在前面的文章中，我們介紹過 LibraSwap，但實際上透過 Libra SPV，我們可用於搭建 Libra 與 Ethereum 之間的橋樑，稱做 LibraBridge。利用 SPV validation 實作跨鏈的代幣交換不是新的創舉，過去有許多項目利用這個方法來橋接兩個不同的鏈上資產，如下。SPV 是一種用於輕節點驗證交易的方法，透過智能合約的協助，我們可以在合約上驗證來自 Libra 的交易。
下文中，我們將介紹如何在 Libra 與 Ethereum 上搭建一個無需信任的託管服務 (Trustless Custodian)。主要的合約原始碼在這: Libra.sol
問題描述
在上篇介紹 LibraSwap 的文章中，我們實現了 Libra 與 ETH 間的代幣互換，但在僅有一條鏈支持智能合約的情況下，我們無法直接執行原子代幣交換 (Atomic Swap)，而必須透過可信任的第三方來確保交易執行，這離去中心化還有點距離。但實際上，透過協定的設計，我們是能夠實現無需信任的託管服務。
舉例來說，假設我手中只有 Libra 代幣，而 MAX 交易所有賣 ETH，我想與其幣幣交換。最簡單的作法就是從 MAX 入金 Libra 並與之交換 ETH，而前提是相信 MAX 會出金。
註: MAX 是一間中心化交易所，但下圖的交易係指鏈上交易，而非來自資料庫更新。
如果問題變成，同樣要做幣幣交換，是否可在不完全信任 MAX 交易所的情況下來實現呢？
方法
情況 1
正常的情況下，首先 MAX 會在 LibraContract 中放入保證金，作為履約保證，而合約內的保證金僅能在一定時間後才能由 MAX 取回，其他時間保證金則由非受第三方控制的合約鎖定與保管。而當用戶想與 MAX 進行幣幣交換時，會先查詢合約上是否有足夠的保證金，如果有的話，則將手上的 Libra 資產傳送到 MAX 的 Libra 地址，而當 MAX 確認後，則會在以太鏈上傳送等值的 ETH 給用戶，以完成本次交易。
情況 2
同樣的，MAX 會抵押保證金，以取得用戶的信任，相信可與之幣幣交換。但若 MAX 收到 Libra 後卻沒轉送 ETH 給用戶，即違約，由於合約內含一個違約挑戰的功能，若用戶可以出示在 Libra 上的轉帳證明，則可遞交證明作為憑據。而鏈外轉帳的證明可由 Libra SPV 來進行交易驗證，當能夠證明某筆交易已經被核定，而這正是 SPV 的既有功能。另一方面，MAX 作為違約的一方，將由公正第三方的合約，削減合約上的押金作為給用戶的歸還，甚至再由保證金多付出該筆交易 x% 的罰金來補償用戶。
其他討論
這是個橋接 Libra 與 Ethereum 的 PoC，一些細節上我們並沒有優化，加上 Libra 在我們過去一個多月的開發中就改版了幾次。但我們相信，若 Move 合約語言成熟，而 Libra 上也可以部署合約交易，我們預期會看到更多的合約應用。以下列出一些未來可以優化的細項：
- 支援 SHA3–256
在目前的 LibraContract 上有關 SPV 的設計，由於 Libra 上是採用 SHA3–256，而 EVM 本身並不支持，僅有 SHA-256, KECCAK-256, RIPEMD-160 及即將升級會支援的 BLAKE2b。故我們先以 KECCAK-256 替換掉 Libra-core 的 SHA3-256 套件，讓 SPV 可以在 EVM 正常運作，作為一種過渡方案。另一種方法則是直接在智能合約中實現 SHA3–256。
- 需要可信任的資訊來源
為了讓 SPV 能夠正確被驗證，輕節點需要向全節點詢問 merkle root 與 merkle branch。但是，如果得到的資訊是錯的，那麼 SPV 驗證則會出錯。目前，由於 Libra 上的全節點僅由聯盟成員所維護，我們姑且可以相信資訊是正確的。
另一種方法是，我們可以將 state root 的版本資訊，由可信方記錄在合約之中，但這件事在 Libra 上成本會相當高因為以下的原因，第一：Libra 每個 tx 就是一個 version，第二：Libra 的交易速度比以太坊快，要記錄的資訊量相對大，第三，即使減少資料紀錄量，每一筆紀錄在鏈上都需要成本
- 需要有安全的輕節點
由於全節點都是由 Libra 聯盟成員所維護，相信未來 Libra 的發展將會在錢包服務上，因此，保護私鑰將成為一大重點。由於 Libra 支援 EdDSA 簽章演算法，加上 iPhone 的 Secure Enclave (SE) 支持 ed25519，或許可以直接將私鑰保管在 SE 中。而另外一種方法則是透過門檻式簽章演算法 (Threshold Signature Scheme) 來保護私鑰，目前 Zengo 的團隊已經在 Libra 的錢包中實現了該種方案。剛好 TSS 也是 AMIS 提供的服務之一，並且我們能夠在算法上提供當責性 (Accontability) 的支持，而這是目前其他 TSS 所缺乏的。
討論
SPV 驗證與協定設計讓我們能夠實現無需信任的託管服務，並無需仰賴區塊鏈都支持智能合約。此外，一個可受信任的託管服務，相較於點對點的直接交易，資金池在流通性上來的更有優勢，但相對也有一些挑戰需要克服。這個專案只是個 prototype，畢竟未來若 Libra 真的成為全球貨幣，讓 Libra 在不同鏈之間進行流通將有助於市場流動，加上 Ethereum 目前在 DeFi 應用的發展，這將會是相當大的優勢。
感謝 AMISChang-Wu Chen提供本文。
