Anchor Outputs

問題背景

閃電網路承諾交易的手續費問題：

1. 承諾交易是預簽名的
   - 在通道開啟時就決定了手續費
   - 無法預測未來的手續費市場

2. 手續費過低
   - 交易可能無法及時確認
   - 在緊急情況下（如惡意關閉）很危險

3. 手續費過高
   - 浪費資金
   - 減少可用通道容量

傳統解決方案：
- 更新承諾交易以調整手續費
- 但需要雙方在線協作

帶 Anchor Outputs 的承諾交易：

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  Commitment Transaction                                     │
│                                                             │
│  Inputs:                                                    │
│  ├── Funding Output (2-of-2 multisig)                      │
│                                                             │
│  Outputs:                                                   │
│  ├── To Local (帶延遲的本地輸出)                            │
│  ├── To Remote (遠端輸出)                                   │
│  ├── HTLC Outputs (如果有)                                  │
│  ├── Anchor Output A (330 sats) ← Alice 的錨點             │
│  └── Anchor Output B (330 sats) ← Bob 的錨點               │
│                                                             │
│  手續費: 很低（接近最小值）                                  │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

錨點輸出特點：
- 金額: 330 satoshis（dust 限制）
- 任一方可以花費自己的錨點
- 用於添加 CPFP 子交易提高手續費

// Anchor Output 腳本
// 任一方可立即花費（用於 CPFP）
// 或 16 個區塊後任何人可花費（清理）

const anchorScript = `
  OP_IF
    
  OP_ELSE
    OP_16
    OP_CHECKSEQUENCEVERIFY
    OP_DROP
    
  OP_ENDIF
  OP_CHECKSIG
`;

// 簡化版（BOLT-3 定義）
// 輸出類型：P2WSH
// 金額：330 satoshis

interface AnchorOutput {
  value: 330;  // satoshis
  scriptPubKey: P2WSH;  // 見證腳本雜湊
  witnessScript: Script;  // 上述腳本
}

使用 Anchor Output 進行 CPFP：

1. 廣播承諾交易（低手續費）
   ┌─────────────────────────────────┐
   │  Commitment TX                  │
   │  Fee: 1 sat/vB (很低)           │
   │  ├── ...                        │
   │  └── Anchor Output (330 sats)   │
   └─────────────────────────────────┘

2. 創建 CPFP 子交易
   ┌─────────────────────────────────┐
   │  CPFP TX                        │
   │  Input: Anchor Output           │
   │  Input: 額外的 UTXO（提供資金）  │
   │  Output: 找零                   │
   │  Fee: 100 sat/vB (高)           │
   └─────────────────────────────────┘

3. 礦工將兩筆交易一起打包
   - 父交易：1 sat/vB
   - 子交易：100 sat/vB
   - 有效費率：計算兩者總和

// CPFP 子交易創建
function createCPFPTransaction(
  anchorOutpoint: OutPoint,
  anchorAmount: number,
  additionalUtxo: UTXO,
  targetFeeRate: number  // sat/vB
): Transaction {
  const tx = new Transaction();

  // 輸入 1: Anchor Output
  tx.addInput(anchorOutpoint, anchorWitness);

  // 輸入 2: 額外的 UTXO（提供手續費資金）
  tx.addInput(additionalUtxo.outpoint, additionalUtxo.witness);

  // 計算所需手續費
  // 需要覆蓋父交易 + 子交易的總費用
  const parentSize = 500;  // 承諾交易虛擬大小
  const childSize = 150;   // CPFP 交易虛擬大小
  const totalSize = parentSize + childSize;

  const totalFeeNeeded = totalSize * targetFeeRate;
  const parentFee = 500;  // 承諾交易已付的手續費
  const childFee = totalFeeNeeded - parentFee;

  // 輸出: 找零
  const totalInput = anchorAmount + additionalUtxo.value;
  const changeAmount = totalInput - childFee;

  if (changeAmount > DUST_LIMIT) {
    tx.addOutput(changeAddress, changeAmount);
  }

  return tx;
}

當前限制（無 Package Relay）：

問題：如果承諾交易手續費低於 mempool 最小值
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  Node Mempool                                               │
│  Minimum fee: 5 sat/vB                                      │
│                                                             │
│  1. 廣播承諾交易（1 sat/vB）                                │
│     → 被拒絕！低於最小費率                                  │
│                                                             │
│  2. 無法廣播 CPFP 子交易                                    │
│     → 父交易不在 mempool 中                                 │
│                                                             │
│  結果：交易卡住                                              │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

Package Relay 解決方案：

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  使用 Package Relay                                         │
│                                                             │
│  1. 同時提交父子交易作為一個「包」                          │
│     - 承諾交易（1 sat/vB）                                  │
│     - CPFP 交易（100 sat/vB）                               │
│                                                             │
│  2. 節點計算包的有效費率                                    │
│     → 有效費率高於最小值                                    │
│                                                             │
│  3. 兩筆交易都被接受                                        │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

Bitcoin Core 對 Anchor Outputs 的特殊處理：

1. CPFP Carve-out（BIP-125 擴展）
   - 允許一個額外的子交易繞過祖先限制
   - 專門為閃電網路設計

2. 規則：
   - 祖先數量限制：25
   - Carve-out 例外：
     - 只有一個祖先（承諾交易）
     - 大小 ≤ 1000 vB
     - 允許第 26 個子交易

3. 目的：
   - 確保雙方都能進行 CPFP
   - 防止一方阻止另一方提高手續費

# bitcoin.conf 相關設置

# 祖先數量限制
limitancestorcount=25

# 後代數量限制
limitdescendantcount=25

# CPFP Carve-out 是硬編碼的，無法配置

零手續費 Anchor Outputs（BOLT-3 更新）：

特點：
- 承諾交易手續費為 0
- 完全依賴 CPFP 來支付手續費
- 最大化通道容量

優點：
1. 不需要預測手續費
2. 更多資金可用於支付
3. 簡化通道管理

要求：
- 需要 Package Relay 支持
- 需要節點有額外的 UTXO 用於 CPFP

交易結構：
┌─────────────────────────────────┐
│  Commitment TX                  │
│  Fee: 0 sat/vB                  │
│  ├── To Local                   │
│  ├── To Remote                  │
│  ├── HTLCs                      │
│  └── Single Anchor (330 sats)   │
└─────────────────────────────────┘