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title: What are Atomic Swaps? 技術解析
tags: [Blockchain Research, Lab 研究]

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title : What are Atomic Swaps? 技術解析
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tag : Lab 研究 Blockchain Research
GA: G-608GTSM1FC
description: 探索原子交換─區塊鏈上的革命性交易方式，實現加密貨幣的點對點交換，無需信任第三方。了解其如何使用 HTLC 確保交易的安全與公平。點擊進一步瞭解原子交換如何改變區塊鏈的未來！
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> 關鍵字 : `Atomic Swaps`、`Hashed Timelock Contract (HTLC)`、`Bitcoin`、`statechannel`

> 文章 : [Horizen | Academy — What are Atomic Swaps?](https://www-horizen-io.translate.goog/academy/atomic-swaps/?_x_tr_sl=auto&_x_tr_tl=zh-TW&_x_tr_hl=zh-TW)


## ▮ 目錄
- [簡介](#%E2%96%AE-%E7%B0%A1%E4%BB%8B)
- [優點 & 為甚麼需要](#%E2%96%AE-%E5%84%AA%E9%BB%9E-amp-%E7%82%BA%E7%94%9A%E9%BA%BC%E9%9C%80%E8%A6%81)
- [運作機制](#%E2%96%AE-%E9%81%8B%E4%BD%9C%E6%A9%9F%E5%88%B6)
- [問題與挑戰](#%E2%96%AE-%E5%95%8F%E9%A1%8C%E8%88%87%E6%8C%91%E6%88%B0)
- [歷史案例紀錄](#%E2%96%AE-%E6%AD%B7%E5%8F%B2%E6%A1%88%E4%BE%8B%E7%B4%80%E9%8C%84)


## ▮ 簡介
原子交換是一種在區塊鏈上進行的交易方式，它提供了一種去中心化、無需第三方的交換方式。當你想要將一種加密貨幣換成另一種時，通常你需要去中心化交易所，但這涉及到信任第三方的問題。

原子交換技術允許你直接與對方進行點對點的交易，無需信任第三方。它通過使用Hashed Timelock Contracts（HTLC）實現。在進行交易之前，雙方會在各自的區塊鏈上建立HTLC合約。

整個過程中，雙方無需相互信任，也無需依賴中間人。在任何時候，一方都無法偷走對方的資金。這種交換是可靠且安全的。目前，原子交換技術在實際應用中仍相對較少。但它具有巨大的潛力，未來可能成為區塊鏈獲得廣泛應用的重要特徵。唯一需要解決的問題是開發用戶友好的錢包界面，使原子交換更加易於使用。

## ▮ 優點 & 為甚麼需要
1.  **去中心化交易**
傳統的加密貨幣交易往往需要透過中心化的交易所進行，但這意味著你必須將資金交給第三方中介機構。原子交換技術讓你能夠直接與其他用戶進行點對點的交易，無需依賴中心化交易所，從而實現去中心化交易。 
2.  **去信任交易**
使用中心化交易所時，你需要相信這些交易所能夠安全保護你的資金。但原子交換技術允許你與其他用戶直接進行交易，無需相互信任。這樣的交易方式增加了安全性，減少了風險。  
3.  **保護資金安全**
使用中心化交易所時，你需要將資金存入交易所的地址，這就需要你信任交易所不會被攻擊或破產。原子交換技術使你的資金保持在你自己的錢包中，只有在交換完成時才會轉移。這降低了資金被盜或損失的風險。
4.  **快速交易**
在中心化交易所進行交易時，你需要等待交易確認和處理，這可能需要一段時間。原子交換技術允許直接在區塊鏈上進行交易，交換過程更快速，減少了等待時間。
5.  **降低交易成本**
中心化交易所通常會收取交易費用，而原子交換技術省去了這些中間人的費用。這降低了交易的成本，尤其在交換較小規模的加密貨幣時更為顯著。

## ▮ 運作機制


### 流程
1.  Alice 和 Bob 同意交換他們的資產，比如 Alice 有比特幣（BTC），Bob 有 Horizen（ZEN）
2.  Alice 在 Bitcoin 區塊鏈上創建一個 HTLC 合約
（Alice 在她的合約中存入一定數量的 BTC，並由一個`秘密`使用 Hash Function 生成一個鎖）
8.  Alice 將鎖發送給 Bob
6.  Bob 在 Horizen 區塊鏈上創建另一個 HTLC 合約
（Bob 使用相同的鎖，在他的合約中存入一定數量的Horizen）
11. Alice 使用之前選擇的`秘密`解鎖 Bob 的合約，ZEN 將釋放到她的地址。
（如果在一定時間內沒有任何操作，BTC 資金將退還給 Alice （時間鎖定機制））
12. 因為 Alice 使用該`秘密`解鎖合約，所以此時 Bob 應也知道`秘密`了
13. Bob 能提供正確的`秘密`，解鎖 Alice 的合約，BTC 將釋放到他的地址。

:::spoiler {state=open} **運作機制示意圖**
![](https://hackmd.io/_uploads/BklWEvQP2.png)
![](https://hackmd.io/_uploads/HJu-EP7w2.png)
![](https://hackmd.io/_uploads/Hk3bEP7Pn.png)
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## ▮ 問題與挑戰

1.  **限制的加密貨幣對**
原子交換需要兩個不同區塊鏈上的加密貨幣具備相同的 Hash 算法和可程式化特性。這意味著只有部分加密貨幣之間可以進行原子交換，對於不支援這些特性的加密貨幣，無法直接進行原子交換。
2.  **有限的可用性**
目前支援原子交換的錢包和交易所較少，還處於起步階段。這意味著使用者的選擇性有限，且實際應用還較為有限。
3.  **使用者體驗**
目前的原子交換界面和使用體驗仍需要改進和優化。對於普通用戶來說，使用原子交換技術可能需要較高的技術門檻和操作難度。

## ▮ 歷史案例紀錄
- **第一次鏈上**原子交換：2017/09/20，**LTC <-> DCR (Decred)**
- **第一次鏈下**原子交換：2017/11/01，Bitcoin Lightning 上，**LTC <-> BTC**
- **最近一次**的原子交換：2018/12/07，TenX 開源軟體 COMIT，**ERC20 <-> Bitcoin Lightning**
 
## ▮ 聯絡資料
![](https://hackmd.io/_uploads/rkNMcKx8n.png =20%x) 

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