聯盟電子現金 Fedimint

 

Fedimint 是一套開源協議，讓一群受信任的守護者共同保管比特幣，並向社群成員發行 Chaumian 電子現金，用於私密、低成本的轉帳。

Fedimint，Federated Chaumian E-Cash Mint，是結合門檻多重簽名保管與 Chaumian 電子現金的社群保管協議。

守護者 Guardian 在比特幣主鏈上共同控制一組資金，成員存入比特幣後，換得由聯盟簽發的電子現金憑證，在聯盟內轉帳不需要鏈上交易，也不會被守護者看到金額與對象。

Fedimint 的原始設計者為比特幣開發者 Eric Sirion，也是 Fedi 公司的共同創辦人，Fedi 應用程式是目前最廣為人知的 Fedimint 使用介面。

Fedimint 不需要修改比特幣共識規則，屬於獨立於比特幣協議之外的保管與支付方案。

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Fedimint 基本概念

• 社群保管 Community Custody

  Fedimint 的信任模型介於自主保管與第三方託管之間。

  使用者不是信任一家公司，而是信任一群自己認識、有社群關係的守護者，由多人共同保管資金。

 

• 聯盟 Federation

  一組守護者共同營運的 Fedimint 系統稱為聯盟。

  每個聯盟各自獨立運作，擁有自己的守護者、成員與資金，聯盟之間互不相通，只能透過閃電網路付款。

 

• 守護者 Guardian

  守護者負責運行 Fedimint 節點、保管比特幣多簽金鑰的分片，並參與共識與電子現金的簽發。

  任何單一守護者，都無法獨自動用聯盟的資金。

 

• Chaumian 電子現金

  電子現金的概念由密碼學家 David Chaum 於 1980 年代提出，核心是盲簽章。

  簽發者在不知道內容的情況下，為憑證簽章，因此事後無法將憑證與原本領取憑證的人連結起來，達到支付隱私。

 

• 電子現金不是比特幣

  成員持有的電子現金，是對聯盟資金的請求權，可以向聯盟兌換回比特幣，但本身不是鏈上的比特幣。

  如果聯盟的守護者共謀或失去金鑰，電子現金的價值可能受到損失。

 

• 模組化設計

  Fedimint 是模組化系統，預設有三個模組：比特幣錢包模組、閃電網路模組與 Chaumian 電子現金模組。

  開發者也可以撰寫自訂模組，定義新的共識項目與交易類型，建立其他聯盟應用。

 

• 拜占庭容錯 BFT

  Fedimint 聯盟設計為拜占庭容錯，由 3m + 1 位守護者組成的聯盟，可以容忍最多 m 位守護者行為惡意。

  例如 4 位守護者可以容忍 1 位惡意，7 位守護者可以容忍 2 位。

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Fedimint 組成結構

• 比特幣錢包模組 Wallet Module

  由守護者共同控制的比特幣多簽錢包，負責接收成員存入的比特幣，以及處理提領到鏈上的請求。

 

• 電子現金模組 Mint Module

  負責簽發與兌換電子現金憑證。

  憑證由守護者以門檻盲簽章共同簽發，必須有足夠數量的守護者參與，才能產生有效的簽章。

 

• 閃電網路模組 Lightning Module

  讓聯盟成員透過閃電網路閘道 Gateway，收發閃電網路付款，與聯盟外的人交易。

 

• 閃電網路閘道 Lightning Gateway

  閘道是聯盟外的服務者，負責將電子現金與閃電網路付款互相兌換。

  閘道不是守護者，只是不被信任的經濟參與者，它不能動用聯盟資金，也看不到成員的完整帳務。

 

• 共識機制 AlephBFT

  守護者之間以 AlephBFT 這類非同步拜占庭容錯共識協議，對聯盟的狀態達成一致。

  即使網路延遲或部分守護者離線，只要仍有足夠多的守護者運作，聯盟就能繼續進行。

 

• 客戶端 Client

  成員使用的錢包，例如 Fedi 應用程式。

  客戶端持有電子現金憑證，負責與聯盟互動、簽署請求，並備份憑證。

Fedimint 運作方式

• 建立聯盟

  由多位守護者共同設定，產生共享的設定與金鑰分片。

  常見的設定為 4 位守護者，也可以是 7 位，單一守護者的模式只建議用於測試與開發。

 

• 加入聯盟

  成員掃描聯盟的邀請 QR Code，就能加入，不需要電話號碼、電子郵件或身分驗證。

 

• 存入比特幣

  成員可以透過鏈上交易，或是閃電網路付款存入比特幣。

  守護者確認收款後，簽發對應金額的電子現金給成員。

 

• 聯盟內轉帳

  成員將電子現金交給對方，對方向聯盟兌換，取得全新的憑證。

  整個過程在鏈下完成，不產生區塊鏈手續費，聯盟內的轉帳立即生效。

 

• 閃電網路付款

  成員要付款給聯盟外的人時，將電子現金交給閘道，由閘道代為發出閃電網路付款。

  收款則反過來，由閘道收到閃電網路付款後，向聯盟換成電子現金給成員。

 

• 提領到鏈上

  成員可以向聯盟申請把電子現金換回比特幣，守護者共同簽署多簽交易，將比特幣送到成員指定的鏈上地址。

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Fedimint 應用

• 社群與地方經濟

  由社群領袖、商家或協會擔任守護者，為當地成員提供保管與支付服務。

  查到的資料顯示，Fedimint 已有聯盟在肯亞、南非與葡萄牙等地的社群中使用。

 

• Fedi 應用程式

  Fedi 是以 Fedimint 為基礎的行動應用程式，提供 iOS 與 Android 版本，整合保管、支付與社群功能。

  使用者可以在 Fedi 中加入或建立聯盟。

 

• 新手入門

  新使用者不需要自己管理金鑰或通道，只要加入社群提供的聯盟，就能收發比特幣。

  累積一定金額後，再逐步轉向自主保管。

 

• 家庭與小團體保管

  家人、朋友或小型組織，可以自行建立聯盟，共同保管資金，分散單一保管者的風險。

 

• 與 Cashu 的差異

  Cashu 同樣使用 Chaumian 電子現金，但通常由單一鑄幣廠 Mint 營運，信任集中在一方。

  Fedimint 以多位守護者的門檻機制共同營運，單一守護者無法單獨動用資金，也有容錯能力。

 

• 與閃電網路的差異

  閃電網路是自主保管的支付通道，使用者自己持有金鑰。

  Fedimint 是社群保管，使用者持有的是對聯盟的請求權，換來的是更簡單的使用方式與更高的支付隱私。

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Fedimint 注意事項

• 不是自主保管

  Fedimint 的資金由守護者共同保管，使用者不持有鏈上的私鑰。

  若守護者共謀，或達到門檻的守護者遺失金鑰，成員可能無法取回資金。

 

• 需要信任守護者

  使用者需要了解守護者是誰、是否值得信任，以及守護者是否分散在不同的地點與組織。

  聯盟的規模與守護者的獨立性，直接影響安全性。

 

• 聯盟規模決定容錯

  4 位守護者的聯盟，只能容忍 1 位出問題。

  如果同時有兩位守護者故障或惡意，聯盟可能停擺，甚至資金遭到不當動用。

 

• 閘道可能影響閃電網路付款

  閘道不能動用聯盟資金，但可以選擇是否提供服務，也會收取手續費。

  聯盟若缺少可靠的閘道，成員與外界的閃電網路付款會受到限制。

 

• 隱私有範圍限制

  守護者看不到成員之間的轉帳細節，但存入與提領的鏈上交易，以及閘道的閃電網路付款，仍會留下可被觀察的紀錄。

 

• 軟體仍在持續演進

  Fedimint 的版本編號仍在 0.x 階段，功能與介面持續更新。使用前應確認最新版本與風險。

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Fedimint 相關資料

• fedimint.org
• github.com/fedimint/fedimint