LITEX支付生態(tài)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方案

LITEX是完全去中心化的加密貨幣支付生態(tài)。以易寶支付明星產(chǎn)品 ——「非銀行卡支付」的業(yè)務(wù)模型以及BOLT協(xié)議為基礎(chǔ)，LITEX團(tuán)隊設(shè)計了LTXN（LITEX Network），實現(xiàn)了購幣者為消費者代付法幣給商戶、消費者向購幣者償付加密貨幣的流程。這一流程由智能合約保障，且不需要中心化運營組織參與。

在LTXN的架構(gòu)里，上層由決策網(wǎng)絡(luò)匹配消費者的支付請求和購幣者的購幣請求，下層由閃電網(wǎng)絡(luò)等建立安全高效的支付通路傳遞加密貨幣，商戶端通過收單方完成購幣者為消費者代付法幣的結(jié)算。上層決策網(wǎng)絡(luò)還通過激勵反饋等策略，在提高網(wǎng)絡(luò)效率的同時抑制閃電網(wǎng)絡(luò)的中心化傾向。

LITEX的優(yōu)勢：

去中心化生態(tài)：系統(tǒng)中法幣由購幣者提供，生態(tài)各方共享手續(xù)費收益，不需要依賴交易所等中心化機(jī)構(gòu)，也不存在法幣資金池和官方運營商；

高性能低成本：隨著網(wǎng)絡(luò)結(jié)點數(shù)增加，處理能力可達(dá)每秒百萬筆，滿足日常支付時效性要求的同時做到極低的手續(xù)費；

落地深入穩(wěn)定：基金會及合作團(tuán)隊具有深厚的支付行業(yè)經(jīng)驗和資源，可以迅速推動全球收單方加入生態(tài)共享紅利，避免與銀行卡組織合作產(chǎn)生的不穩(wěn)定因素；

商戶拓展迅速：商戶仍按照原有流程與收單方結(jié)算即可，無需為接入LITEX付出額外的成本或承擔(dān)幣值風(fēng)險；

避免資金丟失：基于智能合約構(gòu)建的支付通道對資金目的地有嚴(yán)格限定，用戶余額沉淀在通道內(nèi)，即使受到攻擊也無法被第三方竊取。

LITEX會成為未來數(shù)字世界的基礎(chǔ)設(shè)施。雖然我們目前生活在法幣本位的社會中，但是加密貨幣離我們并不遙遠(yuǎn)，已經(jīng)有一些人開始接受加密貨幣作為設(shè)計、開發(fā)和咨詢等勞務(wù)的報酬。隨著以太坊（Ethereum）為代表的平臺型生態(tài)不斷發(fā)展，越來越多的價值會在鏈上產(chǎn)生，人們也逐漸愿意讓自己部分的勞動以加密貨幣的方式獲得回報。與投機(jī)者不同，這些「加密貨幣本位」的持幣者比起承擔(dān)手續(xù)費去交易所兌換法幣再使用，會更傾向于通過LITEX直接換取商品和服務(wù)。另一方面，當(dāng)下仍有很多不發(fā)達(dá)地區(qū)的人民無法享受方便的金融服務(wù)，接受各國慈善捐款也十分困難，通過讓當(dāng)?shù)氐氖諉畏?、大型連鎖商戶加入支付生態(tài)，LITEX可以對這些地區(qū)的慈善事業(yè)產(chǎn)生很大的積極作用。

1.概念定義

·LTXN（LITEX Network）：LITEX支付生態(tài)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。以BOLT協(xié)議為基礎(chǔ)進(jìn)行定制和改進(jìn)，LTXN能夠讓支付和購幣交易自動匹配、智能路由，并通過一系列智能合約承載復(fù)雜的博弈策略，在抑制中心化結(jié)點出現(xiàn)的同時保持良好的連通度和響應(yīng)速度，讓網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)均衡、高效。

·消費者（Customer）：使用加密貨幣進(jìn)行消費支付的用戶；

·購幣者（Exchanger）：使用法幣購買（兌換）加密貨幣的用戶；

·結(jié)點（Node）：在LTXN中提供聯(lián)通性以獲取手續(xù)費收益的專業(yè)個體；

·收單方（Acquirer）：負(fù)責(zé)從購幣者扣款并與商戶法進(jìn)行幣結(jié)算的機(jī)構(gòu)。

2.方案設(shè)計

2.1LITEX 架構(gòu)

上圖為LITEX解決方案的總體架構(gòu)圖。實線箭頭代表的是貨幣和產(chǎn)品等現(xiàn)實交易要素的流向，虛線代表的是LITEX系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)和控制信息的流向，其中的R叫做原像，可以簡單理解為一個暗語，拿到暗語的人可以向他的上游索取加密貨幣，這是HTLC智能合約中用以保障整個鏈條自動進(jìn)行交易傳遞的機(jī)制。

LITEX生態(tài)的運轉(zhuǎn)主要由兩個流程驅(qū)動，主流程是消費者使用加密貨幣消費的過程，基本按照上圖中逆時針方向運行；副流程是購幣者將法幣換成加密貨幣的過程，基本按照上圖中順時針方向運行。兩個流程通過LTXN的協(xié)調(diào)得到優(yōu)化的配置和聯(lián)動，共同完成多種支付場景和兌換場景的需求。

在主流程中，收單方（Acquirer）在商戶（Merchant）處提前布置好了收款信息，比如一個收款二維碼（或者兼容Apple Pay的NFC收款裝置等），消費者（Customer）通過LITEX兼容的錢包App發(fā)起一筆支付請求（PayRequest），這一請求被廣播到LTXN上，通過匹配得到一個支付路由（Route），這一路由將消費者的付款請求發(fā)送給匹配程度最高的購幣者，然后進(jìn)入副流程，由購幣者（Exchanger）用法幣通過收單方扣款支付給商戶，收單方確認(rèn)扣款后會發(fā)送R給購幣者，購幣者將R發(fā)送回LTXN后就能立即獲得對應(yīng)金額的加密貨幣，最后R經(jīng)LTXN反饋給消費者，消費者驗證R與后將加密貨幣支付給LTXN中對應(yīng)的下游結(jié)點，整個交易過程結(jié)束。

系統(tǒng)設(shè)計中滿足各需求的優(yōu)先級如下：

·資金安全

確保交易資金安全是鏈外交易的前提，只有通過技術(shù)方案規(guī)避中心化的信任風(fēng)險才是一個合格的鏈外交易解決方案。LTXN基于閃電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以通過RSMC和HTLC兩種智能合約確保資金安全。如果LITEX結(jié)點受到攻擊導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)無法連通，在一定時間后用戶的加密貨幣資產(chǎn)也會被智能合約自動提交到主鏈提現(xiàn)，安全地回到用戶的數(shù)字錢包里。

·支付和收款體驗

小額及時支付場景要求消費者能夠快速、順暢地完成支付，而商戶可以方便地確認(rèn)收款情況。由于加密貨幣價值的波動性，如果使用加密貨幣進(jìn)行標(biāo)價，消費者和商戶都會陷入商品價格時刻變化的災(zāi)難中。LITEX的客戶端支持輸入以法幣為單位的價格，在匹配引擎的輔助下確定對應(yīng)的加密貨幣價格，消費者只需了解自己通過加密貨幣支付了特定法幣價格的的金額即可；在商戶端，商戶可以選擇法幣實時入賬，因此使用體驗與其他支付網(wǎng)關(guān)（如Visa）并無區(qū)別，甚至在到賬時間上更有優(yōu)勢。

·兌換效率

系統(tǒng)可以對不同的兌換需求提供相應(yīng)的產(chǎn)品方案，而具體選用哪種方案由購幣者自由選擇。如果購幣者有穩(wěn)定的兌幣需求，對時效性要求不高（如可以延遲一天甚至一周到賬，并可以承受幣值波動帶來的風(fēng)險），系統(tǒng)可以以比較低的手續(xù)費滿足這一需求；如果購幣者有非常迫切地的兌幣需求，系統(tǒng)也可以通過匹配引擎最快速度地為其匹配相應(yīng)的訂單，而此時購幣者可能需要付出稍高的手續(xù)費。

2.2 LTXN概述

上圖展示了LTXN中一筆支付交易與購幣交易匹配后的路由情況。

在經(jīng)典閃電網(wǎng)絡(luò)中，每一個閃電網(wǎng)絡(luò)結(jié)點都默認(rèn)維護(hù)了一個對應(yīng)加密貨幣的全結(jié)點，根據(jù)HTLC的設(shè)計，當(dāng)一筆交易通過時，支付通道中的所有結(jié)點必須主動對該交易的傳遞進(jìn)行簽名。但是在實際應(yīng)用中，普通用戶既不可能為了小額支付而維護(hù)一個全結(jié)點，也沒有精力對每一筆經(jīng)過自己通道的交易進(jìn)行手動簽名。一種更現(xiàn)實的情景是，用戶通過 智能手機(jī)等移動終端（無法承載全結(jié)點）對自己的支付進(jìn)行簽名，而在發(fā)起下一筆交易之前不會再連接支付網(wǎng)絡(luò)。因此，依賴普通用戶進(jìn)行交易傳遞是不現(xiàn)實的，LTXN設(shè)計了類似各公鏈中礦工這種類型的專業(yè)用戶——Node來提供交易傳遞的服務(wù)。

比特幣礦工通過記錄交易來賺取挖礦獎勵和轉(zhuǎn)賬手續(xù)費收益，類似的，LTXN中的Node通過維護(hù)全結(jié)點、建立交易通道、全自動簽名、保障在線率等服務(wù)賺取支付和兌換手續(xù)費，并由價格預(yù)言機(jī)確保手續(xù)費比當(dāng)?shù)亟灰姿汀榱舜_保Node提供服務(wù)的穩(wěn)定性以及抑制中心化傾向，Node需要向智能合約質(zhì)押一定量的Token（Token相關(guān)設(shè)計在后文詳述）來獲得相應(yīng)金額的交易傳遞權(quán)，在傳遞交易的過程中這些Token會不斷被消耗，然后由智能合約自動分配給消費者、兌換者等生態(tài)各方。由于Node質(zhì)押的Token數(shù)量不同，其傳遞交易的能力也就不同，上圖中紅色的Node就因為達(dá)到傳遞金額上限而無法承載本次交易，被路由繞過。

根據(jù)RSMC的設(shè)計，Node之間的支付通道有大小之分，在圖中表現(xiàn)為雙線間距不同。如果一筆交易數(shù)額超過了當(dāng)前通道能夠傳遞的上限，路由也會放棄這條通路，圖中紅色雙線就表示當(dāng)前交易由于金額過大而無法通過的通道。

為了在效率、穩(wěn)定、成本、拓?fù)涞榷鄠€方面進(jìn)行平衡，LTXN中還有很多具體的機(jī)制設(shè)計，包括質(zhì)押體系和博弈策略等，甚至有需要對BOLT協(xié)議底層進(jìn)行定制優(yōu)化。限于篇幅，過于深度的技術(shù)方案會在后續(xù)的黃皮書中專門介紹。

3.技術(shù)創(chuàng)新

3.1 復(fù)合決策閃電網(wǎng)絡(luò)模型

閃電網(wǎng)絡(luò)是基于BOLT協(xié)議實現(xiàn)的分布式網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)稱，經(jīng)典閃電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計只能實現(xiàn)加密貨幣的鏈外點對點交易，一旦涉及到法幣交易的匹配就無能為力。LTXN抽象出的復(fù)合決策閃電網(wǎng)絡(luò)通過將一個決策層網(wǎng)絡(luò)和一個執(zhí)行層網(wǎng)絡(luò)融合到同一套分布式系統(tǒng)中，共用結(jié)點的同時可以做到深度聯(lián)動，讓閃電網(wǎng)絡(luò)更智能，從而實現(xiàn)兌換請求與支付請求的匹配等高級路由功能，還可以通過規(guī)則設(shè)計讓網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浔３纸】蹈咝В苊獬霈F(xiàn)中心化結(jié)點。

3.2 匹配引擎

匹配引擎是一系列分布式智能算法集合，是LTXN最復(fù)雜的核心邏輯。以下的描述大都基于系統(tǒng)中最簡單的業(yè)務(wù)類別進(jìn)行舉例，不涉及具體的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，也不討論核心策略集——「非銀行卡支付」業(yè)務(wù)邏輯如何應(yīng)用于復(fù)雜業(yè)務(wù)處理和提升系統(tǒng)穩(wěn)定性等細(xì)節(jié)。

LTXN系統(tǒng)中同時存在很多支付請求和兌換請求，其中支付請求一般有金額相對較小、即時性要求非常高的特點，兌換請求則視情況而定：有些用戶為了獲得較低的兌換成本，可以承受即時性比較低的兌換過程，甚至可以只設(shè)定一個上限，而在兌換的過程中按照需求隨時結(jié)束兌換；另一些用戶為了馬上獲得加密貨幣，可以選擇支付較高的兌換手續(xù)費從而能夠在很短的時間內(nèi)兌換完成。實際設(shè)計中，用戶需求的時效/成本比值可能介于前述兩種情況之間的任意位置，我們將其用一定方式量化以作為入結(jié)點的自適應(yīng)匹配決策的參考數(shù)據(jù)。

除了時效/成本的匹配，兩方金額的匹配也是非常重要的一環(huán)。常見的情況是兌換請求的金額大于支付請求，LTXN各結(jié)點需要在全網(wǎng)匹配出復(fù)數(shù)個滿足要求的請求組成最優(yōu)解，需要考量的因素包括但不限于幣種、金額、通道時間成本、通道傳遞損耗等。如果支付請求大于兌換請求，這種情況下支付額度較大，此時需要權(quán)衡的除了上述因素外，還應(yīng)將主鏈通道的時效性和成本綜合考慮，如果金額過大則建議用戶進(jìn)行主網(wǎng)支付。

最后，匹配策略同樣需要考量聯(lián)通性成本，如果收付兩方位于互不聯(lián)通的兩個網(wǎng)絡(luò)中，還需要考慮建立網(wǎng)間通道的成本，這些放在下面的路由部分進(jìn)行討論。

3.3 智能路由

閃電網(wǎng)絡(luò)通道的建立和關(guān)閉都需要進(jìn)行鏈上交易，會產(chǎn)生比較高的時間和金錢成本，因此多數(shù)情況下消費者與購幣者之間不存在直接通道，而是根據(jù)HTLC合約通過中間結(jié)點進(jìn)行交易傳導(dǎo)。中間結(jié)點可能是單個結(jié)點，也可能是首尾直連的多個結(jié)點。為了能夠迅速的找到最短（或者代價最低）的路徑，LTXN各結(jié)點都有一套自主協(xié)商算法和結(jié)點信息緩存同步策略，以便在需求出現(xiàn)時以最快速度找到通路，完成交易。

閃電網(wǎng)絡(luò)的提現(xiàn)操作需要關(guān)閉支付通道，這使得全網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時刻處于變化狀態(tài)： 一方面，隨時都可能有舊的通道被關(guān)閉，新的通道被打開，原本合法的通路可能因為沒有及時通過而關(guān)閉，這時候就需要立即尋找新的通路；另一方面，由于每筆支付需求不同，各結(jié)點間的通道容量（可以理解為通道的直徑）也會不同，除了在最初路由時將通道容量考慮在內(nèi)之外，路由過程中有可能需要實時對支付進(jìn)行拆分、合并操作，這些超越傳統(tǒng)路由算法問題模型的業(yè)務(wù)邏輯需要更加細(xì)致的策略實現(xiàn)。

3.4 輕結(jié)點

按照BOLT協(xié)議，閃電網(wǎng)絡(luò)的結(jié)點被設(shè)計為一個完整的比特幣網(wǎng)絡(luò)結(jié)點，這意味著加入網(wǎng)絡(luò)的用戶必須維護(hù)一個體積達(dá)幾十GB的完整數(shù)據(jù)備份，這在實際使用中是不現(xiàn)實的。我們基于簡易支付驗證（Simplified Payment Verification，SPV）來設(shè)計LTXN的結(jié)點，并在此基礎(chǔ)上添加了一些業(yè)務(wù)需要的數(shù)據(jù)記錄，這樣LTXN的結(jié)點不需要維護(hù)一個完整結(jié)點，也不需要存儲整個網(wǎng)絡(luò)中的全部用戶交易，只需要存儲與該結(jié)點建立通道的用戶的相關(guān)交易即可。一旦通道關(guān)閉，交易在區(qū)塊鏈主鏈得到確認(rèn)，通道兩端結(jié)點的余額就會寫回主鏈，此時用戶可以選擇刪除之前的交易數(shù)據(jù)來優(yōu)化存儲空間。優(yōu)化后的LTXN結(jié)點不會占用太多的存儲空間，一般的智能手機(jī)完全可以支持。

3.5 其他

為了實現(xiàn)LTXN的設(shè)計，滿足小額即時支付的需求，LITEX實驗室還在繼續(xù)深挖閃電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計，并通過改進(jìn)BOLT協(xié)議來完成更高效的路由方案。

應(yīng)用場景

首先在不引入LITEX的情況下，我們討論加密貨幣的消費場景是怎樣的：

假設(shè)Alice只持有比特幣，并且想從咖啡店老板Bob這里買到一杯咖啡。如果Bob只是一個對技術(shù)不太了解、不追新潮的普通商人，那么他擁有一個比特幣錢包的概率幾乎為0，這意味著Alice必須先把比特幣兌換成法幣，然后才能支付給Bob。Alice可以登錄到一個加密貨幣交易所出售她的比特幣，而為了盡快獲得法幣（Bob可能已經(jīng)開始磨咖啡豆了），她需要以比較低的價格掛出，并支付相對不算低的交易費用。由于交易額度較小，即使Alice成功售出了比特幣，交易到賬時間也有可能長達(dá)數(shù)小時，而這時候咖啡已經(jīng)涼透了。

經(jīng)過上次失敗的交易后，Bob對比特幣有了一定的了解，他欣賞比特幣的理念，但同時又不想因為接受比特幣支付而承擔(dān)幣值波動風(fēng)險，于是他接入了一家比特幣支付網(wǎng)關(guān)提供商，這樣一來雖然接受的是比特幣支付，但最終到賬的是支付網(wǎng)關(guān)兌換后的法幣，看上去正常多了。Alice為了方便支付，也已經(jīng)向這家支付網(wǎng)關(guān)進(jìn)行了預(yù)充值（主網(wǎng)交易，需要較高手續(xù)費和較長的時間），所以這次比特幣支付體驗不錯，Alice很快拿到了剛做好的咖啡。Bob登錄到網(wǎng)關(guān)后臺，打算把剛剛這筆5美元的交易提現(xiàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)由于比特幣主網(wǎng)交易手續(xù)費過高，支付網(wǎng)關(guān)將提現(xiàn)門檻改成了100美元！無奈中Bob只能等Alice買夠20杯咖啡后才能提現(xiàn)了，這要等上至少20天——如果Alice每天都來的話。就在第19天的時候，Bob發(fā)現(xiàn)這家支付網(wǎng)關(guān)由于受到黑客的攻擊丟失了大量的比特幣和現(xiàn)金，宣告破產(chǎn)（中心化風(fēng)險），自己的未提現(xiàn)95美元也成為泡影，這時Alice也向Bob抱怨說自己還沒消費完的比特幣也一并在這次事件中被黑客轉(zhuǎn)走。

現(xiàn)在我們引入LITEX，感受去中心化的支付網(wǎng)絡(luò)帶來的便捷與安全。

Bob遭受了損失，但他并沒有放棄比特幣，于是他接入了新的技術(shù)解決方案LITEX。接入過程與其他支付網(wǎng)關(guān)（如Visa等）并沒有什么不同，十分順利，于是Bob通知Alice他又可以接受比特幣支付了。Alice為了避免上次遭受的中心化風(fēng)險，也成為了LITEX的用戶，建立了屬于自己的支付通道。于是她打開LITEX的客戶端掃描了Bob的收款二維碼，并直接輸入咖啡的法幣金額5美元，點擊支付——1秒鐘后，Bob的收銀臺提示收到一筆5美元的支付，Bob點擊確認(rèn)收款，發(fā)現(xiàn)5美金直接打到了他的賬戶里；Alice的手機(jī)此時也提示支付完成，等值5美元的比特幣已從通道余額中扣除，手續(xù)費為0。在LITEX的幫助下，Alice非常便捷地使用比特幣買到了一杯咖啡，并且沒有付出任何手續(xù)費；Bob則實時地收到了比特幣轉(zhuǎn)換而來的法幣，終于可以放心地繼續(xù)接受比特幣支付了。事實上，即使這時LITEX收到攻擊而損失部分結(jié)點，已經(jīng)建立起的LTXN仍能完成Alice的支付需求；即使多數(shù)結(jié)點被破壞而導(dǎo)致支付失敗，Alice和Bob的既有資產(chǎn)也都不會遭受損失。

代幣系統(tǒng)設(shè)計

1.名稱與設(shè)計目標(biāo)

作為一個多角色共建的生態(tài)系統(tǒng)，LITEX需要一系列激勵規(guī)則來確保系統(tǒng)的健康運轉(zhuǎn)和快速發(fā)展，并將生態(tài)產(chǎn)生的價值回饋給全體參與者。為此LITEX設(shè)計了一種加密代幣LITEX Token（符號為LXT）來承載這一功能。

2.LXT經(jīng)濟(jì)體系

2.1 產(chǎn)生和消滅

LXT目前基于以太坊智能合約 ERC20 標(biāo)準(zhǔn)生成，總數(shù)量為 20億（2，000，000，000）枚，由系統(tǒng)一次性配置完成，永不增發(fā)。LXT沒有消滅機(jī)制。

2.2 供給和需求

·供給：根據(jù)交易金額按一定比例掉落LXT給消費者、兌換者等生態(tài)各方；

·需求：

·結(jié)點：通過向系統(tǒng)質(zhì)押LXT來獲得對應(yīng)體量的經(jīng)營權(quán)，并且不斷補充在經(jīng)營過程中對LXT的消耗，消耗部分作為供給來源；

·用戶：使用LXT支付可以獲得價格優(yōu)惠（手續(xù)費優(yōu)惠、減免等）。

上圖近似描述LXT在生態(tài)中的流向，數(shù)據(jù)僅為描述用，不代表實際數(shù)值。實際設(shè)計中的根據(jù)不同國家和地區(qū)的政策、稅法等因素以及價格預(yù)言機(jī)提供的參數(shù)，手續(xù)費的比例、LXT消耗和掉落的比例都會有所差異。另外作為ERC20 Token，LXT在生態(tài)分配勢必產(chǎn)生成本，作為有正向收益的系統(tǒng)，LITEX完全可以承擔(dān)這一成本，并通過合理的機(jī)制設(shè)計進(jìn)一步降低成本。

3.LXT發(fā)行計劃

項目路線圖