[论文解读] COMIT - Cryptographically-secure Off-chain Multi-asset Instant Transaction Network

Julian Hosp, Toby Hoenisch+1 more|arXiv (Cornell University)|Oct 4, 2018

Blockchain Technology Applications and Security参考文献 3被引用 7

一句话总结

COMIT 提出了一种密码学安全的链下多资产交易网络，通过跨链路由协议（CRP）实现不同区块链之间的即时跨链支付。它利用支付通道和哈希时间锁合约（HTLCs）在无需链上结算的情况下防止双花问题，流动性提供者作为枢纽，实现跨链的快速、安全且原子化的资产交换。

ABSTRACT

Since the creation of Bitcoin in 2009 we have seen a great push towards public and private blockchains. In order to avoid fragmentation, a global network connecting all these blockchains is envisioned. Just like the Internet facilitates communication and the transfer of information, we propose a system, similar in size and reach for payments and transactions: A cryptographically-secure off-chain multi-asset instant transaction network (COMIT) can connect and exchange any asset on any blockchain to any other blockchain using a cross-chain routing protocol (CRP). COMIT is a super blockchain network that allows for instant transactions which are enforced using off-chain smart contracts. It leverages Payment Channels and Hashed Timelock Contracts (HTLC) across chains to solve the problem of double spending attacks without requiring a settlement onto the underlying blockchains. COMIT's connectivity is provided by Liquidity Providers (LP), who operate on one or more blockchains, acting as payment hubs and nodes on a single chain and market makers in a decentralized network for cross-chain asset conversions. This paper lays out how COMIT works, the benefits for Users, Liquidity Providers and Businesses; and how this does not only accelerate the adoption of blockchain technology, but furthermore allows for an integration with the traditional banking system.

研究动机与目标

• 解决区块链碎片化问题，实现异构区块链之间的互操作性。
• 解决跨链交易中双花问题，且不依赖链上结算。
• 实现跨多个资产和区块链的即时、原子化且密码学安全的交易。
• 通过提供可扩展的链下结算层，促进与传统金融系统的集成。
• 建立一个去中心化的流动性提供者网络，作为跨链资产转换的做市商。

提出的方法

• 利用跨链路由协议（CRP）发现并执行跨多个区块链的原子化跨链交易。
• 在链间使用哈希时间锁合约（HTLCs）以确保原子性，并防止链下交易中的双花行为。
• 部署链下智能合约以强制执行交易有效性和结算，而无需依赖链上确认。
• 依赖在多个区块链上运行的流动性提供者（LPs）作为中介和网络中的节点，实现交易路由和做市。
• 使用支付通道实现参与者之间的快速、低成本交易，减少对区块链确认时间的依赖。
• 设计去中心化网络架构，激励流动性提供者维持流动性并确保高交易成功率。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何在不依赖任何参与区块链的链上结算的情况下，实现跨链交易的原子性和安全性？
• RQ2 实现异构区块链之间即时、多资产转账所需的架构和密码学原原子是什么？
• RQ3 去中心化的流动性提供者网络如何确保跨链的充足流动性和交易吞吐量？
• RQ4 何种机制可防止双花并确保链下跨链交易的最终性？
• RQ5 COMIT 如何与现有金融基础设施（包括传统银行系统）集成？

主要发现

• COMIT 通过链下 HTLC 和支付通道实现即时、密码学安全的跨链交易，无需链上结算。
• 系统通过跨链 HTLC 强制执行的原子执行防止双花攻击，即使在区块链之间无信任关系的情况下也有效。
• 流动性提供者作为去中心化的做市商，实现网络中任意区块链之间任意资产的路由与转换。
• 该架构支持多资产交易，且设计为可在无需原生互操作性的异构区块链之间可扩展。
• COMIT 通过支持快速、安全且原子化的跨链支付，为区块链技术与传统金融的融合提供了基础。
• 由于 HTLC 中使用了基于时间锁定的哈希承诺，该网络对网络延迟和部分故障具有弹性。