BOLT 7: P2P 节点和通道发现

BOLT #7: P2P 节点和通道发现

本规范描述了简单的节点发现、通道发现和通道更新机制，这些机制不依赖于第三方来传播信息。

节点和通道发现服务于两个不同的目的：

• 节点发现允许节点广播其 ID、主机和端口，以便其他节点可以打开连接并与它们建立支付通道。
• 通道发现允许创建和维护网络拓扑的本地视图，以便节点可以发现到达所需目的地的路由。

为了支持通道和节点发现，支持三种 gossip 消息：

• 对于节点发现，节点交换 node_announcement 消息，该消息提供有关节点的附加信息。可能存在多个 node_announcement 消息，以便更新节点信息。

• 对于通道发现，网络中的节点交换 channel_announcement 消息，其中包含有关两个节点之间新 通道的信息。他们还可以交换 channel_update 消息，以更新有关通道的信息。对于任何通道，只能有一个有效的 channel_announcement，但预计至少有两个 channel_update 消息。

目录

• short_channel_id 的定义
• announcement_signatures 消息
• channel_announcement 消息
• node_announcement 消息
• channel_update 消息
• 查询消息
• 重播
• HTLC 费用
• 修剪网络视图
• 路由建议
• 参考

short_channel_id 的定义

short_channel_id 是资金交易的唯一描述。 它的构造如下：

1. 最高有效 3 字节：指示区块高度
2. 接下来 3 字节：指示区块内的交易索引
3. 最低有效 2 字节：指示支付给通道的输出索引。

short_channel_id 的标准人类可读格式是 通过打印上述组件来创建的，顺序为： 区块高度、交易索引和输出索引。 每个组件都打印为十进制数， 并用小写字母 x 相互分隔。 例如，short_channel_id 可以写成 539268x845x1， 表示高度为 539268 的区块中索引为 845 的交易的输出 1 上的通道。

理由

short_channel_id 人类可读格式的设计 使得双击或双击它将在大多数系统上选择整个 ID。 人们在阅读数字时更喜欢十进制， 因此 ID 组件以十进制书写。 使用小写字母 x，因为在大多数字体上， x 明显小于十进制数字， 从而可以轻松地以可见方式对 ID 的每个组件进行分组。

announcement_signatures 消息

这是通道两个端点之间的直接消息，用作选择加入机制，以允许将通道通告给网络的其余部分。 它包含发送者构造 channel_announcement 消息所需的签名。

1. 类型：259 (announcement_signatures)
2. 数据：
   • [channel_id:channel_id]
   • [short_channel_id:short_channel_id]
   • [signature:node_signature]
   • [signature:bitcoin_signature]

发起节点宣布通道的意愿在通道打开期间通过设置 channel_flags 中的 announce_channel 位来发出信号（参见 BOLT #2）。

要求

announcement_signatures 消息是通过构造与新确认的通道资金交易相对应的 channel_announcement 消息， 并使用与端点的 node_id 和 bitcoin_key 匹配的密钥对其进行签名来创建的。

一个节点：

• 如果 open_channel 消息设置了 announce_channel 位，并且尚未发送 shutdown 消息：
  • 在已发送和接收 channel_ready 之后，并且资金交易具有足够的确认以确保它不会被重组：
    • 必须为资金交易发送 announcement_signatures。
• 否则：
  • 不得发送 announcement_signatures 消息。
• 重新连接时（一旦满足上述时间要求）：
  • 如果它之前没有收到资金交易的 announcement_signatures：
    • 必须发送自己的 announcement_signatures 消息。
  • 如果它收到资金交易的 announcement_signatures：
    • 必须使用自己的 announcement_signatures 消息进行响应。

接收节点：

• 如果 short_channel_id 不正确：
  • 应该发送 warning 并关闭连接，或者发送 error 并使通道失败。
• 如果 node_signature 或 bitcoin_signature 不正确：
  • 可以发送 warning 并关闭连接，或者发送 error 并使通道失败。
• 如果它已发送并且收到了有效的 announcement_signatures 消息：
  • 如果资金交易至少有 6 个确认：
    • 应该将其对等方的 channel_announcement 消息排队。
• 如果它尚未发送 channel_ready：
  • 应该推迟处理 announcement_signatures，直到发送 channel_ready 之后。

理由

在资金交易有足够的 确认之前，不得宣布通道，因为区块链重组会使 short_channel_id 无效。

channel_announcement 消息

此 gossip 消息包含有关通道的所有权信息。它将 每个链上比特币密钥与关联的闪电网络节点密钥相关联，反之亦然。 在至少一方使用 channel_update 宣布其费用水平和到期时间之前，该通道实际上是不可用的。

证明 node_1 和 node_2 之间存在通道需要：

1. 证明资金交易支付给 bitcoin_key_1 和 bitcoin_key_2
2. 证明 node_1 拥有 bitcoin_key_1
3. 证明 node_2 拥有 bitcoin_key_2

假设所有节点都知道未花费的交易输出，则第一个证明是 由节点找到 short_channel_id 给出的输出并 验证它是否确实是 BOLT #3 中指定的那些密钥的 P2WSH 资金交易输出来完成的。

最后两个证明是通过显式签名完成的： 为每个 bitcoin_key 生成 bitcoin_signature_1 和 bitcoin_signature_2， 并对每个相应的 node_id 进行签名。

还需要证明 node_1 和 node_2 都同意 公告消息：这是通过让每个 node_id（node_signature_1 和 node_signature_2）对消息进行签名来完成的。

1. 类型：256 (channel_announcement)
2. 数据：
   • [signature:node_signature_1]
   • [signature:node_signature_2]
   • [signature:bitcoin_signature_1]
   • [signature:bitcoin_signature_2]
   • [u16:len]
   • [len*byte:features]
   • [chain_hash:chain_hash]
   • [short_channel_id:short_channel_id]
   • [point:node_id_1]
   • [point:node_id_2]
   • [point:bitcoin_key_1]
   • [point:bitcoin_key_2]

要求

原始节点：

• 必须将 chain_hash 设置为唯一标识通道在其中打开的链的 32 字节哈希：
  • 对于 比特币区块链：
    • 必须将 chain_hash 值（以十六进制编码）设置为等于 6fe28c0ab6f1b372c1a6a246ae63f74f931e8365e15a089c68d6190000000000。
• 必须将 short_channel_id 设置为引用已确认的资金交易， 如 BOLT #2 中所述。
  • 注意：相应的输出必须是 P2WSH，如 BOLT #3 中所述。
• 必须将 node_id_1 和 node_id_2 设置为运营通道的两个节点的公钥， 使得 node_id_1 是按升序词典顺序排序的两个压缩密钥中按字典顺序较小的那个。
• 必须将 bitcoin_key_1 和 bitcoin_key_2 设置为 node_id_1 和 node_id_2 各自的 funding_pubkey。
• 必须计算消息的双 SHA256 哈希 h，从偏移量 256 开始，直到消息结束。
  • 注意：哈希跳过 4 个签名，但哈希消息的其余部分， 包括附加到末尾的任何未来字段。
• 必须将 node_signature_1 和 node_signature_2 设置为哈希 h 的有效签名 （使用 node_id_1 和 node_id_2 各自的密钥）。
• 必须将 bitcoin_signature_1 和 bitcoin_signature_2 设置为哈希 h 的有效签名 （使用 bitcoin_key_1 和 bitcoin_key_2 各自的密钥）。
• 必须根据 BOLT #9 设置为此通道协商的功能的 features
• 必须将 len 设置为保存其设置的 features 位所需的最小长度。
• 如果资金交易的确认次数少于 6 次：
  • 不得发送 channel_announcement。

接收节点：

• 必须通过验证签名来验证消息的完整性和真实性。
• 如果 features 字段中存在未知的偶数位：
  • 不得尝试通过该通道路由消息。
• 如果 short_channel_id 的输出与 P2WSH 不对应（使用 bitcoin_key_1 和 bitcoin_key_2，如 BOLT #3 中所述）或输出已花费：
  • 必须忽略该消息。
• 如果指定的 chain_hash 是接收者未知的：
  • 必须忽略该消息。
• 如果 short_channel_id 的输出没有至少 6 个确认：
  • 如果输出接近 6 个确认，则可以接受该消息，以防 接收节点尚未收到最新的区块。
  • 否则：
    • 应该忽略该消息。
• 否则：
  • 如果 bitcoin_signature_1、bitcoin_signature_2、node_signature_1 或 node_signature_2 无效或不正确：
    • 应该发送 warning。
    • 可以关闭连接。
    • 必须忽略该消息。
  • 否则：
    • 如果 node_id_1 或 node_id_2 已被列入黑名单：
      • 应该忽略该消息。
    • 否则：
      • 如果所引用的交易之前未作为通道宣布：
        • 应该将消息排队以进行重播。
        • 可以选择不处理长于预期最小长度的消息。
    • 如果它之前收到了有效的 channel_announcement，对于 同一交易，在同一区块中，但对于不同的 node_id_1 或 node_id_2：
      • 应该将先前消息的 node_id_1 和 node_id_2 列入黑名单， 以及此 node_id_1 和 node_id_2，并忘记与它们连接的任何通道。
    • 否则：
      • 应该存储此 channel_announcement。
• 一旦其资金输出已被花费或重新组织出来：
  • 应该在延迟 12 个区块后忘记一个通道。

理由

两个节点都需要签名以表明他们愿意通过此通道路由其他 付款（即成为公共网络的一部分）；要求他们的 比特币签名证明他们控制该通道。

冲突节点的黑名单不允许多个不同的 公告。任何 节点都不应广播此类冲突的公告，因为这暗示着密钥已泄漏。

虽然不应在通道足够深入之前进行宣传，但 针对重播的要求仅适用于交易尚未转移到 不同区块的情况。

为了避免存储过大的消息，同时仍然允许合理的未来扩展， 允许节点限制重播（可能在统计上）。

将来可能会有新的通道功能：向后兼容（或 可选）的功能将具有 奇数 功能位，而不兼容的功能 将具有 偶数 功能位 （“成为奇怪的人是可以的！”）。

当忘记资金输出花费上的通道时，会使用 12 个区块的延迟， 以允许新的 channel_announcement 传播，该公告指示此 通道已被拼接。

node_announcement 消息

此 gossip 消息允许节点指示与其关联的额外数据， 除了其公钥之外。为避免琐碎的拒绝服务攻击， 忽略与已知通道不关联的节点。

1. 类型：257 (node_announcement)
2. 数据：
   • [signature:signature]
   • [u16:flen]
   • [flen*byte:features]
   • [u32:timestamp]
   • [point:node_id]
   • [3*byte:rgb_color]
   • [32*byte:alias]
   • [u16:addrlen]
   • [addrlen*byte:addresses]

timestamp 允许在多个 公告的情况下对消息进行排序。rgb_color 和 alias 允许情报服务将 节点分配颜色，如黑色，并将 酷炫 的绰号分配给“IRATEMONK”和“WISTFULTOLL”。

addresses 允许节点宣布其接受传入网络 连接的意愿：它包含一系列用于连接到 节点的 address descriptor。第一个字节描述地址类型，后跟 该类型的适当数量的字节。

定义了以下 address descriptor 类型：

• 1：ipv4；数据 = [4:ipv4_addr][2:port]（长度 6）
• 2：ipv6；数据 = [16:ipv6_addr][2:port]（长度 18）
• 3：已弃用(长度 12)。过去用于包含 Tor v2 onion 服务。
• 4：Tor v3 onion 服务；数据 = [35:onion_addr][2:port]（长度 37）
  • 版本 3 (prop224) onion 服务地址；编码： [32:32_byte_ed25519_pubkey] || [2:checksum] || [1:version]，其中 checksum = sha3(".onion checksum" || pubkey || version)[:2]。
• 5：DNS 主机名；数据 = [1:hostname_len][hostname_len:hostname][2:port]（长度最多 258）
  • hostname 字节必须是 ASCII 字符。
  • 非 ASCII 字符必须使用 Punycode 编码： https://en.wikipedia.org/wiki/Punycode

要求

原始节点：

• 必须将 timestamp 设置为大于先前已创建的任何 node_announcement 的时间戳。
  • 可以将其基于 UNIX 时间戳。
• 必须将 signature 设置为 signature 之后剩余的整个数据包的双 SHA256 的签名（使用 node_id 给出的密钥）。
• 可以设置 alias 和 rgb_color 以自定义其在地图和 图形中的外观。
  • 注意：rgb_color 的第一个字节是红色值，第二个字节是 绿色值，最后一个字节是蓝色值。
• 必须将 alias 设置为有效的 UTF-8 字符串，其中任何 alias 尾随字节 等于 0。
• 应该使用期望传入连接的每个公共网络 地址的地址描述符填充 addresses。
• 必须将 addrlen 设置为 addresses 中的字节数。
• 必须按升序顺序放置地址描述符。
• 不应在任何位置放置任何零类型地址描述符。
• 应该仅将放置用于对齐 addresses 之后的字段。
• 不得创建 port 等于 0 的 type 1、type 2 或 type 5 地址描述符。
• 应确保 ipv4_addr 和 ipv6_addr 是可路由的地址。
• 必须根据 BOLT #9 设置 features
• 应该将 flen 设置为保存其设置的 features 位所需的最小长度。
• 不应宣布 Tor v2 onion 服务。
• 不得宣布多个 type 5 DNS 主机名。

接收节点：

• 如果 node_id 不是有效的压缩公钥：
  • 应该发送 warning。
  • 可以关闭连接。
  • 不得进一步处理该消息。
• 如果 signature 不是有效签名（使用 node_id 的双 SHA256 的整个消息在 signature 字段之后，包括 附加到末尾的任何未来字段)：
  • 应该发送 warning。
  • 可以关闭连接。
  • 不得进一步处理该消息。
• 如果 features 字段包含 未知的偶数位：
  • 不应连接到该节点。
  • 除非支付没有设置相同位(s) 的 BOLT #11 发票，否则不得尝试向该节点_发送_付款。
  • 不得_通过_该节点路由付款。
• 应该忽略与以上定义的类型不匹配的第一个 address descriptor。
• 如果 addrlen 不足以保存已知类型的地址描述符：
  • 应该发送 warning。
  • 可以关闭连接。
• 如果 port 等于 0：
  • 应该忽略 ipv6_addr 或 ipv4_addr 或 hostname。
• 如果 node_id 之前不是从 channel_announcement 消息中已知的， 或者如果 timestamp 不大于从此 node_id 收到的最后一个 node_announcement：
  • 应该忽略该消息。
• 否则：
  • 如果 timestamp 大于从此 node_id 收到的最后一个 node_announcement：
    • 应该将消息排队以进行重播。
    • 可以选择不将长于预期最小长度的消息排队。
• 可以使用 rgb_color 和 alias 来引用界面中的节点。
  • 应该暗示其自签名来源。
• 应该忽略 Tor v2 onion 服务。
• 如果宣布了多个 type 5 地址：
  • 应该忽略其他数据。
  • 不得转发 node_announcement。

理由

将来可能会有新的节点功能：向后兼容（或 可选）的功能将具有 奇数 feature 位，而不兼容的功能将具有 偶数 feature 位。这些将正常传播；此处不兼容的 功能位是指节点，而不是 node_announcement 消息 本身。

将来可能会添加新的地址类型；由于地址描述符必须 按升序排列，因此可以安全地忽略未知的地址描述符。 将来也可能会添加 addresses 之外的其他字段——如果它们需要特定的对齐方式，则可以在 addresses 中进行可选填充。

节点别名的安全注意事项

节点别名是用户定义的，并提供了一种潜在的注入攻击途径，无论是在渲染过程中还是在持久化过程中。

节点别名应始终在 HTML/Javascript 上下文或任何其他动态解释的渲染 框架中显示之前进行清理。同样，请考虑使用准备好的语句、输入验证和转义来防止支持 SQL 或其他动态解释的查询语言的注入漏洞和持久化引擎。

• 存储和反射 XSS 预防
• 基于 DOM 的 XSS 预防
• SQL 注入预防

不要像 Little Bobby Tables 的学校一样。

channel_update 消息

在最初宣布通道后，每一方都会独立 宣布它需要通过此通道中继 HTLC 的费用和最小到期时间增量。 每一方都使用与 channel_announcement 匹配的 8 字节通道 shortid 和 1 位 channel_flags 字段来指示它位于通道的哪一端（源或最终）。 节点可以多次执行此操作， 以更改费用。

请注意，channel_update gossip 消息仅在 中继 付款的上下文中才有用，而不是 发送 付款。在进行付款 A -> B -> C -> D 时，只有与通道相关的 channel_update 与通道 B -> C（由 B 宣布）和 C -> D（由 C 宣布）才会 发挥作用。在构建路由时，需要从目的地到源向后计算 HTLC 的金额和到期时间。用于 路由中最后一个 HTLC 的 amount_msat 的确切初始值和 cltv_expiry 的最小值在付款请求中提供 （请参见 BOLT #11）。

1. 类型：258 (channel_update)
2. 数据：
   • [signature:signature]
   • [chain_hash:chain_hash]
   • [short_channel_id:short_channel_id]
   • [u32:timestamp]
   • [byte:message_flags]
   • [byte:channel_flags]
   • [u16:cltv_expiry_delta]
   • [u64:htlc_minimum_msat]
   • [u32:fee_base_msat]
   • [u32:fee_proportional_millionths]
   • [u64:htlc_maximum_msat]

channel_flags 位域用于指示通道的方向：它 标识此更新的原始节点并发出有关 通道的各种选项的信号。下表指定了其 各个位的含义：

位的位置	名称	含义
0	direction	此更新引用的方向。
1	disable	禁用通道。

message_flags 位域用于提供有关消息的更多详细信息：

位的位置	名称
0	must_be_one
1	dont_forward

签名验证的 node_id 取自相应的 channel_announcement：如果标志的最低有效位为 0，则为 node_id_1， 否则为 node_id_2。

要求

原始节点：

• 在收到 channel_ready 之前，不得发送创建的 channel_update。
• 可以创建 channel_update 以将通道参数传达给 通道对等方，即使尚未宣布该通道（即 未设置 announce_channel 位，或者在 对等方交换公告签名之前发送了 channel_update ）。
  • 必须将 short_channel_id 设置为从对等方收到的 alias，或真实的通道 short_channel_id。
  • 必须在 message_flags 中将 dont_forward 设置为 1
  • 由于隐私原因，不得将此类 channel_update 转发给其他对等方。
  • 注意：这种 channel_update，即没有先前的 channel_announcement 的通道更新，对任何其他对等方都无效，并且会被丢弃。
• 必须使用其自己的 node_id 将 signature 设置为 signature 之后剩余的整个数据包的双 SHA256 的签名。
• 必须设置 chain_hash 和 short_channel_id 以匹配在 channel_announcement 消息中唯一标识的通道的 32 字节哈希和 8 字节通道 ID。
• 如果原始节点是消息中的 node_id_1：
  • 必须将 channel_flags 的 direction 位设置为 0。
• 否则：
  • 必须将 channel_flags 的 direction 位设置为 1。
• 必须将 htlc_maximum_msat 设置为它将通过此通道发送的单个 HTLC 的最大值。
  • 必须将其设置为小于或等于通道容量。
  • 必须将其设置为小于或等于从对等方收到的 max_htlc_value_in_flight_msat。
  • 必须将其设置为大于或等于 htlc_minimum_msat。
• 必须在 message_flags 中将 must_be_one 设置为 1。
• 必须将 channel_flags 和 message_flags 中未分配含义的位设置为 0。
• 可以创建一个 disable 位设置为 1 的 channel_update 并发送，以 指示通道的临时不可用（例如，由于失去 连接）或永久不可用（例如，在链上结算之前）。
  • 可以发送一个 disable 位设置为 0 的后续 channel_update，以 重新启用通道。
• 必须将 timestamp 设置为大于 0，并且大于此 short_channel_id 以前发送的任何 channel_update。
  • 应该将 timestamp 基于 UNIX 时间戳。
• 必须将 cltv_expiry_delta 设置为它将从传入 HTLC 的 cltv_expiry 中减去的区块数。
• 必须将 htlc_minimum_msat 设置为通道对等方将接受的最小 HTLC 值（以毫聪）。
  • 必须将 htlc_minimum_msat 设置为小于或等于 htlc_maximum_msat。
• 必须将 fee_base_msat 设置为它将对任何 HTLC 收取的 基本费用（以毫聪为单位）。
• 必须将 fee_proportional_millionths 设置为它将对每个转移的 聪收取的金额（以百万分之一聪为单位）。
• 不应创建冗余的 channel_update
• 如果它创建了一个具有更新的通道参数的新 channel_update：
  • 应该继续接受之前的通道参数 10 分钟

接收节点：

• 如果 short_channel_id 与之前的 channel_announcement 不匹配， 或者如果通道在此期间已关闭：
  • 必须忽略与它自己的 通道不对应的 channel_update。
• 应该接受其自己的通道的 channel_update（即使是非公开的）， 以便了解相关的原始节点的转发参数。
• 如果 signature 不是有效签名，则使用 node_id 的 此消息之后整个消息的双 SHA256（包括 fee_proportional_millionths 之后的未知字段）：
  • 应该发送 warning 并关闭连接。
  • 不得进一步处理该消息。
• 如果指定的 chain_hash 值未知（意味着它在 指定的链上不活动）：
  • 必须忽略通道更新。
• 如果 timestamp 等于此 short_channel_id 和 node_id 的 上次收到的 channel_update：
  • 如果 timestamp 下面的字段不同：
    • 可以将此 node_id 列入黑名单。
    • 可以忘记与其关联的所有通道。
  • 如果 timestamp 下面的字段相等：
    • 应该忽略此消息
• 如果 timestamp 低于此 short_channel_id 和 node_id 的 上次收到的 channel_update：
  • 应该忽略该消息。
• 否则：
  • 如果 timestamp 在未来太不合理了：
    • 可以丢弃 channel_update。
  • 否则：
    • 应该将消息排队以进行重播。
    • 可以选择不处理长于预期最小长度的消息。
• 如果 htlc_maximum_msat < htlc_minimum_msat：
  • 应该在路由考虑因素中忽略此通道。
• 如果 htlc_maximum_msat 大于通道容量：
  • 可以将此 node_id 列入黑名单
  • 应该在路由考虑因素中忽略此通道。
• 否则：
  • 应该在路由时考虑 htlc_maximum_msat。

理由

节点使用 timestamp 字段来修剪在未来太远或两周内未更新的 channel_update；因此， 将其设置为 UNIX 时间戳（即自 UTC 1970-01-01 以来的秒数）是有意义的。 但是，这不能成为硬性要求，因为在单秒内可能有两个 channel_update。

假设在同一秒内更改通道 参数的一个以上的 channel_update 消息可能是 DoS 攻击，因此， 可能会将负责签名此类消息的节点列入黑名单。但是，节点可以使用不同的签名发送相同的 channel_update 消息（更改签名中的 nonce 签名），因此会检查签名之外的字段，以查看 是否为同一时间戳更改了通道参数。同样重要的是要注意， ECDSA 签名是可延展的。因此，接收到 channel_update 消息的中间节点仅通过更改签名的 s 组件即可重新广播它，且签名为-s。 但是，这不应导致消息源自的 node_id 被列入黑名单。

针对冗余 channel_update 的建议最大限度地减少了垃圾邮件发送到网络， 但是有时这是不可避免的。例如，与 无法访问的对等方的通道最终将导致 channel_update 指示该通道已禁用， 而当对等方重新建立联系时，另一个更新会重新启用该通道。因为 gossip 消息是批量处理的并且替换先前的消息，所以结果可能是单个看似冗余 的更新。

当节点创建一个新的 channel_update 以更改其通道参数时， 它将需要一些时间才能在网络中传播，并且付款人可能会使用 较旧的参数。建议至少保留 10 分钟的较旧参数，以提高付款 延迟和可靠性。

message_flags 中的 must_be_one 字段以前用于指示 htlc_maximum_msat 字段的存在。现在必须始终存在此字段，因此 must_be_one 是一个常量值，接收者会忽略它。

查询消息

过去，对消息的理解是由 gossip_queries 功能位指示的；现在这些消息得到了普遍支持，该功能现在已被稍微重新调整用途。不提供此功能意味着节点不值得查询 gossip：它们要么不存储整个 gossip 地图，要么仅连接到单个对等方（这一个）。

有几个消息包含一个长 short_channel_id 数组（称为 encoded_short_ids），因此我们包含一个编码字节，如果它们提供好处，则允许将来定义不同的编码方案。

编码类型：

• 0：按升序排列的 short_channel_id 类型的未压缩数组。
• 1：以前用于 zlib 压缩，不得使用此编码。

此编码也用于其他类型的数组（时间戳、标志等）， 并使用 encoded_ 前缀指定。例如，encoded_timestamps 是带有 0 前缀的时间戳数组。

查询消息可以使用可选字段进行扩展，这些字段可以通过以下方式帮助减少同步路由表所需的消息数量：

• 基于时间戳过滤 channel_update 消息：只请求比你已有的更新的 channel_update 消息。
• 基于校验和过滤 channel_update 消息：只请求与你已有的信息不同的 channel_update 消息。

节点可以使用 gossip_queries_ex feature bit 来表示它们支持扩展的gossip查询。

query_short_channel_ids/reply_short_channel_ids_end 消息

1. 类型: 261 (query_short_channel_ids)

2. 数据:

   • [chain_hash:chain_hash]
   • [u16:len]
   • [len*byte:encoded_short_ids]
   • [query_short_channel_ids_tlvs:tlvs]

3. tlv_stream: query_short_channel_ids_tlvs

4. 类型:

   1. 类型: 1 (query_flags)
   2. 数据:
      • [byte:encoding_type]
      • [...*byte:encoded_query_flags]

encoded_query_flags 是一个位域数组，每个位域一个 bigsize，每个 short_channel_id 一个位域。这些位的含义如下：

位位置	含义
0	发送者想要 channel_announcement
1	发送者想要节点 1 的 channel_update
2	发送者想要节点 2 的 channel_update
3	发送者想要节点 1 的 node_announcement
4	发送者想要节点 2 的 node_announcement

查询标志必须以最小方式编码，这意味着一个标志将用单个字节编码。

1. 类型: 262 (reply_short_channel_ids_end)
2. 数据:
   • [chain_hash:chain_hash]
   • [byte:full_information]

这是一个通用机制，允许节点查询特定通道的 channel_announcement 和 channel_update 消息（通过 short_channel_id 标识）。这通常用于节点看到其没有 channel_announcement 的 channel_update，或者因为它从 reply_channel_range 获得了先前未知的 short_channel_id。

要求

发送者:

• 不应该将其发送给不提供 gossip_queries 的对等方。
• 如果它已向该对等方发送了先前的 query_short_channel_ids 并且未收到 reply_short_channel_ids_end，则不得发送 query_short_channel_ids。
• 必须将 chain_hash 设置为唯一标识 short_channel_id 所引用的链的 32 字节哈希。
• 必须将 encoded_short_ids 的第一个字节设置为编码类型。
• 必须将整数个 short_channel_id 编码为 encoded_short_ids
• 如果它收到其没有 channel_announcement 的 short_channel_id 的 channel_update，则可以发送此消息。
• 如果所引用的通道不是未花费的输出，则不应发送此消息。
• 可以包含可选的 query_flags。如果是这样：
  • 必须像 encoded_short_ids 一样设置 encoding_type。
  • 每个查询标志都是最小编码的 bigsize。
  • 必须为每个 short_channel_id 编码一个查询标志。

接收者:

• 如果 encoded_short_ids 的第一个字节不是已知的编码类型：
  • 可以发送 warning。
  • 可以关闭连接。
• 如果 encoded_short_ids 未解码为整数个 short_channel_id：
  • 可以发送 warning。
  • 可以关闭连接。
• 如果它尚未向来自该发送者的先前收到的 query_short_channel_ids 发送 reply_short_channel_ids_end：
  • 可以发送 warning。
  • 可以关闭连接。
• 如果传入消息包含 query_short_channel_ids_tlvs：
  • 如果 encoding_type 不是已知的编码类型：
    • 可以发送 warning。
    • 可以关闭连接。
  • 如果 encoded_query_flags 未解码为每个 short_channel_id 恰好一个标志：
    • 可以发送 warning。
    • 可以关闭连接。
• 必须响应每个已知的 short_channel_id：
  • 如果传入消息不包含 encoded_query_flags：
    • 使用 channel_announcement 和每个端的最新 channel_update
    • 必须在每个 channel_announcement 之后跟随任何 node_announcement
  • 否则：
    • 我们将 encoded_short_ids 中第 N 个 short_channel_id 的 query_flag 定义为解码后的 encoded_query_flags 的第 N 个 bigsize。
    • 如果设置了 query_flag 的第 0 位：
      • 必须回复 channel_announcement
    • 如果设置了 query_flag 的第 1 位，并且它已收到来自 node_id_1 的 channel_update：
      • 必须回复 node_id_1 的最新 channel_update
    • 如果设置了 query_flag 的第 2 位，并且它已收到来自 node_id_2 的 channel_update：
      • 必须回复 node_id_2 的最新 channel_update
    • 如果设置了 query_flag 的第 3 位，并且它已收到来自 node_id_1 的 node_announcement：
      • 必须回复 node_id_1 的最新 node_announcement
    • 如果设置了 query_flag 的第 4 位，并且它已收到来自 node_id_2 的 node_announcement：
      • 必须回复 node_id_2 的最新 node_announcement
  • 不应等待下一次传出 gossip 刷新来发送这些消息。
• 应该避免发送重复的 node_announcements 以响应单个 query_short_channel_ids。
• 必须在这些响应之后跟随 reply_short_channel_ids_end。
• 如果不维护 chain_hash 的最新通道信息：
  • 必须将 full_information 设置为 0。
• 否则：
  • 应该将 full_information 设置为 1。

理论依据

未来的节点可能没有完整的信息；他们肯定不会拥有关于未知 chain_hash 链的完整信息。虽然此 full_information 字段（以前且令人困惑地称为 complete）不可信，但 0 表示发送方应在其他地方搜索其他数据。

显式的 reply_short_channel_ids_end 消息意味着接收者可以指示它一无所知，并且发送者无需依赖超时。它还会导致查询的自然速率限制。

query_channel_range 和 reply_channel_range 消息

1. 类型: 263 (query_channel_range)

2. 数据:

   • [chain_hash:chain_hash]
   • [u32:first_blocknum]
   • [u32:number_of_blocks]
   • [query_channel_range_tlvs:tlvs]

3. tlv_stream: query_channel_range_tlvs

4. 类型:

   1. 类型: 1 (query_option)
   2. 数据:
      • [bigsize:query_option_flags]

query_option_flags 是一个位域，表示为最小编码的 bigsize。这些位的含义如下：

位位置	含义
0	发送者想要时间戳
1	发送者想要校验和

虽然这是可能的，但要求校验和而不要求时间戳是没有什么用的：接收节点可能具有带有不同校验和的旧 channel_update，要求它是没有用的。并且如果 channel_update 校验和实际上是 0（这不太可能），则不会对其进行查询。

1. 类型: 264 (reply_channel_range)

2. 数据:

   • [chain_hash:chain_hash]
   • [u32:first_blocknum]
   • [u32:number_of_blocks]
   • [byte:sync_complete]
   • [u16:len]
   • [len*byte:encoded_short_ids]
   • [reply_channel_range_tlvs:tlvs]

3. tlv_stream: reply_channel_range_tlvs

4. 类型:

   1. 类型: 1 (timestamps_tlv)
   2. 数据:
      • [byte:encoding_type]
      • [...*byte:encoded_timestamps]
   3. 类型: 3 (checksums_tlv)
   4. 数据:
      • [...*channel_update_checksums:checksums]

对于单个 channel_update，时间戳编码为：

1. 子类型: channel_update_timestamps
2. 数据:
   • [u32:timestamp_node_id_1]
   • [u32:timestamp_node_id_2]

其中：

• timestamp_node_id_1 是 node_id_1 的 channel_update 的时间戳，如果该节点没有 channel_update，则为 0。
• timestamp_node_id_2 是 node_id_2 的 channel_update 的时间戳，如果该节点没有 channel_update，则为 0。

对于单个 channel_update，校验和编码为：

1. 子类型: channel_update_checksums
2. 数据:
   • [u32:checksum_node_id_1]
   • [u32:checksum_node_id_2]

其中：

• checksum_node_id_1 是 node_id_1 的 channel_update 的校验和，如果该节点没有 channel_update，则为 0。
• checksum_node_id_2 是 node_id_2 的 channel_update 的校验和，如果该节点没有 channel_update，则为 0。

channel_update 的校验和是 RFC3720 中指定的此 channel_update 的 CRC32C 校验和，不包括其 signature 和 timestamp 字段。

这允许查询特定块中的通道。

要求

query_channel_range 的发送者：

• 不应将其发送给不提供 gossip_queries 的对等方。
• 如果它已向该对等方发送了先前的 query_channel_range 并且未收到所有 reply_channel_range 回复，则不得发送此消息。
• 必须将 chain_hash 设置为唯一标识它希望 reply_channel_range 引用的链的 32 字节哈希
• 必须将 first_blocknum 设置为它想要知道通道的第一个块
• 必须将 number_of_blocks 设置为 1 或更大。
• 可以附加一个额外的 query_channel_range_tlv，该 TLV 指定了它想要接收的扩展信息的类型。

query_channel_range 的接收者：

• 如果它尚未向来自该发送者的先前收到的 query_channel_range 发送所有 reply_channel_range：
  • 可以发送 warning。
  • 可以关闭连接。
• 必须回复一个或多个 reply_channel_range：
  • 必须将 chain_hash 设置为与 query_channel_range 的 chain_hash 相等，
  • 必须将 number_of_blocks 限制为结果可以容纳在 encoded_short_ids 中的最大块数
  • 可以在多个 reply_channel_range 中拆分块内容。
  • 第一条 reply_channel_range 消息：
    • 必须将 first_blocknum 设置为小于或等于 query_channel_range 中的 first_blocknum
    • 必须将 first_blocknum 加上 number_of_blocks 设置为大于 query_channel_range 中的 first_blocknum。
  • 后续的 reply_channel_range 消息：
    • 必须具有等于或大于先前的 first_blocknum 的 first_blocknum。
  • 如果这不是最终的 reply_channel_range，则必须将 sync_complete 设置为 false。
  • 最终的 reply_channel_range 消息：
    • 必须使 first_blocknum 加上 number_of_blocks 等于或大于 query_channel_range 的 first_blocknum 加上 number_of_blocks。
  • 必须将 sync_complete 设置为 true。

如果传入消息包含 query_option，则接收者可以向其回复附加额外信息：

• 如果设置了 query_option_flags 中的第 0 位，则接收者可以附加一个 timestamps_tlv，其中包含 encoded_short_ids 中所有 short_channel_id 的 channel_update 时间戳
• 如果设置了 query_option_flags 中的第 1 位，则接收者可以附加一个 checksums_tlv，其中包含 encoded_short_ids 中所有 short_channel_id 的 channel_update 校验和

理论依据

单个响应可能太大而无法容纳在单个数据包中，因此可能需要多个回复。 我们希望允许对等方存储（例如）1000 个块范围的预设结果，因此回复可以超出请求的范围。 但是，我们要求每个回复都相关（与请求的范围重叠）。

通过坚持要求回复按递增顺序排列，接收方可以轻松确定回复是否完成：只需检查 first_blocknum 加上 number_of_blocks 是否等于或超过其要求的 first_blocknum 加上 number_of_blocks。

时间戳和校验和字段的添加允许对等方省略查询冗余更新。

gossip_timestamp_filter 消息

1. 类型: 265 (gossip_timestamp_filter)
2. 数据:
   • [chain_hash:chain_hash]
   • [u32:first_timestamp]
   • [u32:timestamp_range]

此消息允许节点将未来的gossip消息限制在特定范围内。 想要任何gossip消息的节点都必须发送此消息，否则将不会收到任何gossip消息。

请注意，此过滤器会替换任何先前的过滤器，因此可以多次使用它来更改来自对等方的gossip。

要求

发送者：

• 必须将 chain_hash 设置为唯一标识它希望gossip引用的链的 32 字节哈希。
• 如果接收者不提供 gossip_queries：
  • 应该将 first_timestamp 设置为 0xFFFFFFFF，并将 timestamp_range 设置为 0。

接收者：

• 应该发送所有 timestamp 大于或等于 first_timestamp 且小于 first_timestamp 加上 timestamp_range 的gossip消息。
  • 可以等待下一次传出gossip刷新来发送这些消息。
• 应该在生成gossip消息时发送这些消息，而不管 timestamp 如何。
• 否则（中继的gossip）：
  • 应该将未来的gossip消息限制为 timestamp 大于或等于 first_timestamp 且小于 first_timestamp 加上 timestamp_range 的消息。
• 如果 channel_announcement 没有相应的 channel_update：
  • 必须不发送 channel_announcement。
• 否则：
  • 必须将 channel_announcement 的 timestamp 视为相应 channel_update 的 timestamp。
  • 必须在收到第一个相应的 channel_update 之后考虑是否发送 channel_announcement。
• 如果发送了 channel_announcement：
  • 必须在任何相应的 channel_update 和 node_announcement 之前发送 channel_announcement。

理论依据

由于 channel_announcement 没有时间戳，我们生成一个可能的时间戳。 如果没有 channel_update，则根本不会发送它，这在修剪通道的情况下最有可能发生。

否则，channel_announcement 通常会立即跟随 channel_update。 理想情况下，我们将指定使用第一个（最旧的）channel_update 的时间戳作为 channel_announcement 的时间，但是网络上的新节点将没有此信息，并且还需要存储第一个 channel_update 时间戳。 相反，我们允许使用任何更新，这很容易实现。

在仍然缺少 channel_announcement 的情况下，可以使用 query_short_channel_ids 来检索它。

当节点有许多对等点时，可以使用 timestamp_filter 来减少其gossip负载（例如，在前几个对等点之后将 first_timestamp 设置为 0xFFFFFFFF，假设传播足够）。 这种关于足够传播的假设不适用于节点本身直接生成的gossip消息，因此它们应忽略过滤器。

要求

一个节点：

• 在没有明确要求的情况下，不得中继它自己未生成的任何gossip消息。

重新广播

要求

接收节点：

• 收到新的 channel_announcement 或带有更新的 timestamp 的 channel_update 或 node_announcement 时：
  • 应该相应地更新其网络的本地视图。
• 应用公告中的更改后：
  • 如果没有与相应的始发节点关联的通道：
    • 可以从其已知节点集中清除始发节点。
  • 否则：
    • 应该更新适当的元数据 并且 存储与公告关联的签名。
      • 注意：这将稍后允许节点为其对等方重建公告。

一个节点：

• 在收到 gossip_timestamp_filter 之前，不得发送它自己未生成的gossip。
• 应该每 60 秒刷新一次传出的gossip消息，而与消息的到达时间无关。
  • 注意：这会导致交错的公告是唯一的（未复制）。
  • 不应将gossip消息转发给在 init 中发送 networks 并且未指定此gossip消息的 chain_hash 的对等方。
• 可以定期重新宣布其通道。
  • 注意：不鼓励这样做，以保持资源需求较低。

理论依据

处理完gossip消息后，它将被添加到传出消息列表中，该列表的目标是处理节点的对等方，从而替换始发节点的任何较旧的更新。 此gossip消息列表将定期刷新； 这种存储和延迟转发广播称为交错广播。 同样，这种批处理形成了一种自然速率限制，且开销较低。

HTLC费用

要求

始发节点：

• 应该接受支付的费用等于或大于以下值的 HTLC：
  • fee_base_msat + ( amount_to_forward * fee_proportional_millionths / 1000000 )
• 在发送 channel_update 之后的合理时间内，应该接受支付较旧费用的 HTLC。
  • 注意：这允许任何传播延迟。

修剪网络视图

要求

一个节点：

• 应该监视区块链中的 funding 交易，以识别正在关闭的通道。
• 如果通道的 funding 输出已花费并收到 12 个区块确认：
  • 应该从本地网络视图中删除 且 被视为已关闭。
• 如果宣布的节点不再具有任何关联的开放通道：
  • 可以从其本地视图中修剪通过 node_announcement 消息添加的节点。
    • 注意：这是 node_announcement 依赖于 channel_announcement 的直接结果。

关于修剪过时条目的建议

要求

一个节点：

• 如果任何一个方向上最新的 channel_update 的 timestamp 已经超过两周（1209600 秒）：
  • 可以修剪该通道。
  • 可以忽略该通道。
  • 注意：这是一个单独的节点策略，不得 由转发对等方强制执行，例如，通过在接收到过时的gossip消息时关闭通道。

理论依据

几种情况可能导致通道变得不可用，并且其端点无法发送这些通道的更新。 例如，如果两个端点都无法访问其私钥，并且既无法签署 channel_update 也无法在链上关闭通道，则会发生这种情况。 在这种情况下，通道不太可能成为计算出的路线的一部分，因为它们将与网络的其余部分分隔开； 但是，它们将保留在本地网络视图中，并将无限期地转发给其他对等方。

最早的 channel_update 用于修剪通道，因为双方都需要处于活动状态，通道才能可用。 这样做即使在一侧继续发送新的 channel_update 但另一侧已消失的情况下，也可以修剪通道。

路由建议

在计算 HTLC 的路线时，需要同时考虑 cltv_expiry_delta 和费用：cltv_expiry_delta 会增加在最坏情况下的资金不可用时间。 这两个属性之间的关系尚不清楚，因为它取决于所涉及节点的可靠性。

如果通过简单地路由到预期的接收者并对 cltv_expiry_delta 求和来计算路线，则中间节点可能会猜测它们在路线中的位置。 知道 HTLC 的 CLTV、周围的网络拓扑和 cltv_expiry_delta 使攻击者可以猜测预期的接收者。 因此，非常希望在预期接收方将收到的 CLTV 中添加一个随机偏移量，这会增加沿途所有 CLTV。

为了创建一个合理的偏移量，始发节点 可以 在图上启动一个有限的随机游走，从预期的接收者开始并对 cltv_expiry_delta 求和，并将结果总和用作偏移量。 这有效地创建了实际路线的影子路线扩展，并提供了比简单地选择随机偏移量更好的针对此攻击向量的保护。

其他更高级的考虑因素包括路线选择的多样化，以避免单点故障和检测，以及本地通道的平衡。

路由示例

考虑四个节点：

   B
  / \
 /   \
A     C
 \   /
  \ /
   D

每个节点在其每个通道的末尾都公告以下 cltv_expiry_delta：

1. A：10 个区块
2. B：20 个区块
3. C：30 个区块
4. D：40 个区块

C 在请求付款时也使用 18（默认值）的 min_final_cltv_expiry_delta。

同样，每个节点都有一套用于每个通道的既定费用方案：

1. A：100 base + 1000 百万分之一
2. B：200 base + 2000 百万分之一
3. C：300 base + 3000 百万分之一
4. D：400 base + 4000 百万分之一

网络将看到八个 channel_update 消息：

1. A->B: cltv_expiry_delta = 10, fee_base_msat = 100, fee_proportional_millionths = 1000
2. A->D: cltv_expiry_delta = 10, fee_base_msat = 100, fee_proportional_millionths = 1000
3. B->A: cltv_expiry_delta = 20, fee_base_msat = 200, fee_proportional_millionths = 2000
4. D->A: cltv_expiry_delta = 40, fee_base_msat = 400, fee_proportional_millionths = 4000
5. B->C: cltv_expiry_delta = 20, fee_base_msat = 200, fee_proportional_millionths = 2000
6. D->C: cltv_expiry_delta = 40, fee_base_msat = 400, fee_proportional_millionths = 4000
7. C->B: cltv_expiry_delta = 30, fee_base_msat = 300, fee_proportional_millionths = 3000
8. C->D: cltv_expiry_delta = 30, fee_base_msat = 300, fee_proportional_millionths = 3000

B->C. 如果 B 要将 4,999,999 毫聪直接发送到 C，它既不会收取自己的费用，也不会添加自己的 cltv_expiry_delta，因此它将使用 C 请求的 min_final_cltv_expiry_delta 18。 据推测，它还会添加一个 影子路线 以提供额外的 CLTV 42。 此外，它可以在其他跳添加额外的 CLTV delta，因为这些值表示最小值，但为了简单起见，这里选择不这样做：

• amount_msat: 4999999
• cltv_expiry: current-block-height + 18 + 42
• onion_routing_packet:
  • amt_to_forward = 4999999
  • outgoing_cltv_value = current-block-height + 18 + 42

A->B->C. 如果 A 要通过 B 将 4,999,999 毫聪发送到 C，则需要支付 B 在 B->C channel_update 中指定的费用，该费用按照 HTLC 费用 计算：

    fee_base_msat + ( amount_to_forward * fee_proportional_millionths / 1000000 )

    200 + ( 4999999 * 2000 / 1000000 ) = 10199

同样，它还需要添加 B->C 的 channel_update cltv_expiry_delta (20)、C 请求的 min_final_cltv_expiry_delta (18) 和 影子路线的成本 (42)。 因此，A->B 的 update_add_htlc 消息将是：

• amount_msat: 5010198
• cltv_expiry: current-block-height + 20 + 18 + 42
• onion_routing_packet:
  • amt_to_forward = 4999999
  • outgoing_cltv_value = current-block-height + 18 + 42

B->C 的 update_add_htlc 将与上面 B->C 的直接付款相同。

A->D->C. 最后，如果由于某种原因 A 选择了通过 D 的更昂贵的路线，则 A->D 的 update_add_htlc 消息将是：

• amount_msat: 5020398
• cltv_expiry: current-block-height + 40 + 18 + 42
• onion_routing_packet:
  • amt_to_forward = 4999999
  • outgoing_cltv_value = current-block-height + 18 + 42

D->C 的 update_add_htlc 将再次与上面 B->C 的直接付款相同。

<br> 本作品已获得 Creative Commons Attribution 4.0 International License 的许可。

• 原文链接： github.com/lightning/bol...
• 登链社区 AI 助手，为大家转译优秀英文文章，如有翻译不通的地方，还请包涵～