本体技术视点 | 事实？or 反事实？

“幸亏我这次认真复习了  不然就考不上清华大学了！” 

“如果没有睡懒觉  我就可以赶上今天的飞机了！！” 

“幸亏我只吃了半碗饭而不是一碗饭  要不就会感觉到撑了。” 

人们在看到发生的事实时，经常会设想与事实相反的另一种可能性。这种心理活动被诺贝尔奖获得者Kahneman 称为反事实思维（Counterfactual Thinking）。那么，Counterfactual 和区块链有什么关系呢？

本文主要介绍笔者在区块链 CounterFactual 方面的学习和思考，以及通过 CounterFactual 我们可以做些什么。

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什么是 CounterFactual?

CounterFactual（CF），翻译为中文为‘反事实’，用于描述自然语言中的“如果-那么”陈述，意思是某件事情虽然可以在现实中发生，但事实上并不是真实发生。

 

                                        图 | 网络

从区块链的角度看，CounterFactual 的意思是：

一个交易的结果是可以通过在链上执行得到，但是事实上它的执行结果不是在链上执行得到的。

 

在区块链的链外扩容技术中，CF 指的是 CounterFactual Instantiation，源自 L4Lab 提出的一种基于状态通道的链外扩容技术，在区块链研究领域中被大家广泛学习，并推广为一类区块链扩容的设计思想。

CounterFactual Instantiation（CF 实例化），指的是智能合约不需要在区块链进行实例化部署，而只需要部署到链外 CF 状态通道中。只要智能合约的所有参与用户都按照 CF 状态通道协议中定义的方式进行操作，这些操作在状态通道中执行的执行结果，和在区块链上的执行结果，两者是完全等价的。

简单说就是：链外 CF 状态通道可以达到和链上相同的结果。

注意，这里的结果不仅是智能合约的状态数据，也包括区块链的 trustless 属性（核心为区块链的可追溯和难以篡改属性）。既然两者结果相同，考虑到区块链性能方面的局限性和链外方案的经济性，为什么不将多数的智能合约操作转移到链外完成？

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CounterFactual 状态通道

在 L4的白皮书中，CF 状态通道协议的定义如下：

CF 状态通道保证，对于任何链上操作 X，如果用户通过 CF 的方式在状态通道中执行操作X，那么：

1. 操作 X 虽然在状态通道中完成的，如果用户愿意，也可以将其放在链上执行；

2. 操作 X 在状态通道完成后，任何参与状态通道的人都可以将操作X同步到链上；

3. 操作 X 在状态通道中完成后，参与状态通道的人可以等价地认为操作 X 的结果一定可以在链上完成终局。

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解析 CounterFactual 状态通道

作为一个程序员，看到一个应用协议后，必然首先验证协议设计的完整性，分析协议的可行性，建立协议的应用边界，最后思考如何实现。

          图 | 网络

现在我们看 CF 状态通道定义中的三点要求：

第一点定义了 CF 状态通道和区块链执行环境的等价性。任何状态通道中的操作在两者执行环境中必须是完全等价的，所以用户选择哪个执行环境是协议无关的；

第二点基于第一点，定义了 CF 状态通道的公平性和 trustless，也可以说是CF状态通道的安全性。状态通道对于任何参与人都是公平的，每个操作引起的状态更新对于所有参与人都必须是可见和可验证的。基于第一点的操作等价性，任何人都可以直接将其同步到区块链上，因此对于状态通道参与人来说，CF 状态通道安全性可以认为是和区块链等同的；

第三点定义了 CF 状态通道的一致性和终局性。状态通道中的操作和通道状态对于所有参与人必须是一致的，并且必须是即时终局的。这一点保证状态通道本身，在所有参与人的范围内的可追溯和不可篡改。

 

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后记

从上面三点分析，我们可以看出 CF 状态通道完全继承了区块链已有属性，比如一致性、难以篡改、安全性和终局性等。因此把 CF 状态通道作为链外扩容方案，不会对区块链应用带来安全上的损失。

                                        图 | 网络

接下来的技术视点中，我们会继续对 CF 状态通道协议的进行分析，看看它的应用边界。