高效高并發(fā)高穩(wěn)定的多人鏈下支付設計方案

　　隨著區(qū)塊鏈技術(shù)研究與應用的快速發(fā)展，可擴展性瓶頸對于其在大規(guī)模應用場景下的主要制約作用逐漸凸顯。作為解決區(qū)塊鏈可擴展性問題的關(guān)鍵技術(shù)之一，支付通道技術(shù)將交易清算從鏈上的全網(wǎng)礦工認證轉(zhuǎn)移到鏈下通道內(nèi)的支付雙方認證，從而實現(xiàn)了支付近乎即時確認;結(jié)合路由算法構(gòu)成的支付通道網(wǎng)絡，實現(xiàn)了任意兩點間的鏈下支付，極大地提升了區(qū)塊鏈的可擴展性。然而，目前的研究大多針對雙人通道，涉及到多方的鏈下支付無法在單個通道內(nèi)或通過單條支付路徑完成，同時對于具有頻繁、相互交易需求的多個人，兩兩間建立通道或通過路由來完成鏈下支付的所需鏈上開銷與復雜性較高?，F(xiàn)有的多人通道方案效率低下，不適用于高并發(fā)的鏈下支付場景且不能支持跨通道支付，限制了鏈下支付的范圍?；诖?，本文在原有多人通道框架內(nèi)改進了通道內(nèi)狀態(tài)更新機制，將通道狀態(tài)依據(jù)支付串行更新變?yōu)椴⑿懈?，并引入支付有效期來減輕網(wǎng)絡時延與高并發(fā)支付場景對支付有效性的影響，從而實現(xiàn)通道內(nèi)支付處理效率的提升和對鏈下高并發(fā)支付場景的支持，此外在不關(guān)閉通道的前提下允許節(jié)點退出通道以提高通道可持續(xù)性;將多人鏈下支付從通道內(nèi)推廣至跨通道，具體地，在多人通道內(nèi)引入條件支付與贖回支付，以支持安全的跨通道支，同時將原雙人通道網(wǎng)絡中的基于圖嵌入的貪心路由算法應用至多人通道網(wǎng)絡中，以實現(xiàn)網(wǎng)絡任意兩點間的支付路徑尋找。分析表明，多人通道網(wǎng)絡具備可行性，并可實現(xiàn)安全的鏈下支付;我們對鏈下支付的路由情況進行模擬，實驗果顯示，該方案鏈下支付成功率為8%，且在靜態(tài)場景下的路由開銷相對雙人通道網(wǎng)絡降低了28%，面對網(wǎng)絡環(huán)境與設置變化路由性能更加穩(wěn)定。由此，此方案具有高效、支持高并發(fā)、穩(wěn)定的特性，滿足實際應用中對鏈下支付的需求，具有良好的應用前景。