SmartRaiden 无网微支付解读

在互联网十分发达的今天，很多人已经习惯了数字支付，只要有网，随时都可以进行转账操作；但是依旧有许多情况下没有网络连接，比如一些偏远地区、岛屿、地下室等网络信号难以覆盖的地方或者手机停机等突发状况，这时候如何进行支付呢？有人可能会说支付宝微信即使没有网络也可以出示付款码，但这种方式的前提是对方(收款方)必须有网，我们在前面列举的一些场景中是交易双方都没有网络连接的，这就需要某些新技术和解决方案了，SmartRaiden 无网微支付就很好地解决了这一问题，下面我们就来看看它到底是什么。

介绍

SmartRaiden 无网微支付是基于 Raiden 网络扩展的 SmartMesh 支付协议，SmartMesh
用户之间通过手机 WiFi 或其他直连信号，P2P 传输签名加密交易信息，进行无网支付。SmartRaiden 是使用 Golang 编写的标准的 Raiden 网络协议，它可以在移动平台上实现离线交易，并且可以在没有互联网连接时运行。

Raiden Network

Raiden Network 是一种 off-chain 的可扩展性解决方案，可在 Ethereal 上实现符合 erc-20 标准的 token 传输。它允许参与者之间在没有任何全局共识机制的情况下进行安全的 token 交易，这是通过预先设置的带有数字签名和锁哈希的链上存款支付来实现的。因为仍要依赖于几个链上的操作来打开和关闭一对节点的支付通道，所以网络上的每对节点都难以创建通道。但是，如果（至少）存在一个通道，通过网络中的其他节点来连接两个支付节点，那么我们就不需要为这两个节点创建单独的通道了。该网络被命名为 Raiden Network，它具有类似路由算法和互锁信道通信的所有合约。

支付通道网络图

Smartraiden 使用与 raiden 网络相同原理的支付通道网络技术，但 Smartraiden 是为更好地适应移动节点而特别设计的。我们将包含移动节点的支付渠道网络称为 smartraiden 网络，以区别于传统的 raiden 网络。

SmartRaiden的主要功能和特性

SmartRaiden 的主要目标是构建一个结构，为 SmartRaiden Network 实施一个 off chain 可扩展性解决方案，从而提高可用性，兼容性和安全性。
其常规功能包括查询，注册，通道依赖和不同场景下的传输，API 详见 rest_api。
其他功能包括：

• 跨平台和移动端适应
  SmartRaiden 网络支持多个平台，并且可以实现移动智能设备上的分布式微支付。SmartRaiden 目前可以在 Windows，Linux，Android，iOS 等上运行。SmartRaiden 在 XMPP 而非 P2P上构建自己的消息传递机制，同时具备单独的节点和启动过程，确保它能够在具有正确操作的多个平台上运行。

• 节点状态同步
  为了保证交易安全，SmartRaiden 采用状态机来设计节点，确保相关操作是原子性的。例如，它能确保接收到的数据解锁记录和ACK报文发送的信息一致，两者都成功或者都不成功，不存在中间状态。在交易处理过程中，如果出现任何错误的情况，都会确保双方的交易状态一致，在崩溃恢复后，要么交易继续，要么交易失败，没有任何 token 损失。

• 无网付款
  它是 SmartRaiden 中添加的一项特殊功能。通过 meshbox 中的网络构建功能，SmartRaiden 能够在不依赖互联网的情况下实施 off chain 的资金转移。

• 第三方代委托
  第三方委托服务，也称为 SmartRaiden 监控，主要用于在移动设备在离线时由第三方委托来帮助在区块链上强制执行 UpdateTransferDelegate 或 WithDraw 操作。第三方服务与其系统外部的 App，SmartRaiden 和 spectrum 三部分进行交互。

• 固定费用
  与 Lightning Network 类似，我们在 token 转账的过程中还有一个额外的固定费率收费功能。受此费用的激励，该路由上的所有节点将保留通道的余额，以提高效率和交易的成功率。

SmartRaiden 交易展示

假设我们有一个节点使用 AET 令牌连接到我们的通道网络，在这种情况下，该节点连接到另外 5 个节点，可以轻易将 token 转移到其直连节点。如果这个通道网络变得复杂，那么我们通过几个节点转移 token，这个通道的节点状态会连续改变。
交易前：

交易后：

在该图中，五个节点的地址分别是：

• node 1 : 0x69C5621db8093ee9a26cc2e253f929316E6E5b92
• node 2 : 0x31DdaC67e610c22d19E887fB1937BEE3079B56Cd
• node 3 : 0xf0f6E53d6bbB9Debf35Da6531eC9f1141cd549d5
• node 4 : 0x6B9E4D89EE3828e7a477eA9AA7B62810260e27E9
• node 5 : 0x088da4d932A716946B3542A10a7E84edc98F72d8

交易流程从节点 1 开始，到节点 5 结束。然而，在图中我们只有一条到 5 的路径，即 1 到 2 到 4 到 5。交易完成后，此通道中 token 余额的变更为：
node 1 to node 2 : 0xc4327c664D9c47230Be07436980Ea633cA3265e4
node 1 initial deposit : 200
node 2 initial deposit : 100
node 1 balance : 150
node 2 balance : 150
node 2 to node 3 : 0xd1102D7a78B6f92De1ed3C7a182788DA3a630DDA
node 2 initial deposit : 100
node 3 initial deposit : 100
node 2 balance : 100
node 3 balance : 100
node 2 to node 4 : 0xdF474bBc5802bFadc4A25cf46ad9a06589D5AF7D
node 2 initial deposit : 200
node 4 initial deposit : 100
node 2 balance : 150
node 4 balance : 150
node 4 to node 5 : 0xd5CF2248292e75531d314B118a0390132bc7a5F0
node 4 initial deposit : 100
node 5 initial deposit : 100
node 4 balance : 50
node 5 balance : 150

SmartRaiden 合约和通道的生命周期

SmartRaiden 合约包括：

• Netting Channel Library : 0xad5cb8fa8813f3106f3ab216176b6457ab08eb75
• Channel Manager Library : 0xdb3a4dbae2b761ed2751f867ce197c531911382a
• Registry Contract : 0x68e1b6ed7d2670e2211a585d68acfa8b60ccb828
• Discovery Contract : 0x1e3941d8c05fffa7466216480209240cc26ea577

Spectrum 合约发布地址 = 0x41Df0be8c4e4917f9Fc5F6F5F32e03F226E2410B

通道生命周期

• 通道不存在

通道不存在有两种情况：一种是我们的通道永远不存在，另一种是我们已经完成了交易，因此通道和参与者的所有数据都已被删除。在这两种情况下，我们无法验证节点之间的交易，除非为交易再创建通道。

• 通道开放

在节点与其直连节点之间创建通道时，通道的创建者有权指定 token 的地址，对方的地址，要存入的 token 的数量以及结算的时间段。一旦通道打开，参与者就可以进行交易。

• 通道存款

在支付通道打开后，只有一个节点进行存款，因此只有这个节点可以将他的 token 转移给他的交易对象。然后该节点可以发送消息，通知已存在为对方打开的交易支付渠道，之后对方也能够存入其 token。

• 通道转账

一旦节点通过 AET 令牌连接到支付通网络，它就可以访问另外 5 个节点。这个节点很容易将其 token 发送到另一个直连的节点，但如果想要发送到它们之间的中间节点，它们都需要构建到中间节点的通道，如果这些节点中的 token 可以满足此交易，则发生交易。

• 通道关闭

如果任何节点想要关闭连接到它的某个通道，他可以调用 close 方法。之后，通道关闭操作者及其对应节点需要在结算期间提交余额证明。

• 通道结算

一旦调用 close 方法， timeout 开始计时。在此期间，两个节点都会提交最新消息。 timeout 结束后，通道完成结算。

结论

前面讲了有关 SmartRaiden 的概念和功能。如需进一步使用，请参阅安装说明和教程或 SmartRaiden 规范