Fiber Network from CKB Ecosystem: Understanding in One Article

Resumen

Fiber Network es una Lighting Network pública de próxima generación construida sobre Nervos CKB, que permite pagos y transacciones punto a punto rápidos y de bajo costo mediante tecnología de canales fuera de la cadena. Esta red admite activos RGB++, proporcionando un método de pago descentralizado, rápido y de bajo costo que permite a los usuarios realizar transacciones instantáneas entre diferentes activos digitales, manteniendo al mismo tiempo una alta seguridad y protección de la privacidad durante el asentamiento en cadena cuando se cierran los canales.

Además, Fiber Network ha sido especialmente diseñada para ser interoperable con la red de BTCLighting Network, lo que permite una transferencia sin problemas de activos entre las dos redes, ampliando así las opciones de pago para los usuarios y la cobertura de la red. A través de estas tecnologías, Fiber Network tiene como objetivo brindar una mayor eficiencia en las transacciones y un alcance más amplio de aplicaciones para el ecosistema BTC.

Antecedentes

La tecnología blockchain ha avanzado constantemente desde la creación de Bitcoin, ampliándose en áreas como los contratos inteligentes, las finanzas descentralizadas, los tokens no fungibles, etc. Sin embargo, ha enfrentado desafíos en cuanto a escalabilidad y velocidad de transacción. Para abordar estos problemas, la Red Lightning se presenta como una solución de escalabilidad de segunda capa para Bitcoin, que permite micropagos rápidos y de bajo costo mediante transacciones fuera de la cadena y tecnología de canales de pago.

Y Nervos CKB, como una innovadora plataforma Bloquear, proporciona una mejor escalabilidad e interoperabilidad a la red BTC a través de su diseño único. El proyecto Fiber Network aprovecha las ventajas de CKB y combina la experiencia de Lighting Network para crear una Red de pago de múltiples activos en tiempo real, rápida, de bajo costo y Descentralización, que respalde las necesidades de los usuarios a gran escala, evite el blanqueo de capitales y proporcione confirmaciones de pago en segundos, al mismo tiempo que admita pagos de múltiples activos e interoperabilidad cross-chain.

Capacidad de Lighting Network (fuente:BitcoinVisua）

Principio técnico

La arquitectura general de la red de fibra incluye canales de pago fuera de la cadena, contratos en la cadena, enrutamiento multi-salto y servicios de monitoreo, entre otros módulos principales.

Canal de pago

La idea principal de la tecnología de canales de pago es llevar el proceso de transacción fuera de la cadena de bloques, y solo realizar operaciones en la cadena de bloques (on-chain) cuando sea necesario actualizar al estado final.

El canal de pago off-chain es fundamental para la red de fibra, a través de la cual se pueden realizar múltiples transacciones off-chain y solo realizar el asentamiento on-chain cuando se cierra el canal. Este mecanismo puede evitar las limitaciones de rendimiento de cadenas principales como Bitcoin, logrando transacciones off-chain rápidas y reduciendo significativamente la cantidad de transacciones on-chain, mejorando la velocidad de transacción y el lavado de capitales.

El flujo de trabajo aproximado es el siguiente:

• Creación de canal: Los usuarios de ambas partes crean un canal de pago en la cadena, bloqueando una cantidad específica de activos CKB o RGB++.
• Transacciones fuera de la cadena: Durante la apertura del canal, ambas partes pueden realizar transacciones fuera de la cadena tantas veces como deseen. Cada transacción actualiza el estado del canal, pero no es necesario transmitirla inmediatamente en la cadena.
• Cierre del canal: cuando una de las partes decide cerrar el canal, el último estado del canal se transmite a la cadena de bloques para su asentamiento, asegurando la confirmación de los saldos finales de ambas partes.

Para ilustrar, tomemos el ejemplo de Alice y Bob, quienes pueden abrir un canal de pago creando una cuenta on-chain más largo (multisig) y depositando cada uno una cantidad fija de fondos. En este ejemplo, supongamos que Alice y Bob depositan 100 unidades cada uno. Luego, podrán realizar múltiples transferencias libremente dentro del canal de pago, hasta que decidan cerrar el canal, momento en el cual sus saldos finales se actualizarán on-chain.

Supongamos que después de una serie de transacciones, el saldo de Alice y Bob se convierte en Alice 70 unidades, Bob 130 unidades. Si cualquiera de ellos quiere cerrar el canal, pueden enviar este saldo final al on-chain para completar el asentamiento. Este proceso parece simple, pero en realidad involucra algunos mecanismos complejos para garantizar la seguridad de la transacción y la honestidad de ambas partes.

Para hacer frente a posibles actos de fraude, como cuando Bob intenta engañar al sistema con un estado de transacción caducado, el canal de pago utiliza los conceptos clave de ‘transacciones de compromiso’ y ‘revocación de Llave secreta’. Después de cada transacción, ambas partes generan un par de nuevas transacciones de compromiso, las cuales declaran el saldo actual de cada uno en el canal. Estas transacciones de compromiso son asimétricas, lo que significa que tienen condiciones de desbloqueo diferentes para ambas partes, proporcionando así un mecanismo de equilibrio.

Si Bob intenta presentar una transacción de compromiso caducada, Alice puede usar la revocación de la 01928374656574839201 para castigar a Bob y quitarle sus fondos. Este mecanismo garantiza que cualquier intento de comportamiento de 01928374656574839201 será castigado adecuadamente, protegiendo así la integridad del canal de pago.

La implementación de Fiber Network basada en CKB optimiza aún más este proceso. En comparación con la red de rayos de BTCLighting, Fiber puede admitir nativamente una variedad de activos, incluidos CKB, BTC y RGB++ stablecoins, no solo BTC. Además, debido a que la cadena principal de Layer1 en la que Fiber depende es CKB, las tarifas para abrir y cerrar canales de pago también son mucho más bajas, lo que hace que Fiber Network tenga una clara ventaja en términos de experiencia del usuario. A través de estos mecanismos, Fiber Network proporciona una solución de canal de pago rápida, de bajo costo y segura.

Ciclo de vida del canal de pago (fuente:Nervos）

WatchTower瞭望塔

WatchTower 瞭望塔是 Fiber Network 和BTCLighting Network中一个重要的组成部分，它充当了全天候的保安角色。在支付通道中，参与者需要时刻监视对方，防止对方提交过期的承诺交易到 Bloquearon-chain。但由于用户不可能全天候在线，WatchTower瞭望塔的设计就显得尤为重要。

La función principal de WatchTower es ayudar a los usuarios a monitorear la actividad en la cadena, y una vez que detecta que alguien ha enviado una transacción de compromiso vencida, tomará medidas inmediatas para garantizar la seguridad del canal y los fondos. Específicamente, Alice o Bob pueden construir la transacción de penalización correspondiente por adelantado (usando la revocación de Llave secreta para procesar la transacción de compromiso vencida y declararse como beneficiarios), y enviar el Texto sin formato de la transacción de penalización a WatchTower. Tan pronto como Watchtower detecte que una transacción de compromiso vencida se envía a la cadena on-chain, enviará inmediatamente una transacción de penalización para penalizaciones específicas.

Para proteger la privacidad de los usuarios, Fiber Network solo requiere que los usuarios envíen el valor hash de las transacciones de compromiso vencidas y las transacciones de penalización en claro a WatchTower. De esta manera, WatchTower no sabe inicialmente el contenido específico de la transacción de compromiso, solo su valor hash. A menos que alguien realmente envíe la transacción de compromiso vencida a on-chain, WatchTower verá el texto sin formato y luego presentará la transacción de penalización. Este diseño significa que, a menos que alguien actúe maliciosamente, WatchTower generalmente no verá el historial de transacciones de los participantes en el canal, y si lo ve, solo verá una de las transacciones.

En comparación con el tradicional BTCLighting Network, Fiber Network ha optimizado el diseño de WatchTower. En BTCLighting Network, el mecanismo de penalización relacionado con la llave secreta se llama “LN-Penalty”, el cual tiene algunas deficiencias, como que WatchTower necesita almacenar todos los hashes de transacciones de compromiso caducadas y las correspondientes llaves secretas de revocación, lo que supone una gran presión de almacenamiento. En cambio, Fiber Network mejora el diseño de las llaves secretas de revocación implementando el protocolo Daric, lo que permite que una misma llave secreta de revocación sea aplicable a múltiples transacciones de compromiso caducadas, reduciendo significativamente la presión de almacenamiento en WatchTower y en el cliente del usuario.

En los canales de pago de BTCLighting Network y Fiber Network, WatchTower (Torre de Vigilancia) actúa como un monitor de seguridad, protegiendo los fondos de los usuarios cuando no están en línea. Para entender mejor este concepto, supongamos que Alice y Bob abren un canal de pago donde pueden realizar transacciones instantáneas sin necesidad de escribir cada una en la cadena de bloques. Sin embargo, este mecanismo también tiene riesgos: cualquiera de las partes podría enviar una transacción de compromiso vencida en una situación desigual para intentar robar los fondos.

Por ejemplo, supongamos que cada vez que Alice y Bob completan una transacción, ambos generan una nueva transacción de compromiso para asegurar que se actualice el estado del canal de pago. Pero si Bob decide de repente hacer algo malicioso e intenta enviar una transacción de compromiso caducada, por ejemplo, envía una transacción antigua que ha sido actualizada y cancelada, con la esperanza de obtener una ventaja en el estado pasado de los fondos de Alice. En este caso, si Alice no está en línea, no podrá detectar de inmediato el comportamiento malicioso de Bob.

En este punto, el papel de WatchTower es crucial. Alice envía por adelantado la transacción de castigo correspondiente a WatchTower y le informa su valor hash. Cuando Bob intenta enviar la transacción caducada, WatchTower la identifica de inmediato y envía la transacción de castigo previamente preparada por Alice, lo que evita que Bob pueda robar los fondos y además lo castiga, permitiendo que Alice obtenga una compensación.

A través de este proceso, WatchTower no solo protegió los intereses de Alice, sino que también redujo la presión de tener que monitorear constantemente los canales de pago.

Mecanismo WatchTower (Fuente: Geek web3)

Enrutamiento multihop y HTLC/PTLC

La tecnología de enrutamiento multi-salto y HTLC/PTLC son mecanismos centrales en la Cadena de bloques Red de pago, utilizados para lograr la transferencia segura y flexible de valor:

• El enrutamiento de múltiples saltos permite a los usuarios transferir fondos a través de múltiples Nodos intermedios, incluso si las partes no tienen un canal de pago directo, todavía pueden realizar transacciones a través de otros Nodos. Este proceso garantiza la cobertura y flexibilidad de la Red de pago.
• HTLC (Contrato con tiempo bloqueado por hash) asegura que cada Nodo intermedio proporcione la Llave secreta correcta dentro del tiempo especificado para completar la transacción y evitar que el comisionista retenga los fondos de manera malintencionada. Las transacciones que no se completen a tiempo se cancelarán automáticamente y los fondos se devolverán al remitente.
• PTLC（Point Time-Locked Contract） es una versión mejorada de HTLC que aumenta la privacidad. Cada Nodo utiliza una Llave secreta diferente para desbloquear la transacción, evitando que la correlación en la ruta de la transacción sea inferida externamente, lo que protege aún más la privacidad del usuario.

En Fiber Network, la combinación de enrutamiento de múltiples saltos y la tecnología HTLC/PTLC mejora la flexibilidad, seguridad y privacidad de la Red de pago. El enrutamiento de múltiples saltos permite a los usuarios transferir fondos a través de varios Nodos intermedios, incluso si no hay un canal de pago directo, también se puede encontrar la ruta de transferencia óptima utilizando la estructura de red pública y el algoritmo de ruta más corta de Dijkstra, asegurando una transacción eficiente.

HTLC garantiza que el Nodo intermedio complete la transacción a tiempo mediante bloqueo de tiempo y bloqueo de hash; de lo contrario, los fondos se devolverán automáticamente para evitar el comportamiento malicioso del Nodo intermedio. PTLC refuerza aún más la protección de la privacidad, ya que cada Nodo utiliza una Llave secreta diferente para evitar la correlación de la ruta de la transacción.

Esta combinación no solo amplía el alcance de la Red de pago, sino que también garantiza la seguridad y la privacidad de las transacciones, resolviendo las vulnerabilidades tradicionales en la Red de pago, como los ataques de bucle de transacciones sustitutivas, convirtiendo a Fiber Network en un sistema de pago más seguro y eficiente.

Supongamos que Alice quiere transferir 100 yuan a Daniel, pero no tienen un canal de pago directo entre ellos. En la Red de Fibra, con la tecnología de enrutamiento multihop y HTLC/PTLC, Alice puede completar esta transacción con la ayuda de un nodo intermedio.

Bob

Daniel sabe que tiene la llave secreta R, por lo que la presenta a Carol dentro del tiempo establecido y recibe 100 dólares de ella. Luego, Carol entrega la llave secreta a Bob dentro del tiempo establecido, y Bob posteriormente proporciona la llave secreta a Alice, completando la transacción. Tanto Bob como Carol obtienen una comisión, mientras que Alice logra transferir los 100 dólares a Daniel. En este proceso, la tecnología PTLC refuerza la protección de la privacidad, ya que cada paso de la llave secreta es independiente, Bob y Carol no conocen la ruta completa de la transacción y no pueden inferir la relación entre Alice y Daniel, protegiendo la privacidad de ambos.

En la red de fibra, esta transacción no solo es segura, sino que también selecciona la ruta óptima a través del algoritmo de Dijkstra, asegurando que la transacción se complete rápidamente y a bajo costo. Al mismo tiempo, la optimización de almacenamiento de Fiber hace que la implementación de HTLC/PTLC sea más eficiente, reduciendo la carga de almacenamiento de la red y mejorando el rendimiento general.

Pago atómico transfronterizo

Fiber y BTC Lighting Network pueden lograr pagos transfronterizos a través de HTLC (Hashed TimeLock Contrato) y PTLC (Contrato de Tiempo Puntual) para garantizar la atomicidad del proceso transfronterizo. Esto significa que en los pagos transfronterizos, todos los pasos se completan con éxito o se Retroceso por completo, evitando situaciones de éxito parcial o fracaso parcial, asegurando así la seguridad de los activos de los usuarios.

Este diseño permite la interoperabilidad entre Fiber y BTCLighting Network, lo que permite a los usuarios realizar transferencias sin problemas entre las dos redes. Por ejemplo, los usuarios pueden transferir fondos a usuarios de BTCLighting Network desde la red de Fiber, o intercambiar activos CKB o RGB++ por BTC a través de la red de Fiber.

El proceso específico se puede entender de la siguiente manera: supongamos que Alice quiere transferir CKB de la red Fiber a BTC en la Red de Lighting Network de Bob. Ella puede realizar esta transacción a través del intermediario de transferencia interdomain Ingrid. Ingrid opera nodos en ambas redes, actuando como comisionista. Alice paga a Ingrid con CKB, y luego Ingrid paga a Bob con BTC.

Por ejemplo, supongamos que Bob quiere recibir 1 BTC y Alice está de acuerdo con Ingrid en un tipo de cambio de 1,1 CKB por 1 BTC. Alice paga 1.1 CKB a Ingrid, de los cuales 0.1 CKB es la tarifa de procesamiento de Ingrid. Ingrid le paga a Bob otro 1 BTC en la red BTCLighting. En este proceso, a través del mecanismo de HTLC, Ingrid debe conocer la Llave secreta R de Bob para poder completar el pago, asegurando que el dinero de Alice no se perderá en medio del proceso.

Escenarios de aplicación

La red de fibra, construida sobre Nervos CKB, muestra un amplio potencial de aplicación en el núcleo del modelo de negocio de la encriptación, incluyendo pagos cross-chain, Minería de liquidez cross-chain, préstamos cross-chain e intercambio descentralizado (DEX). En estos escenarios, los detalles técnicos de Fiber proporcionan una base para su operación eficiente y segura.

Interacción cross-chain pago

La interacción de pagos cross-chain es un caso de uso importante de la Red de Fibra, que proporciona una funcionalidad de pagos cross-chain multi-moneda, rápida y de bajo costo a través de canales de pago off-chain y contratos HTLC. Los usuarios pueden realizar pagos instantáneos entre la red BTC y otras cadenas (como Nervos CKB) sin necesidad de intermediario o confiar en terceros.

Por ejemplo, el usuario A puede transferir CKB u otros activos RGB++ admitidos a través de Fiber desde la red BTC al usuario B. Técnicamente, Fiber garantiza la seguridad de los pagos intercadenas a través de contratos HTLC: A bloquea los fondos e inicia la transacción, B desbloquea los fondos después de proporcionar la imagen hash correcta, asegurando una ejecución sin confianza en la transacción. Si B no desbloquea a tiempo, los fondos se devuelven automáticamente a A. La interoperabilidad con la Red de Rayos de BTC mejora aún más la cobertura de pagos de Fiber, admite más tipos de activos y brinda mayor flexibilidad en las transacciones.

Proceso de intercambio entre cadenas de Atomic Interacción entre CFN y Lighting Network (fuente:Nervos）

Interacción cross-chain Minería de liquidez

Utilizando los canales de Interacción cross-chain y las funciones de enrutamiento de múltiples saltos de Fiber, los usuarios pueden proporcionar liquidez de Interacción cross-chain y obtener beneficios de ello.

En concreto, los usuarios pueden bloquear BTC en el canal de pago de Fiber para proporcionar liquidez a la meme moneda o a otros tokens del ecosistema de BTC, admitiendo la emisión y el comercio cross-chain de nuevos activos. A través del canal de pago fuera de la cadena, los usuarios pueden proporcionar liquidez fuera de la cadena actualizando el estado del canal sin necesidad de realizar operaciones frecuentes en la cadena, lo que no solo reduce significativamente el costo de transacción en la cadena, sino que también mejora la eficiencia de la liquidez. Además, el servicio de Torre de Vigilancia de Fiber protege a los proveedores de liquidez, supervisando en tiempo real las transacciones y el estado del canal para evitar que los usuarios malintencionados intenten aprovechar un estado de canal antiguo para realizar ataques.

Préstamos atómicos entre cadenas de interacción cruzada

Con la capacidad de intercambio cross-chain de Interacción de Fiber, los usuarios pueden utilizar activos principales como Bitcoin como garantía para obtener préstamos estables o tokens en la red CKB u otras cadenas on-chain.

En este escenario de préstamos, el contrato HTLC juega nuevamente un papel clave: el prestatario primero bloquea BTC en la red de Bitcoin y realiza una transacción de préstamo, y la moneda estable prestada se transfiere a la red CKB a través de la red de Fibra. El mecanismo de bloqueo de hash HTLC y el bloqueo de tiempo garantizan la seguridad y la operación sin confianza del proceso de préstamo, incluso si hay problemas con la transacción fuera de la cadena, los usuarios aún pueden recuperar los activos bloqueados de manera segura a través del contrato en cadena. De esta manera, Fiber construye un mercado de préstamos intercadenas descentralizado y sin permisos, rompiendo las barreras del mercado de préstamos tradicional.

Interacción de la red de fibra con otras redes (Fuente:Nervos）

Interacción cross-chain Descentralizaciónintercambio（DEX）

La interacción cross-chain Descentralizaciónintercambio (DEX) es otro escenario importante respaldado por Fiber. Mediante la tecnología cross-chain de Fiber, los usuarios pueden realizar intercambios Descentralización entre BTC, CKB y activos admitidos RGB++, sin depender del servicio de emparejamiento del intercambio centralizado.

En concreto, la función de enrutamiento multi-salto de Fiber permite a los usuarios transferir activos de Interacción cross-chain a través de múltiples Nodos intermediarios sin necesidad de establecer un canal de pago directo con la contraparte, lo que mejora enormemente la flexibilidad de las transacciones. Al mismo tiempo, el contrato HTLC proporciona una garantía de seguridad para el proceso de transacción, cada Nodo bloquea los fondos con cerraduras hash y de tiempo para garantizar que cada paso de la transacción se complete de forma segura. En última instancia, esta función de transacción Interacción cross-chain de bajo costo y rápida aumentará significativamente la Liquidez de los activos en los ecosistemas de BTC y CKB, impulsando la expansión de las aplicaciones de Finanzas descentralizadas.

Al combinar estos detalles técnicos, Fiber Network muestra un gran potencial de aplicación en escenarios como pagos interacción cross-chain, minería de liquidez, préstamos y transacciones descentralizadas, convirtiéndose en una infraestructura importante para impulsar la innovación y el desarrollo del ecosistema BTC y Nervos CKB.

Conclusion

Situación actual y futuro

Actualmente, la Red de Fibra ha completado el desarrollo de prototipos, publicado demos relacionados, logrando con éxito las funciones básicas entre dos Nodos, incluyendo la apertura, actualización y cierre de canales, y ha verificado la función de Interacción cross-chain con BTCLighting Network. El código del proyecto relacionado se puede encontrar en el siguiente repositorio de GitHub:

• Fiber Network GitHub
• Fiber Scripts GitHub

En los futuros planes de desarrollo, el equipo se comprometerá a completar el desarrollo de enrutamiento multihop y el servicio de la Torre de Vigilancia, al mismo tiempo que mejorará la interfaz de RPC y el SDK para que los desarrolladores puedan acceder más fácilmente a la Red de Fibra.

El protocolo de enrutamiento múltiple está basado en el algoritmo de Dijkstra, y se utiliza para buscar rutas de pago, reducir los costos de enrutamiento y aumentar la tasa de éxito de los pagos en rutas múltiples. Después del lanzamiento oficial de la red de fibra, el equipo planea optimizar el algoritmo de enrutamiento según el tráfico de la red y la situación operativa real, y se espera que proporcionen de 2 a 3 estrategias de búsqueda de rutas para satisfacer las diferentes preferencias y necesidades de enrutamiento de los usuarios. Además, la red de fibra también introducirá una estrategia de pago múltiple, dividiendo grandes cantidades de pago en varias partes y transmitiéndolas a través de diferentes rutas para mejorar aún más la tasa de éxito de los pagos.

El servicio de Watchtower será proporcionado por algunos Nodos en la red de fibra, estos Nodos mantendrán su estado en línea, monitorearán en tiempo real situaciones excepcionales en la red y ayudarán a proteger los activos en el canal. El servicio de monitoreo también seguirá los servicios de hub de interacción entre cadenas, asegurando que incluso si el usuario está desconectado durante un período de tiempo, se garantizarán las transacciones exitosas con la Red Lightning.

Además, el equipo también planea agregar más funciones a Fiber Network, como utilizar la programabilidad de CKB para lograr una protección de privacidad algoritmo y mejorar el enrutamiento algoritmo y los servicios de la torre de vigilancia sobre esta base para mejorar la seguridad y privacidad de la información de pago de los usuarios.

Conclusion

Fiber Network, como la siguiente generación de Lighting Network pública basada en Nervos CKB, proporciona capacidades de pago y transacción multi-criptomonedas rápidas y de bajo costo para el ecosistema de BTC y CKB. Mejora la velocidad de transacción a través de canales de pago off-chain y tecnología de enrutamiento multi-hop, Soltar los costos, al tiempo que admite la interoperabilidad cross-chain, mejorando la escalabilidad de la red y aumentando la Liquidez de activos. Además, Fiber Network también introduce servicios de monitorización para mejorar la seguridad, proporcionando una base sólida para las aplicaciones de Finanzas descentralizadas y promoviendo la innovación y el desarrollo de todo el ecosistema. En resumen, Fiber Network es un proyecto de infraestructura importante que promueve la eficiencia y flexibilidad de las transacciones en el ecosistema de BTC y CKB.