随着区块链技术研究与应用的快速发展,可扩展性瓶颈逐渐凸显,成为大规模应用场景下的主要制约因素。支付通道技术作为解决区块链可扩展性问题的关键技术之一,通过将交易清算从链上的全网矿工认证转移至链下通道内的支付双方认证,实现了支付的近乎即时确认。结合路由算法,形成的支付通道网络能够实现任意两点间的链下支付,大大提高了区块链的可扩展性。
然而,现有的研究主要集中于双人通道,在涉及多方链下支付时,无法在单个通道或通过单条支付路径内完成,特别是针对多个人相互交易的需求,链上开销和复杂性较高。现有的多人通道方案效率低下,不适用于高并发场景,且不支持跨通道支付,限制了链下支付的范围。
在原有多人通道框架上进行了改进,将通道状态更新机制从串行更新改为并行更新,并引入支付有效期来缓解网络时延和高并发对支付有效性的影响,从而提升了通道内支付处理的效率,并支持高并发支付。此外,允许在不关闭通道的前提下节点退出通道,以提高通道的可持续性。
还将多人链下支付推广至跨通道,具体方法是在多人通道内引入条件支付与赎回支付,支持跨通道支付。同时,将原本双人通道中的基于图嵌入的贪心路由算法应用于多人通道网络,实现了网络中任意两点间的支付路径寻找。分析表明,多人通道网络在安全性和可行性方面表现优异。
实验结果显示,该方案的链下支付成功率为98%,且在静态场景下,路由开销相较双人通道网络降低28%,在面对网络环境与设置变化时,路由性能更加稳定。因此,提出的方案具有高效、支持高并发且稳定的特性,能够满足链下支付的实际需求,具有良好的应用前景。
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