作者：Elle Mouton
我们已经介绍了在一个 Ark 实例中如何建立一个 VTXO、如何离开这个 Ark 实例、如何通过运行批次切换来保持一个 VTXO 的活性。这些活动都需要回合式交互，也就是，用户必须加入一个 “回合” 并等待该回合的批次交易得到区块确认。再换句话说，我们已经介绍的东西都是 “回合内” 的。如果只有回合内的操作，那么算不是非常有用。让 Ark 有用的地方在于它能执行 回合外（缩写为 “OOR”）的交易。这些交易会花费已有的 VTXO、创建出新的 VTXO，且不需要等待新的 回合/批次。OOR 交易有时候也被称为 “Ark交易”。OOR 交易让 VTXO 的主人能够像使用链上 UTXO 那样使用 VTXO，并且无需担心手续费和区块确认。在这篇文章中，我们会深入了解 OOR 的过程，以及相关的多种信任假设。我们也会介绍 “检查点交易（checkpoint transactions）” 以及它们的必要性。
事先介绍我们将要使用的术语，应该会有帮助：从一个回合中派生、作为一棵虚拟交易树（VTX）的一个叶子的 VTXO，我们称为 “回合内 VTXO” 或者 “已经确认的 VTXO”。而从一笔 OOR/Ark 交易中产生的 VTXO 叫做 “OOR VTXO”，或者 “待确认的 VTXO”。“已经确认” 和 “待确认” 这个术语上的区别，是非常重要的，在我们讲解这些 VTXO 的信任假设时就能看出来。
OOR 案例
首先，我想用一些图片来展示 OOR 交易的样子，好让读者建立一些直觉。请注意，这些是简化的案例，将帮助我们理解为什么后面需要加入检查点交易。
核心的含义是，一笔 OOR 交易，就是取一个（或一组）VTXO 作为交易的输入，创建出一个（或一组）新的 VTXO，就像普通的比特币交易那样（因为 Ark 中的交易如有需要都可以广播到区块链）。这两张图展示了一个从回合中产生的 VTXO（VTXT 的一个叶子）如何被一笔 Ark 交易花费、创建出两个新的 VTXO 。
从技术上来说，这个花费的链条能延伸多长，并无限制，所以，我们可以用另一笔 Ark 交易，花费这两个新的 VTXO、再创建一个新的 VTXO 。
同样地，也没有什么能阻止我们同时花费来自两个不同 VTX 树的 VTXO，只要它们属于同一个 VTXO 集合。所以下面这个场景也是我们想要支持的：
交易的细节
Ark/OOR 交易是以合作方式执行的，运营者和主人一起通过合作路径花费一个 VTXO（这条路径并无时间锁），然后创建出具有相同结构的 VTXO 。需要来自 VTXO 主人和运营者两方的签名才能创建出有效的 Ark交易。
几个重要的问题
既然我们已经了解了这种交易方式尝试支持的场景，现在来回答几个重要的问题。
我要保存哪些数据？
如果你持有一个回合内的 VTXO（一棵 VTXT 的一个叶子），你必然拥有从批次交易到你的 VTXO 的整条树路径的所有交易。在完成回合协调流程之前，你就已经拿到所有这些数据的。但是，如果你得到的是一个从 OOR 产生的 VTXO，你就必须确保自己得到了从批次交易到你的新 VTXO 的整个交易链条，包括从叶子 VTXO 到你的 VTXO 之间的全部 Ark 交易。如果你得到的 VTXO 有来自多个批次交易的血统，那么你也需要全部收集过来。请注意，OOR 链条越长，你想要单方面退出时，需要在区块链上得到确认的交易就越多，你为了让它们得到确认而需支付的手续费也就越多（这部分费用可能增长得很快）。
在区块链上我该观察什么？
如果你持有的是一个回合内 VTXO，那么你处在一个最安全的位置上，只要你记得在批次过期之前刷新 VTXO，就不会遇到什么问题。即使其他人在区块链上广播了你的 VTXO 的血统，你的资金也不会遇到危险，因为你依然掌握着决定却，可以单方面花费你的 VTXO（哪怕它被发布到区块链上，也不会有别人能够花费它的风险）。一旦你花费了这个 VTXO ，你也无需再观测它的任何输出。
但是，如果你收到的是一个 OOR VTXO，情形就完全不同了，你脚下并无如此坚实的土地。如果你收到的是 OOR VTXO ，你必须持续观察区块链，看看你的 VTXO 的任何祖先 VTXO 的主人会不会尝试展开交易树。如有这种情形，而你没有作出响应，那么他们将能凭借超时路径盗走资金。但只要你注意到了他们的举动，那么你需要做的只是 “纠正” 这个状态：广播 Ark 交易、花费那些 VTXO，不让它们的时间锁分支能够启用（Ark 交易本身是通过合作路径花费的）。
什么能够抵御重复花费？
有一个地方，是真正需要信任的。OOR 交易是通过一个 VTXO 的合作路径来花费的（运营者也参与其中），所以， 如果运营者不同意你花费一个 VTXO 的方式，就无法创建 Ark 交易。这也意味着，如果 VTXO A 的主人与运营者合作、创建了一笔 Ark 交易、花费了 VTXO A 并创建了一个 VTXO B 给你，那么，你必须信任运营者会拒绝 VTXO A 的主人重复花费该 VTXO 的请求。所以，当你进入 OOR 领域时，你需要理解这种信任假设的存在。幸运的是，如果一个运营者这样做了，你很容易能够证明这件事 —— 展示两笔完全签名的交易花费了相同的 VTXO —— 这就能向公众证明，这个运营者是不值得信任的、摧毁 TA 的声誉。
作为收款方，最好的习惯是什么样的？
因为前面提到的所有理由，如果你收到了一个 OOR VTXO（待确认的 VTXO），那么除非你计划立即花掉它（通过另一笔 OOR 交易），那么最好的办法就是执行一次批次切换、放弃这个 VTXO、换成一个回合内的（得到确认的）VTXO 。这样一来，你就不需要担心运营者会重复话费你的 VTXO 输入，并且你（在单方面退出时）需要展开的交易链条也是最短的。这样也避免了你的 VTXO 血统中的一个花费过 VTXO 的用户尝试单方面退出（给你带来的风险）。
捣乱攻击
现在，我们已经理解了 OOR 交易的基本原理，我们可以来了解一种攻击：如果我们坚持这种简化方法，就有可能遭遇这种攻击。这将帮助我们理解检查点交易的意义。
步骤 1
假设我们有如下一棵虚拟交易树，Alice 是一个参与者，得到了一个 VTXO，由她的公钥 PA 来控制：
步骤 2
那么她可以创建一笔简单的 Ark 交易（OOR），花费这个 VTXO、创建一个新的，依然使用相同的公钥（换句话说：她是左手倒右手）。
步骤 3
她可以反反复复这样做，创建出任意长的 Ark 交易链条。
步骤 4
最后，Alice 执行一次批次切换，弃权自己的待确认的 VTXO，换成新批次的一个得到确认的 VTXO：
步骤 5
现在，Alice 可以尝试同时领取这两个 VTXO 。她先展开批次 1 的交易树，一直到 vtx4，将最初的 VTXO 广播到链上。
步骤 6
这将迫使运营者广播并确认剩余的 Ark 交易以及 Alice 的弃权交易，以防止 Alice 盗窃资金。运营者自己要负责让这个交易链条得到区块确认。与此同时，Alice 是可以自由使用她刷新之后的 VTXO 的。
幸好，我们可以使用检查点交易来保护运营者。
检查点
我在前面展示了这个简化的 Ark 交易的例子：它花费了一个 VTXO、创建了一个新的。
使用检查点，我们可以使用下述构造。我会先解释这种构造，然后再用案例来说明它如何帮助我们抵御气馁攻击。
我们依然使用这样这一种场景：VTXO A 的主人 Alice 想花费自己的 VTXO、给 Bob 创建一个 VTXO B 。但是需要运行下列步骤：
如果你觉得这个过程看起来很眼熟，那你的感觉是对的。这个签名顺序与构造批次交易时相同：先准备好待签名的输入、让另一方构造成型的交易、然后你来检查、检查通过才签名。
步骤 1
Alice 将创建两笔交易，并发送给运营者。
- 一笔检查点交易，花费 VTXO A 并支付给一个由运营者 “拥有的” 轻松脚本（其多签名路径使用 Alice 和运营者的公钥；而一个超时路径支付给运营者）。Alice 并不签名这笔交易的输入。
- 一笔 Ark交易，花费检查点交易输出的合作分支，并创建新的 VTXO，支付给由 Bob 拥有的 VTXO 脚本。 Alice 为这笔交易的输入提供签名。
步骤 2
运营者验证这两笔交易，签名这两笔交易并将签名发回给 Alice 。
步骤 3
Alice 验证运营者的签名。现在，她可以安全地签名检查点交易了（从一定角度看，这是放弃自己的 VTXO、将所有权交给运营者——，因为完全签名的 Ark 交易可以花费她的检查点交易，满足 Alice 的支付愿望。
捣乱攻击尝试 2
现在，我们再次尝试捣乱攻击，看看检查点交易如何改变局面。
步骤 1
我们再次从拥有一个已确认的 VTXO 的 Alice 开始。
步骤 2
她再次花费这个 VTXO，支付给自己，但现在她必须建立一个检查点：
步骤 3
她再次反复玩这个把戏，延长交易链条：
步骤 4
最后，她在链条的末尾弃权，换回新批次的一个新 VTXO：
步骤 5
攻击开始，Alice 尝试展开她的第一个 VTXO 到链上：
步骤 6
这一次，运营者只需要广播接下来的一笔检查点交易（花费 vtx4）就可以了。
如果 Alice 不响应，那么运营者就能在超时后花费这个检查点交易的输出，因为运营者拥有它的超时分支。所以运营者不再需要赶忙让整个链条得到确认。
步骤 7
现在，Alice 被迫让花费 cp1 的 Ark 交易得到区块确认，以便拿回这笔资金的所有权：
步骤 8
又一次，运营者只需广播接下来的一笔检查点交易，就可以了。这个过程可以一直重复，直到交易链条终结，弃权广播被广播出去。
将这两个攻击流程放在一起，就一目了然了，因为其中一个标签发生了变化，这就是重点。在第一个版本中，运营者为了追回资金，需要自己确认整个交易链条，Alice 什么都不用做。而有了检查点，推进这个链条就成了用户的责任，Alice 支付一次只能推进一步。
所以，使用检查点交易，用户被激励不要尝试这种攻击，因为他们不再能轻易给运营者捣乱，而且真要捣乱，也需要花费很多手续费，才能推动交易链条的一环得到区块确认。
检查点交易的缺点
你应该也想到了，检查点这种解决方案并不是非常优雅。它意味着，为避免欺诈，运营者和 VTXO 的主人都要存储长得多的交易链条。展开交易链条也变得昂贵许多。所以，再说一次，最好的办法是执行批次切换，将待确认的 VTXO 换成经过确认的 VTXO ，从而你可以把漫长的检查点交易和 Ark 交易链条丢掉。
总结
Ark 交易让 Ark 在日常交易场景下变得有用。只需交换一些签名，你就能给其他人支付，不需要等待批次交易，也不需要等待区块链确认。收款方最终得到的是一个待确认的 VTXO，本文的大部分内容都是在讲解 “待确认的” 这个词的意义：收款方必须观测发送方有无展开虚拟交易树和花费链条、运营者会不会跟前任 VTXO 主人串谋；并且，一个钱币背后的交易链条只会越来越长。
检查点交易通过让客户支付来推动链条展开（而不是迫使运营者展开整个链条）解决了捣蛋攻击。这让花费链条变得更长。解决办法就是本系列的另一篇的内容：批次切换，将待确认的 VTXO 换成经过确认的 VTXO，然后丢掉这个链条。
本系列这样就结束了。现在你应该已经完整掌握了 Ark 协议：如何构造一个 VTXO、虚拟交易树如何共享链上的一个输出、如何退出，以及如何花费它们。
（完）