Bitcoin SV 和 Bitcoin Core 之间首次跨链原子交换

我们已经执行了 Bitcoin SV 和 Bitcoin Core 之间的首次原子交换。这一成就代表了比特币 SV 的重大进步，以去信任的方式促进了与其他区块链的无缝互操作性。

图片源自Gemini

在上一篇文章中，我们解释了原子交换的高级理论。我们深入研究了使用哈希时间锁定合约（HTLC）在 BSV 和 BTC 之间进行原子交换的实际示例。让我们将此过程分解为四个基本步骤，每个步骤都包含您可以自己运行的代码片段。

第 1 步：Alice 在 BTC 上发起交易

该过程从 Alice 开始，她选择一个随机整数 x 并使用 SHA-256 算法创建一个哈希值 (xHash)。接下来，Alice 部署了一个 Pay-to-Witness-Script-Hash (P2WSH) 交易，其中包括她想要与 Bob 交易的 BTC 数量。

我们使用 bitcoinutils 库构建 Alice 的交易：

def main():# always remember to setup the networksetup('testnet')# TODO: remember to adjust the values marked by "TODO" to your use case.alicePriv = PrivateKey('TODO')alicePub = alicePriv.get_public_key()bobPub = PublicKey('TODO')txid = 'TODO'  # Previous transaction IDvout = 2  # Previous transaction ouput indexamount = 0.00001850   # Amount in outputfee = 0.00000125      # Fee in new transactionx = 'f00cfd8df5f92d5e94d1ecbd9b427afd14e03f8a3292ca4128cd59ef7b9643bc'xHash = '1908c59a71781b7a44182ec39dd84a8a9e13dc31691fead8631730f5f5ab7b65'nBlocksLocked = '06'  # 6 blocks ~ 1 hr# HTLC script:htlc_redeem_script = Script(['OP_IF','OP_SHA256',xHash,'OP_EQUALVERIFY',bobPub.to_hex(),'OP_CHECKSIG','OP_ELSE',nBlocksLocked,'OP_CHECKSEQUENCEVERIFY','OP_DROP',alicePriv.get_public_key().to_hex(),'OP_CHECKSIG','OP_ENDIF'])toAddress = P2wshAddress.from_script(htlc_redeem_script)# Create transaction input from tx id of utxo.txIn = TxInput(txid, vout)redeem_script1 = Script(['OP_DUP', 'OP_HASH160', alicePub.to_hash160(), 'OP_EQUALVERIFY', 'OP_CHECKSIG'])# Create transaction output, which contains the P2WSH for the HTLC script.txOut = TxOutput(to_satoshis(amount - fee), toAddress.to_script_pub_key())# Create transaction.tx = Transaction([txIn], [txOut], has_segwit=True)# Sign transaction.sig1 = alicePriv.sign_segwit_input(tx, 0, redeem_script1, to_satoshis(amount))tx.witnesses.append(Script([sig1, alicePub.to_hex()]))# Print raw signed transaction ready to be broadcast.print("\nRaw signed transaction:\n" + tx.serialize())print("\nTxId:", tx.get_txid())

执行后，代码将打印原始的序列化交易，我们可以使用 Blockstream 的区块浏览器将其广播到 BTC 网络。

该 P2WSH 交易脚本由条件子句组成，这些条件子句包括需要 Bob 的公钥和秘密 x，或者 Alice 的签名和花费交易的时间延迟。

Bob 在 BTC 上进行应答

作为回应，Bob 在 BSV 区块链上部署了等效的 sCrypt 智能合约，其中包含他准备与 Alice 交换的 BSV 金额。

class HashTimeLockContract extends SmartContract {@prop() readonly alicePubKey: PubKey@prop() readonly bobPubKey: PubKey@prop() readonly hashX: Sha256@prop() readonly timeout: bigint // Can be a timestamp or block height.// hash lock@method()public unlock(x: ByteString, aliceSig: Sig) {// Check if H(x) == this.hashXassert(sha256(x) == this.hashX, 'Invalid secret.')// Verify Alices signature.assert(this.checkSig(aliceSig, this.alicePubKey))}// time lock@method()public cancel(bobSig: Sig) {assert(this.ctx.locktime >= this.timeout, 'locktime has not yet expired')// Verify Bobs signature.assert(this.checkSig(bobSig, this.bobPubKey))}
}

Bob 获得了 x 的哈希值，但不是 x 本身，以及 Alice 的公钥。然后，他使用以下部署代码部署智能合约：


const alicePubKey = bsv.PublicKey.fromHex('TODO')const bobPrivKey = bsv.PrivateKey.fromWIF('TODO')
const bobPubKey = bobPrivKey.publicKeyconst amount = 100000  // TODO: amount of BSV to be locked in the contractconst xHash = toByteString('1908c59a71781b7a44182ec39dd84a8a9e13dc31691fead8631730f5f5ab7b65'
)
const lockTimeMin = 1688715000 // Timestamp, after which Bob can withdraw his funds.await CrossChainSwap.compile()// Connect Bob signer.
const provider = new DefaultProvider(bsv.Networks.testnet)
const signer = new TestWallet(bobPrivKey, provider)const crossChainSwap = new CrossChainSwap(PubKey(alicePubKey.toHex()),PubKey(bobPubKey.toHex()),xHash,BigInt(lockTimeMin)
)
await crossChainSwap.connect(signer)// Contract deployment.
const deployTx = await crossChainSwap.deploy(amount)
console.log('CrossChainSwap contract deployed: ', deployTx.id)

第三步：Alice 解锁 Bob 的合约

成功部署 sCrypt 合约后，Alice 现在可以通过泄露秘密 x 来调用 Bob 合约的公共方法 unlock()。结果，Alice 拥有了 Bob 的 BSV。

const deployedContractTXID = 'TODO'
const x = toByteString('f00cfd8df5f92d5e94d1ecbd9b427afd14e03f8a3292ca4128cd59ef7b9643bc')// Alice unlocks contract and takes the funds.
const provider = new DefaultProvider(bsv.Networks.testnet)
const signer = new TestWallet(alicePrivKey, provider)const tx = await signer.provider.getTransaction(deployedContractTXID)
const crossChainSwap = CrossChainSwap.fromTx(tx, 0)
await crossChainSwap.connect(signer)const { tx: callTx, atInputIndex } =await crossChainSwap.methods.unlock(x,(sigResps) => findSig(sigResps, alicePubKey),{pubKeyOrAddrToSign: alicePubKey,} as MethodCallOptions<CrossChainSwap>)
console.log('CrossChainSwap "unlock" method called: ', callTx.id)

第四步：Bob 取回 Alice 的 BTC

一旦 Alice 透露了 x，Bob 就可以用它来解锁 BTC 区块链上的 P2WSH UTXO。这个过程允许鲍勃索取爱丽丝的比特币，从而完成原子交换。

def main():# always remember to setup the networksetup('testnet')# TODO: Set values:bobPriv = PrivateKey('TODO')bobPub = bobPriv.get_public_key()alicePub = PublicKey('TODO')txid = 'TODO'  # Previous transaction IDvout = 0 # Previous transaction ouput indexamount = 0.00001725   # Amount in outputfee = 0.00000125      # Fee in new transactionx = 'f00cfd8df5f92d5e94d1ecbd9b427afd14e03f8a3292ca4128cd59ef7b9643bc'xHash = '1908c59a71781b7a44182ec39dd84a8a9e13dc31691fead8631730f5f5ab7b65'nBlocksLocked = '06'  # 6 blocks ~ 1 hrtoAddress = P2wpkhAddress.from_address('TODO')# HTLC Script:htlc_redeem_script = Script(['OP_IF','OP_SHA256',xHash,'OP_EQUALVERIFY',bobPub.to_hex(),'OP_CHECKSIG','OP_ELSE',nBlocksLocked,'OP_CHECKSEQUENCEVERIFY','OP_DROP',alicePub.to_hex(),'OP_CHECKSIG','OP_ENDIF'])fromAddress = P2wshAddress.from_script(htlc_redeem_script)# Create transaction input from tx id of UTXOtxin = TxInput(txid, vout)txOut1 = TxOutput(to_satoshis(amount - fee), toAddress.to_script_pub_key())tx = Transaction([txin], [txOut1], has_segwit=True)# NOTE: In P2WSH, the argument for OP_IF and OP_NOTIF MUST be exactly an empty vector or 0x01, or the script evaluation fails immediately.# Normal unlock:sig1 = bobPriv.sign_segwit_input(tx, 0, htlc_redeem_script, to_satoshis(amount))tx.witnesses.append(Script([sig1,x,'01',  # OP_TRUEhtlc_redeem_script.to_hex()]))# print raw signed transaction ready to be broadcastedprint("\nRaw signed transaction:\n" + tx.serialize())print("\nTxId:", tx.get_txid())

我们可以广播打印的原始交易并完成交换。

争议解决

在发生争议的情况下，Alice 和 Bob 都可以在一段时间后提取资金。

此功能提供了一种故障安全机制，可确保在交换不成功或有争议的情况下不会永久锁定资金。时间限制为双方解锁各自的合同提供了足够的窗口。

在爱丽丝的例子中，我们可以修改见证人的构造：

# ...# Create transaction input from tx id of UTXO.
txin = TxInput(txid, vout, sequence=bytes.fromhex('FFFFFFFE'))# ...locktime = bytes.fromhex('64A7F990') # 1688730000
tx = Transaction([txin], [txOut1], has_segwit=True, locktime=locktime)# Withdrawal:
sig1 = alicePriv.sign_segwit_input(tx, 0, htlc_redeem_script, to_satoshis(amount))
tx.witnesses.append(Script([sig1,'', # OP_FALSEhtlc_redeem_script.to_hex()]))#...

传递 OP_FALSE 作为第一个输入将在 OP_ELSE 之后执行脚本，这会检查时间锁定是否已过期。

同样，在 Bob 的情况下，我们修改代码以调用 cancel 方法：


// Bob withdraws after timeout passed.
const { tx: callTx, atInputIndex } =await crossChainSwap.methods.cancel((sigResps) => findSig(sigResps, bobPubKey),{lockTime: 1688730000,pubKeyOrAddrToSign: bobPubKey,} as MethodCallOptions<CrossChainSwap>)
console.log('CrossChainSwap "cancel" method called: ', callTx.id)

首次成功跨链BTC-BSV互换

我们在 BSV 和 BTC 主网之间进行了首次成功的原子交换。

BTC 上的初始 P2WSH 交易：af7a8c31e489c18d6fe46141cf2cbc777aeb23672679eb199bde4813d6fe41d4
BSV 上等效的 sCrypt 智能合约交易：8598d203e8bdd45b7025e334cdebdef06be88381dec245d95108e658e8373f9c
Alice 调用 unlock 方法：68c2c5a91645112df6b62a5ee6ea9e0e22f29499b88c9ccffc23f8f86ec63d09
鲍勃解锁了 BTC：9c697bf8f0d2c11285cfab3a2b8a856a1c18ae048d481c7bb3f93f9ccd2dbaad

这也是一个未完成的交换示例。爱丽丝和鲍勃都收回了他们的资金。