像开淘宝店一样简单 去中心化交易所小白搭建教程

在这两个月,我们有幸见证了路印3.0的协议发布,并于Github上开源了其最新技术设计和相关实现。这次3.0的发布是路印在去中心化交易网络协议中的一个大进步,它结合了创新的区块链技术和零知识证明(ZKPs)加密大幅提高吞吐量,并且可以部署在任何支持智能合约的平台上。

相比于2.0设计,.0提供了2种模式的去中心化协议,分别是开启数据可用性和关闭数据可用性模式,前者提高了40倍吞吐,后者提高了225倍。                                              

1.png除了3.0以外,还发布了一个新型拍卖协议Oedax,这两者正在为去中心化交易所的扩容探索新的路径。

本文将从技术逻辑和技术细节入手,让小白用户也能快速搭建去中心化交易所。

一、使用新型Merkle Tree保存账户、余额、成交历史

Merkle Tree广泛应用于众多分布式应用中,早在比特币时代,就被用来做交易的SPV证明,方便轻节点校验交易存在性。而在许多可编程智能合约平台里,比如以太坊,Merkle Tree还常常用来存放智能合约数据。

在3.0的设计中,为了更好的支持Off-chainOn-chain两种模式,开发人员设计了一个新型Merkle Tree,主要用来组织AccountBalance以及TradeHistory三者之间的关系和数据,并提供快速验证的能力。

2.png

从上图不难发现,一个账户下可以支持多种Token,而Loopring生态系统中的每个参与者都在同一个树中拥有一个账户。同时 3.0中采用账户级别的nonce设计,而不是Token级别的nonce设计。

事实上,在以太坊的账户模型里,也是使用账户级别的nonce设计,nonce值可以简单理解为该账户所有的交易数量。但是不同于以太坊,路印的Merkle Tree和账户模型中考虑了多种Token以及Off-chain请求。

每一次交易都会为用户修改3个token余额,包括tokenStokenBtokenF。该设计带来的最大好处就是每次交易操作的代价都较低。对于每一笔交易,账户本身所在的Merkle Tree修改只涉及到一条Merkle Path。虽然Balance Tree需要修改3次,但是由于Balance Tree本身比较小,代价同样较低。

二、三种Block 状态

为了让Merkle Proof的证明生成并行化, 3.0的架构中给区块设定了三种状态,分别是CommittedVerifiedFinalized

其中,Commited的Block表示该区块已经上链,但是未能被Proven。Verified Block表示该区块已经提交并通过验证,但是尚未验证此块之前的所有块,而Finalized Block则表示该区块和该块之前的所有块都应被验证。我们会在第五节的案例中为大家介绍如何利用这些Block的特性创建一个去中心化交易所。

在3.0的设计中,Proof可以不按顺序提交。Proof随时可以生成,但是直到最大证明生成后才真正有效。比如在比特币里,我们需要在至少6个块以后才能认为交易的SPV证明是不可篡改的,在以太坊里由于出块速度的不同,这个最大证明时间可能为12个区块以上。

或许有部分用户担心资金丢失的风险,在3.0的设计架构中,最差的情况也就是发生区块和状态回滚。所有之前请求的块和对应交易内容需要被重新执行,证明也会重新生成。但是相比于Merkle Proof并行化带来的收益,这点回滚成本可以忽略。同时,Merkle Tree的回滚可以通过内容寻址的特性来快速完成,浪费的代价仅仅是少部分的存储容量。

三、五种Circuit排列

3.0的设计中,还支持5种Circuit排列:

①        Ring Settlement

②        Deposit

③        Off-chain withdrawal

④        On-chain withdrawal

⑤        Order Cancellation

这五种Circuit覆盖了所有Circuit,不管是否支持链上数据可用性。同时,为了减少证明时间,还为这几种Circuit设计了动态的Block配置。

四、性能测试结果

根据官方的测试结果,我们可以发现,3.0的性能相比于2.0有了一个甚至两个数量级的提升,而每笔交易的Gas费用则减少到了原来的几十分之一甚至1%以下。这对于去中心化交易所来说无疑是具有致命诱惑的。

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五、基于3.0快速搭建去中心化交易所

第一步,设置交易所

Loopring合约提供了完备的接口,你只需要发送一笔交易调用Loopring合约上的createExchange,就可以创造出一个全新的交易所合约。

第二步,交易

①        用户可以使用交易所账户创建订单,订单将会被添加到DEX的订单薄中。

②        DEX将订单与另一个订单进行匹配,并使用ring-matcher私钥和订单的dual-author密钥进行环签名。

③        在Ring Settlement结束后,订单可以显示为已填写,但尚未验证状态。

④        DEX将Ring发送给交易所的运营商,由于这些Ring将要在合理时间内完成,因此运营商架将会在收到Ring之后立刻调用commitBlock操作。

⑤        操作员在允许的最大时间内生成证据并调用verifyBlock接口。

⑥        DEX现在可以显示额外的“已验证”表示以填写订单。

第三步,订单状态与不可逆

每个订单都会有以下几种状态:

· Unmatched:不与某一个订单簿匹配

· Matched:与DEX匹配

· Commited:已经调用commitBlock并成块

· Verified:在一个块中验证

· Finalized:该块包括其之前的所有块都被证明

只有处于最后一个Finalized状态的数据才是真正不可逆的。我们可以从上面的流程发现,相比于2.0的协议,3.0在交易所的部署上越发简单快捷,甚至小白用户都可以部署自己的去中心化交易所!

随着3.0的发布和相关合约的升级,TPS和Gas费用不再是制约发展的主要瓶颈,现有的TPS已经可以满足大部分的去中心化和中心化交易所的场景。

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作者:区块链技术专员

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文章作者: 区块链研习社 我要纠错
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