороге та безпечне рішення платіжного каналу через ці механізми.

Джерело: Nervos

WatchTower

WatchTower є важливою складовою як Fiber Network, так і Bitcoin Lightning Network, виступаючи в ролі цілодобового охоронця. У платіжних каналах учасники повинні постійно контролювати один одного, щоб запобігти поданню застарілих транзакцій зобов'язання на блокчейн. Однак, оскільки користувачі не можуть постійно перебувати в мережі, важливим стає дизайн WatchTower.

Основна функція WatchTower полягає в моніторингу активності на ланцюжку від імені користувачів. Якщо він виявить, що хтось подав застарілу транзакцію зобов'язання, він негайно вживе заходів для забезпечення безпеки каналу та коштів. Зокрема, Еліс або Боб можуть попередньо сконструювати відповідну транзакцію стягнення пені (використовуючи ключ відклику для обробки застарілої транзакції та заявити себе бенефіціаром) та надіслати прямий текст транзакції стягнення до WatchTower. Якщо WatchTower виявить подачу застарілої транзакції, він негайно надішле транзакцію стягнення для здійснення покарання.

Щоб захистити конфіденційність користувачів, Fiber Network вимагає від користувачів надсилання хешу застарілої транзакції зобов'язання та чистого тексту транзакції штрафу до WatchTower. Таким чином, WatchTower спочатку не знає конкретного вмісту транзакції зобов'язання, а лише її хеш. Якщо хтось не надішле застарілу транзакцію зобов'язання на ланцюжок, WatchTower не побачить чистий текст та відправить лише транзакцію штрафу, якщо це необхідно. Цей дизайн забезпечує, що, якщо не відбувається порушення, WatchTower зазвичай не бачить історію транзакцій учасників каналу, і навіть якщо він побачить її, то тільки одну конкретну транзакцію.

У порівнянні з традиційною мережею Lightning Bitcoin, мережа Fiber оптимізує проектування WatchTower. У мережі Lightning Bitcoin механізм покарання, пов'язаний з ключами відклику, відомий як «LN-Penalty». Однак він має недоліки, такі як вимога до WatchTower зберігати всі застарілі хеші транзакцій зобов'язань та відповідні ключі відклику, що призводить до значних вимог щодо зберігання. Мережа Fiber покращує це, реалізовуючи протокол Daric, який покращує дизайн ключів відклику, дозволяючи одному ключу відклику застосовуватись до кількох застарілих хешів транзакцій зобов'язань, що значно зменшує вимоги щодо зберігання як для WatchTower, так і для користувачів.

Як у мережі Lightning і мережі Fiber Bitcoin, WatchTower виступає в якості монітора безпеки, захищаючи кошти користувачів, коли вони не підключені до мережі. Давайте припустимо, що Еліс і Боб відкривають платіжний канал для кращого розуміння. Вони можуть здійснювати миттєві транзакції один з одним, не записуючи кожну транзакцію в блокчейн. Однак цей механізм несе ризики - будь-яка зі сторін може спробувати надіслати застарілу коміт-транзакцію в нечесній спробі викрасти кошти.

Наприклад, коли Еліс і Боб завершують транзакцію, вони генерують нову транзакцію зобов'язань, щоб забезпечити відображення останнього стану платіжного каналу. Але якщо Боб діє зловмисно і подає застарілу транзакцію зобов'язань, яка вже була замінена і анульована, він може спробувати отримати недоброчесну перевагу на підставі попереднього балансу Еліс. Еліс може не відразу помітити зловмисну дію Боба, якщо вона не в мережі.

Ось де стає критичним WatchTower. Еліс може передати передчасно важливу розшифровану транзакцію до WatchTower та її хеш. Коли Боб намагається надіслати застарілу транзакцію, WatchTower одразу впізнає це і надсилає передчасно сконструйовану транзакцію покарання. В результаті Боб не лише не вдається у спробі вкрасти кошти, але й отримує покарання, а Еліс отримує компенсацію.

Через цей процес WatchTower захищає інтереси Аліси, зменшуючи потребу постійно контролювати платіжний канал.

Джерело: Geek Web3

Маршрутизація з багатьма переходами та HTLC/PTLC

Багатопересадкова маршрутизація та технології HTLC/PTLC є основними механізмами в блокчейн-мережах платежів, що дозволяють здійснювати безпечний та гнучкий переказ вартості:

• Multi-hop маршрутизація дозволяє користувачам переказувати кошти через кілька проміжних вузлів, навіть без прямого каналу оплати між відправником і одержувачем. Це забезпечує більше покриття та гнучкість мережі.
• HTLC (Hashed Time-Locked Contract) забезпечує, що кожен проміжний вузол надає правильний ключ протягом визначеного часу для завершення транзакції, що запобігає зловживанню зловмисних сторін. Якщо транзакція не завершена вчасно, вона автоматично скасовується, а кошти повертаються відправнику.
• PTLC (Point Time-Locked Contract) - це версія HTLC з підвищеною конфіденційністю. На кожному вузлі використовуються різні ключі для розблокування транзакції, що запобігає зовнішнім особам виводити шлях транзакції та покращує конфіденційність користувача.

Поєднання багатокрокового маршрутування з HTLC/PTLC покращує гнучкість, безпеку та конфіденційність мережі в мережі Fiber. Багатокрокове маршрутування дозволяє коштам протікати через кілька вузлів, навіть якщо прямого платіжного каналу між користувачами не існує, використовуючи громадську мережеву структуру та алгоритм найкоротшого шляху Дейкстри для знаходження оптимального шляху передачі для ефективних транзакцій.

HTLC використовує часові та хеш-блоки для забезпечення того, що проміжні вузли завершують транзакцію вчасно, або ж кошти повертаються, що запобігає зловживанню. PTLC додатково зміцнює конфіденційність, використовуючи різні ключі на кожному вузлі, що запобігає викриттю шляхів транзакцій.

Ця комбінація розширює покриття мережі, забезпечуючи безпечні та приватні транзакції, вирішуючи вразливість традиційних блискавичних мереж, таких як петлі заміни атак. Таким чином, Fiber Network є більш безпечною та ефективною платіжною системою.

Припустимо, що Аліса хоче переказати 100 одиниць Данієлу, але вони не мають прямого платіжного каналу. За допомогою багатохоповуття та HTLC/PTLC в мережі Fiber, Аліса може покластися на посередні вузли, щоб завершити транзакцію.

Наприклад, у Аліси є канал з Бобом, у Боба канал з Керол, а у Керол канал з Деніелом. Використовуючи маршрутизацію з декількома стрибками, Fiber застосовує алгоритм найкоротшого шляху Дейкстри для пошуку оптимального маршруту: Аліса → Боб → Керол → Даніель. Потім Аліса створює умовну транзакцію через HTLC (Hash Time-Locked Contract), вимагаючи від Боба надати ключ "R" протягом 30 хвилин, щоб отримати кошти. Боб створює подібний HTLC з Керол, даючи їй 25 хвилин, щоб надати ключ. Нарешті, Керол домовляється з Деніелом про HTLC, вимагаючи від нього надати ключ «R» протягом 20 хвилин.

Оскільки Даніель знає, що він має ключ R, він подає його в установлений строк і отримує 100 одиниць від Кароліни. Кароліна, отримавши ключ, передає його Бобу в установлений строк, а Боб передає його Алісі, завершуючи транзакцію. Боб і Кароліна кожен заробляють комісію за транзакцію, тоді як Аліса успішно передає 100 одиниць Даніелю. Під час цього процесу PTLC (Point Time-Locked Contracts) підвищує конфіденційність, забезпечуючи, що кожен крок використовує незалежний ключ. Таким чином, Боб і Кароліна не усвідомлюють повний шлях транзакції і не можуть вивести взаємозв'язок між Алісою і Даніелем, захищаючи конфіденційність обох сторін.

Мережа Fiber забезпечує безпеку транзакцій та оптимізує ефективність за допомогою алгоритму Дейкстри, що дозволяє швидке та ефективне завершення. Крім того, оптимізація зберігання Fiber покращує реалізацію HTLC/PTLC, значно зменшуючи потреби в зберіганні мережі та підвищуючи загальну продуктивність.

Перехресні атомні платежі між доменами

Волокно та біткоін-молодіжна мережа Lightning підтримують міждоменні платежі через HTLC (Hashed Time-Locked Contract) та PTLC (Point Time-Locked Contracts), забезпечуючи атомарність - що означає, що всі кроки оплати повинні або успішно виконатися, або зазнати невдачі. Це запобігає частковим невдачам, забезпечуючи безпеку активів користувачів.

Цей дизайн забезпечує безшовну взаємодію між Fiber та Bitcoin Lightning Network, що дозволяє користувачам переказувати кошти між цими двома мережами. Наприклад, користувачі можуть надсилати платежі з Fiber до користувача мережі Bitcoin Lightning або обмінювати активи CKB або RGB++ на Bitcoin через Fiber.

Ось як працює процес: Припустимо, що Еліс потрібно передати CKB з мережі Fiber до Боба, який знаходиться на мережі Bitcoin Lightning. Вона може це зробити через міждоменного посередника Інгрід, яка працює на вузлах обох мереж. Інгрід діє як міст між двома мережами. Еліс платить CKB Інгрід, а Інгрід відправляє Біткоїни Бобу.

Наприклад, якщо Боб хоче отримати 1 BTC, Аліса та Інгрід домовляються про обмінний курс 1,1 CKB на 1 BTC. Аліса відправляє 1,1 CKB Інгрід, включаючи комісію 0,1 CKB за послуги Інгрід. Потім Інгрід відправляє 1 BTC Бобу через мережу Bitcoin Lightning. Використовуючи HTLC, транзакція захищена - Інгрід повинен знати ключ R Боба, щоб завершити оплату. Це забезпечує, що кошти Аліси не будуть втрачені серед операції, забезпечуючи безпечний спосіб виконання міжмережевих переказів.

Cфери застосування

Мережа Fiber, побудована на Nervos CKB, демонструє значний потенціал у основних бізнес-моделях у криптовалютній індустрії, включаючи міжланцюжкові платежі, міжланцюжковий майнінг ліквідності, міжланцюжкове кредитування та децентралізовані біржі (DEX). Технічний дизайн мережі надає фундамент для ефективних, безпечних операцій в цих сценаріях.

Крос-ланцюжкові платежі

Перехресні платежі є ключовим використанням мережі Fiber. Використовуючи платіжні канали поза ланцюжком та контракти HTLC, Fiber дозволяє швидкі, економічні, багатовалютні перехресні платежі. Користувачі можуть миттєво передавати активи між Bitcoin та іншими мережами (наприклад, Nervos CKB) без посередників чи довіри до сторонніх осіб.

Наприклад, користувач A може передавати CKB або інші підтримувані активи RGB++ з мережі Bitcoin до користувача B за допомогою Fiber. Технічно, контракт HTLC забезпечує безпечне виконання: користувач A блокує кошти та ініціює транзакцію, тоді як користувач B розблоковує кошти, надаючи правильний хеш-преімедж. Якщо користувач B не встигає це зробити протягом необхідного часу, кошти автоматично повертаються користувачу A. Взаємодія Fiber з мережею Bitcoin Lightning додатково розширює охоплення платежів, підтримуючи більше типів активів та надаючи більшу гнучкість.

Джерело:Nervos

Майнінг ліквідності між ланцюжками

Використовуючи крос-чейн канали Fiber і маршрутизацію з кількома стрибками, користувачі можуть надавати ліквідність для кількох мережевих активів і отримувати винагороду.

Наприклад, користувачі можуть заблокувати Bitcoin у платіжних каналах Fiber, щоб забезпечити ліквідність для мем-монет або інших токенів у Bitcoin екосистемі, сприяючи крос-ланцюжковому емітенту та торгівлі. За допомогою платіжних каналів поза ланцюгом, постачальники ліквідності можуть оновлювати стан каналів без частого виконання операцій у ланцюжку, знижуючи витрати на транзакції та покращуючи ефективність ліквідності. WatchTower сервіс Fiber також пропонує безпеку, моніторячи канали в реальному часі та запобігаючи зловживанню застарілими станами каналу з боку зловживаючих акторів.

Перехресне атомарне кредитування ланцюга

Можливість міжланцюжкового свопінгу Fiber дозволяє користувачам використовувати основні активи, такі як Bitcoin, як заставу, щоб позичати стейблкоїни або інші токени на мережі CKB чи інших блокчейнах.

У цьому сценарії кредитування ключову роль відіграють контракти HTLC. Позичальник блокує біткойн у мережі Біткойн та ініціює кредитну транзакцію. Позичені стейблкоїни передаються в мережу CKB через Fiber. Хешування та блокування часу HTLC забезпечують безпечні операції без довіри — якщо офчейн-транзакція зазнає невдачі, користувачі можуть безпечно повернути свої заблоковані активи за допомогою ончейн-контрактів. Ця структура створює децентралізований, інклюзивний ринок крос-чейн кредитування, усуваючи обмеження традиційних систем кредитування.

Децентралізована обмінник міжланцюгових транзакцій (DEX)

Fiber також підтримує децентралізовані обміни (DEX) між ланцюжками, що дозволяє користувачам торгувати активами Bitcoin, CKB та RGB++ без покладання на централізовані сервіси узгодження.

З використанням багатоперехідного маршрутизації Fiber користувачі можуть передавати активи через кілька вузлів, не потребуючи прямого платіжного каналу з контрагентом, що підвищує гнучкість транзакцій. Контракти HTLC забезпечують безпечний процес торгівлі, блокуючи кошти за допомогою хешу та часових блокувань на кожному вузлі, забезпечуючи безпечне виконання на кожному етапі. Ця швидка, недорога функція торгівлі між ланцюжками підвищує ліквідність в екосистемах Bitcoin та CKB, що сприяє розвитку додатків DeFi.

Через ці можливості Fiber Network проявляє великий потенціал у сфері міжланцюгових платежів, добування ліквідності, кредитування та децентралізованої торгівлі, стаючи необхідною інфраструктурою для інновацій та розвитку в екосистемах Bitcoin та Nervos CKB.

Висновок

Поточний стан та майбутні перспективи

Мережа Fiber завершила розробку прототипу та випустила демонстраційні матеріали, що демонструють основні функції між двома вузлами, включаючи відкриття, оновлення та закриття каналів. Також була підтверджена міжланцюжкова взаємодія з мережею Bitcoin Lightning. Код проекту доступний у наступних сховищах GitHub:

• Fiber Network GitHub
• Fiber Scripts GitHub

У подальші плани команди входить розробка маршрутизації з декількома стрибками та сервісів WatchTower, покращення інтерфейсів RPC та вдосконалення SDK для полегшення доступу для розробників.

На основі алгоритму Дейкстри багатохоповий протокол маршрутизації зменшить комісії за маршрутизацію та збільшить успішність багатохопових платежів. Після запуску мережі Fiber команда оптимізує алгоритми маршрутизації на основі реального трафіку та операційних даних, пропонуючи два-три стратегії маршрутизації, щоб задовольнити вимоги та потреби користувачів. Крім того, мережа Fiber також введе стратегії багатошляхових платежів, розбиваючи великі платежі на менші частини, які відправляються різними шляхами, щоб ще більше підвищити успішність платежів.

Службу WatchTower будуть надавати конкретні вузли мережі Fiber Network, які будуть залишатися в режимі онлайн для моніторингу аномалій мережі та захисту активів каналу. Вони також будуть відстежувати сервіси хабів міжланцюгового зв'язку, щоб гарантувати успішні транзакції з мережею Lightning, навіть якщо користувачі тимчасово не в мережі.

Крім того, команда має на меті покращити мережу Fiber, використовуючи алгоритми збереження конфіденційності за допомогою програмованості CKB. Ці покращення оптимізують алгоритми маршрутизації та служби WatchTower, зміцнюючи безпеку та конфіденційність інформації про платежі користувачів.

Заключні думки

Fiber Network, побудована на Nervos CKB, пропонує швидкі, економічні, багатовалютні платежі та транзакції в екосистемах Bitcoin та CKB. Її платіжні канали оффчейн та багатохопова маршрутизація збільшують швидкість транзакцій, знижують витрати і підтримують взаємодію між ланцюжками, підвищуючи масштабованість мережі та ліквідність активів. Впровадження сервісів моніторингу також підвищує безпеку, лягаючи міцну основу для децентралізованих фінансових додатків та сприяючи інноваціям в екосистемі. Коротко кажучи, Fiber Network є ключовим проектом інфраструктури, що сприяє ефективності та гнучкості в екосистемах Bitcoin та CKB.