区块链将会在各行业得到更广泛的探索与应用，真正从小众走向大众随着区块链技术走出实验室阶段，以及区块链领域众多的问题（如身份认证与识别、隐私保护、数据安全、系统性能与稳定性等问题）得到解决，区块链的应用实践进程会大大加速。区块链技术将会在更多的业务场景和业务领域得到更加多样化的应用与实践。例如，银行机构将可能开始采用区块链技术对诸如托管、清算等传统业务进行颠覆式创新。区块链用哈希算法实现信息的不可篡改

Counterfactual是一个典型的状态通道（state channel），由counterfactual实例化对象构成。

在L4中，我们已经研究了状态通道和其它的一些区块链扩展性方案。今天我们很高兴能够和大家分享我们工作中的一个基础部分，关于广义状态通道counterfactual的研究。

状态通道是可用分布式应用程序的基层技术，可用于一组特定的成员之间的任何互动，例如支付活动或者象棋和扑克之类的小游戏。将这些应用“通道化”可以大大降低其使用成本，而且可以减少目前使用区块链应用的等待时间，达到用户们期待的web服务响应时间。（每次用户想要进行链上操作的时候，他们都必须支付gas费用，而且他们必须等几个块开采后才能采取下一步行动。）

尽管如此，状态通道在今天的以太坊应用中并没有得到充分的利用。每一个想要使用状态通道的项目都必须要搭建自己的自定义实现框架，从而导致冗余和不必要的风险出现。其次，现存的状态通道实现还是会将很多操作放在链上，而且需要以不必要的方式放弃一些隐私性。

（状态通道，Plasma 和 Truebit等“链下”技术也被称为第二层解决方案）

我们期待未来这项技术能够被更好的利用，我们曾经描述过关于状态通道的两大目标：

1. 设计一个可以保护隐私的广义状态通道，使用模块化组件搭建，支持单个通道内的多个并行操作，而且允许用户在不进行任何链上操作的情况下升级通道设计。

2. 提供一个框架和标准化组件，构建安全、性能良好的应用，让开发者能够更简单地使用状态通道。

我们的论文描述了一个状态通道设计方案，在保证安全的情况下尽可能的减少链上操作。我们相信它会成为构建安全、优化的状态通道的一个标准参考设计，这也是以太坊社区长久以来一直需要的。

我们将会参加柏林的Off the Chain活动，更深层次的讨论我们的技术技巧。我们不会进行ICO或者任何与token相关的募资活动。

在这篇文章中，我们总结了论文中描述的方法。如果你只对状态通道如何工作的概念描述感兴趣，请查看the state channels section of Josh Stark’s Layer 2 scaling article。阅读本文的需要读者掌握一些基础的技术知识。

状态通道术语

状态通道背后的基础技术好几年前已经为人所知。这期间，我们发现了新的词汇能够让我们抽象出现在所有状态通道中的特定的实现并讨论组件与技术。

状态通道通过将区块链状态的某些部分“锁入”多重签名合约来进行工作，该合约由一组固定的参与者控制。这种被“锁定”的状态被称为状态存入（state deposite）。举个例子，存入可能是一定数量的以太币或者是一个ERC20 token，但是也可以是一只加密猫或者一个ENS域名。

在状态存入被锁定后，通道参与者使用链下信息传递来进行交换和签署有效的以太坊交易，而不用将它们部署在链上。这些交易可以随时被放回到链上，但是它们并不在链上发生。

通道状态的更新需要获得一致同意（unanimous consent），所有的成员都要在每一笔链下交易上签字（并保留一份副本）。由于这些“状态更新”完全在链下发生，交易者无需支付任何交易费用，而且它们的速度仅受限于底层通信协议。

因此可以说状态通道能够提供“即时”交易，例如：参与者不需要等待任何来自区块链的确认。无需等待一系列链上确认，应用可以立即将操作认定为终止并且展示给用户。这就是状态通道可以提供web服务响应时间的原理。

我们将这种特质称为即时终结性（instant finality）。在共识研究中，“终止（fanality）”的意思是到达状态转换不会被还原的程度。在状态通道的例子中（Alice和Bob是密码学中经常会引用的一对学术情侣，关于解释状态通道的例子是这样的：想象一下，Alice 和Bob 想玩一个井字游戏，赢家可以获得1eth。摒弃在以太坊链上创建一个智能合约，每次操作支付gas费用而且需要等待时间的做法，我们可以设计一个系统，让Alice和Bob在尽可能少地进行链上操作的情况下来玩井字游戏。Alice和Bob将能在链下更新游戏的状态，同时仍然有充分的信心，如果有必要的话，他们可以恢复到以太坊主链的状态。我们把这种系统称为状态通道。），如果当Bob和Alice选择将交易放在链上而不能阻止Alice进行操作时，那操作就终止了。

(Alice和Bob是密码学中经常会引用的一对学术情侣)

如果状态通道中最新的状态“更新”说“Alice = 5ETH, Bob = 1 ETH”，那么这个状态就是终结性的。记住，这个更新是由Alice和Bob两个人共同签名的有效交易，他们两人的任何一方都可以随时将这笔交易放回到链上。只要我们可以假设Alice可以在某个时间向全网广播这笔交易，她就可以认为这笔交易终止了。

状态通道的核心特质是仅在必要时才返回链上。如果通道能够被合理构建，那么所有的参与方都可以进行更快的操作并且获得即时终结性。如果有任何地方出现了问题，所有的参与方都可以选择将最新版本的状态发布到链上。

状态通道以及所有的区块链技术都应该考虑其威胁模式的验证。（我们在论文的第3部分中详细查验了状态通道的威胁模式，在第7部分中检查了状态通道的局限性。）

最小化链上操作

目前存在的用于特定应用的状态通道实施需要用户为他们想要使用的每一个应用都打开一个新的通道，并且需要支付高昂的交易费用。举个例子，如果两个用户在链上进行了一笔交易开通了一条支付通道，他们需要再做一笔交易来玩象棋游戏。

我们的状态通道把对链上的需要减少到了极致，尽可能的将压力转移到非链层。这就引出了我们论文中最重要的一个见解：一个强大的多重签名钱包是个人状态通道所需要的唯一链上组件。

将操作逻辑转移到链下使我们能够获得现在的通道所不具有的优势。我们可以直接在链下向状态通道安装新的应用。我们甚至可以不通过链上交易，并支付费用而直接升级或者重新设计一个状态通道。