在SegWit激活之前，“交易可锻性”（Transaction Malleability）是如何影响像闪电网络这样的二层网络构建的？

交易可锻性对闪电网络构建的影响

在SegWit（隔离见证）激活之前，比特币的交易可锻性（Transaction Malleability）问题对闪电网络（Lightning Network）等二层网络的构建产生了显著负面影响。以下是具体分析：

1. 交易可锻性的本质

• 交易可锻性指比特币交易中的签名数据（如ECDSA签名）可以被第三方恶意修改（例如，通过改变签名的编码方式），而不改变交易的实质内容（输入、输出、金额）。这会导致交易的ID（txid）发生变化，但修改后的交易仍能被网络接受。
• 在SegWit之前，txid的计算包含整个交易数据（包括签名），因此签名修改会直接改变txid，造成交易引用混乱。

2. 对闪电网络构建的具体影响

• 通道建立与资金交易风险：
  • 闪电网络依赖于链下支付通道，通道开启时需创建一笔资金交易（funding transaction），将资金锁定在多重签名地址中。
  • 如果攻击者在广播前修改了资金交易的签名，txid会改变，导致通道参与者无法正确跟踪交易状态。这可能使通道初始化失败，或让恶意方利用此漏洞拒绝承认交易，从而阻止通道形成。
• 承诺交易的安全隐患：
  • 在通道运行中，用户需交换承诺交易（commitment transactions）来更新余额状态。这些交易定义了通道关闭时的资金分配。
  • 交易可锻性允许攻击者（如不诚实的通道参与者）修改承诺交易的签名，改变其txid。这会导致：
    • 状态不一致：另一方可能无法验证或引用正确的交易，破坏通道的状态同步机制。
    • 欺诈机会：攻击者可广播修改后的交易，使原交易看似无效，从而在通道关闭时窃取资金（例如，通过“旧状态攻击”回滚到对自己有利的余额）。
  • 闪电网络协议（如BOLT规范）依赖于txid来唯一标识交易，可锻性问题增加了协议复杂性，迫使开发者引入额外检查（如交易ID预计算），但这无法完全消除风险。
• 通道关闭与纠纷处理困难：
  • 当通道关闭时，用户需广播最终的承诺交易来结算资金。如果txid被修改，区块链可能无法链接到原始通道，导致：
    • 资金锁定：交易可能被延迟或卡住，用户无法及时取回资金。
    • 纠纷解决失效：闪电网络的惩罚机制（如惩罚交易）依赖于正确的txid引用。可锻性使恶意用户可伪造交易ID，逃避惩罚或触发错误惩罚。
• 开发与部署障碍：
  • 为规避可锻性，闪电网络实现需添加冗余层（如使用固定格式签名或第三方监控服务），增加了代码复杂性和维护成本。
  • 这延缓了闪电网络的早期采用，因为开发者必须处理边缘案例，降低了二层网络的可扩展性和用户体验。

3. SegWit的解决作用

• SegWit（2017年激活）通过将签名数据（见证部分）移出交易ID的计算范围，从根本上消除了交易可锻性。这使得闪电网络的构建更安全、高效，无需额外缓解措施。

总之，在SegWit之前，交易可锻性严重威胁闪电网络的可靠性，增加了欺诈风险和实现难度，凸显了比特币核心协议升级的必要性。