当我们在支付网络中进行交易时，我们希望100%确定它将完全完成并到达其最终目的地，因此没有人会损失他们的钱。为了保证有效性，每个数据库事务应满足四个主要标准，形成所谓的ACID模型。交易必须是A-Atomic，C-Consistent，I-Isolate，D-Durable。
我们想谈谈其中一个特性 - 原子性。原子性意味着数据库(DB)事务必须遵循“全有或全无”规则。原子事务可以全部执行，也可以根本不执行，对于确保数据一致性至关重要。在本文中，我们将向您介绍在最新的分布式数据库和离线实现中解决原子性问题的不同方法，如HTLC，HTLA，PM，HTLR，Interledger中的公证人以及Geo协议中的观察者。
分布式数据库中使用的常规解决方案提出了一阶段，两阶段或三阶段提交版本。阶段越多，安全级别越高。
三阶段提交一步一步的过程
单个数据库节点中的原子性是在前馈分类帐的帮助下实现的。当用户请求在DB中反映事务时，该条目首先变为持久，然后将其写入磁盘分类帐。如果系统在进程中途发生故障，则可以在重新启动时从磁盘回滚或还原该事务。
脱链网络中的原子事务
Lightning Network和其他脱链网络使用各种特定的解决方案，以防止在交易过程中由于某人的过错而损失资金。
HTLC
最新的解决方案主要使用HTLC(哈希时间锁合同)。它允许在预设时间锁之前呈现原始秘密后花费资金。首先，接收器节点生成秘密并计算其散列。然后将散列作为HTLC生成的基础发送到发送方节点。发送方生成合同并将其发送到node1，即路径上的下一个节点，该节点使用递减的时间锁创建新合同(使用相同的散列)。这个新生成的合同由node1通过到node2的路由进一步发送，node2重复动作并再次减少时间锁。它一直到接收者签署资金支出(解锁支付)使用自己在开始时生成的秘密并从发送合同的节点接收资金。
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HTLA
Interledger是一个开放的协议套件，用于通过各种分类账进行转账。可以使用以下两种模式之一执行传输：通用和原子。在通用模式下，Interledger原子性操作由HTLA提供，HTLA是HTLC修改。
Interledger中不同分类账的支付方案
下午
Sprite渠道是一个项目，它建议使用新版本的支付渠道来解决与原子性相关的一些Lightning问题。通过添加preimage管理器(PM)，HTLC得到了显着升级。开发人员希望将PM作为HTLC的仲裁者，并将合同到期时的决策委托给任何单个节点到软件。Sprite渠道应具有统一的合约到期时间。如果及时发布了一个原像，则所有争议都被接受，因为一方不可能及时发布原像而另一方不能(双方都有相同的到期时间)。但是如果在错误的时间发布了原像，那么就不会有任何支付的争议。
SpriteChannels中的争议解决流程
HTLR
Celer Network是一种扩展公共区块链并通过离线技术最大化其性能的解决方案。PM已成为散列时间锁定注册表(HTLR)，主要具有相同的功能。HTLR有两个依赖端点，IsFinalized和QueryResult，最终可以合并这两个特性。
公证人
在原子模式下，Interledger使用参与者选择的公证人来协调转移。通过公证人进行的付款类似于闪电与HTLC的付款。唯一的区别是，在揭露秘密之前，接收方节点必须将合同转交给公证人，从他们的一般登记册中随机选择的特殊实体必须投票支付批准。
观察员
这一角色存在于GEO协议 概念中，该概念提供了解决原子性问题的独特方法。项目团队正在创建一个分散的点对点脱链网络，允许交换资产。如果参与者在进行交易时遇到问题，则观察员参与其中。观察者不能影响交易方向并改变其中的任何内容。它们不用于验证每个事务，仅干扰用户的请求。
GEO正在使用类似于两阶段提交的框架进行常规交易。所有参与者都签署了类似付款的准备，如果每个人都有签名列表，则执行付款。如果参与者声明文件不存在，观察者将在各阶段之间采取行动。在这种情况下，观察者从任何节点获取签名列表并将其发送给所有参与者，或者如果不可能并且交易在适当的时间到期则不执行任何操作。
观察员在GEO议定书中的工作流程
可以看出，分散网络中的原子性发展受到新概念的驱动：
散列时间锁合同的强度是减少节点脱机时的损失以及发送方和接收方的安全性。问题是资金必须在渠道中冻结，参与者必须经常在线以避免损失。
修改HTLC以获得HTLA，这使得可以在不同的注册表和HTLR中使用HTLC，这解决了节点脱机问题。
全新的解决方案是观察员和公证人。在实施它们时我们应该小心，因为观察员/公证人的集中可能会损害网络，但是一个适当设计的系统可能会使它们分散。