一文讀懂原子互換

要盤活分散在各條鏈上的流動性並吸引更多用戶進入區塊鏈生態，就必須要能安全地跨鏈轉移資產，而且同時還要保障Web3信任最小化的核心價值。原子互換是指兩條不同區塊鏈上的用戶跨鏈交易通證資產，而且在交易過程中不依賴中心化的媒介。這種模式可以讓DeFi用戶在Web3多鏈生態中保持較高的去中心化水平。

**什麼是原子互換？ **

用戶可以通過原子互換來跨鏈進行點對點的通證交易。雙方必須先在交易合約中預存一定金額的通證，原子互換才能執行。任意兩名用戶都可以互換數字通證，無須依賴第三方來開展交易，因此消除了對手方風險。

“原子化”（atomicity）是一個軟件開發術語，指數據庫事務（transaction）要么全部執行，要么全部不執行，不存在中間狀態。而“原子互換”也基於了這一概念：如果交易雙方預存了一定金額的通證，就執行互換；否則就將所有已存入的通證原路返還。

**原子互換的運行機制是什麼？ **

原子互換採用哈希時間鎖合約（HTLC）作為“虛擬金庫”或“加密託管賬戶”，用來保管用戶資金，只有當一定數量的通證被存入合約時，才會執行互換。每個用戶都必須在一定時間內確認收到通證，才能解鎖。

哈希時間鎖合約

哈希時間鎖合約（hashed timelock contract，縮寫是HTLC）是一個定時的智能合約，採用私鑰和加密哈希值來控制資金訪問權限。每一方都必須滿足所有互換條件，合約才能執行，否則，通證將會被原路退還。

HTCL包含兩個核心組件：

• **哈希鎖密鑰（hashlock key）——**雙方都必須提交加密證明，以驗證他們履行了互換合約條款。
• **時間鎖密鑰（timelock key）——**如果在規定時間內沒有提交證明，已經存入的通證將被原路退還。

原子互換示例

1. Alice決定用10個X通證換Bob的10個Y通證。他們兩人創建了一個哈希時間鎖合約，有效期是1小時。
2. Alice創建合約地址，並在裡面存入10個X通證。隨後，合約生成了一個只有Alice知道的私鑰。 Alice利用私鑰創建加密哈希值，然後發送給Bob。
3. Bob用這個哈希值驗證Alice是否真的向合約存入了10個X通證。 Bob無法獲取這筆資金，因為他只有哈希值，而沒有私鑰。
4. Bob用這個哈希值生成一個新的合約地址，他向這個合約存入10個Y通證。現在，雙方都向合約存入了通證。
5. 由於Bob是使用Alice私鑰的哈希值創建的合約地址，所以Alice可以認領Bob存入的這10個Y通證。而她在認領Bob的Y通證時也向Bob透露了私鑰。如果Bob不在合約有效期內完成交易，那麼Alice認領的通證將退還給Bob。
6. 現在，Bob用私鑰取出Alice的10個X通證，並完成交易。
7. 互換在一小時內完成，合約無法撤回，Alice成功地用10個X通證換到了Bob的10個Y通證。

原子互換的好處

原子互換可以為交易者帶來獨一無二的價值。

• **降低對手方風險——**無須依賴中心化的第三方來開展交易。交易者可以完全控制自己的資產。
• **提高流動性——**資產可以跨不同區塊鏈交易，因此可以提高資產的流動性。
• **直接互換資產——**用戶可以直接購買加密資產，無須先換成流動性較高的穩定幣然後再開展後續交易。用戶可以在去中心化的平台交易任意通證。
• **交易有保障——**合約將完全保障按照預定義流程執行，如果條件未達到，資金將原數退還。
• **降低成本——**點對點兌換的費用成本將低於依賴第三方的交易成本。

原子互換的瓶頸

由於以原子互換的方式交易通證資產存在一些瓶頸，DEX和中心化的交易平台仍然有很大的市場。

• **用戶體驗——**每個交易對手方都必須先對交易金額/價格、時間鎖期限、交易數據以及哈希值達成一致意見，並且要等待交易處理完成。這個過程不僅耗時而且複雜，對初學者來說尤其難上手。
• **隱私問題——**原子互換需要等待多個區塊才能完成，這可能招來攻擊者，讓他們有時間來追踪地址並鎖定交易者。
• **兼容問題——**你無法跨所有區塊鏈執行原子互換。要進行原子互換，每條區塊鏈都必須使用同樣的哈希算法。

原子互換VS跨鏈橋

原子互換可以點對點交易原生資產，而跨鏈橋則可以連通不同區塊鏈。跨鏈橋通過鎖定/解鎖或鑄造/銷毀模式來將包裝資產跨鏈。迄今為止，由於跨鏈橋被攻擊導致超過26億美元的資金被盜。因此，Web3行業正在快速採用一種全新的跨鏈解決方案。

採用Chainlink CCIP實現跨鏈通信

交易者和協議可以使用Chainlink CCIP來解決跨鏈橋和原子互換存在的問題。 CCIP是跨鏈互操作性標準，可以跨各個區塊鏈安全、可靠且高效地傳輸可編程通證，並可以完美兼容擁有不同哈希算法的區塊鏈。 Synthetix就採用了CCIP來實現Synth Teleporters功能，在其多鏈生態中輕鬆將流動性跨鏈。