光子网络（Photon network）使用场景描述

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光子网络(Photon)作为光谱区块链上ERC20 token和ERC223 token链下支付网络，具有安全、快速、可扩展和低成本的优点，可以满足多种场景的链下支付需求。为更好的应用光子网络，本文对Photon具体使用场景进行描述，方便用户了解和使用。

一、 光子网络的安装及主要功能

最新版的光子网络（V0.91）已经发布，目前支持主流的操作系统包括：Windows、Linux、macOS、Android、iOS，用户可以根据自己的设备类型选择适配的版本（Photon V0.91发布）进行安装，我们为不同平台的版本提供了安装指南（系统需求及安装指南），由于光子网络依赖于公链光谱，因此，需要安装光谱客户端SMC（安装）（或者连接到相应光谱节点），并启动连接光谱的主链或者测试链。

目前，Photon已经在主链和测试链上均部署了合约，用户可以按以下的流程启动photon节点。

（1） 光谱上创建账号

（2） 将账号和keystore路径代入运行脚本进行设定（如需连接主链请将合约地址更新为主链合约地址）

（3） 运行photon节点启动脚本（见系统需求及安装指南中启动光子节点）

（4） photon节点启动后使用。（如何在光谱链上使用光子）

Photon API提供了token注册、token查询、通道查询、通道打开、通道存款、通道取钱、通道转账、通道关闭、通道结算等主要功能，支持无网直接转账和token互换等功能。新版本基于Matrix集群通信机制,集成了第三方代理服务和第三方路由服务，用户可以在需要离线时委托第三方监控通道资金安全，也可以选择向第三方路由服务查询转账到目标节点的最优路由，后期Photon将增加通道收费功能，激励中间节点在线并保存足够余额，提高光子网络的使用效率。

二、 光子网络的的主要应用场景

光子网络主要用于链下的支付和交换需求，包括：链下转账、链下购物、链下物联网应用、无网支付、链下token原子互换、跨链原子互换等。

2.1 链下转账应用场景

对于光谱上拥有token的用户来说，能够使用光子网络进行链下的转账将极大节省交易费用和减少确认时间。以Alice和Bob为例。如下图：

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Alice是雇主，Bob是雇员。Alice雇用Bob进行清洁工作。工作完成后，她打算给Bob转账3000tokeA作为劳动报酬。假设Alice和Bob都有光谱上的账户，并且Alice拥有光谱上的tokenA,所以Alice可以通过光子网络在链下向Bob转账3000tokenA。

流程如下：（1）Alice启动光子网络节点

（2）Alice查询节点得知tokenA没有在网络中注册（如果已注册跳过步骤3）

（3）Alice注册tokenA

（4）Alice在tokenA网络上向Bob打开通道并存3000tokenA

(5)Alice发送链下转账3000tokenA给Bob

(6)Bob在链下收到3000tokenA的转账

Alice和Bob的通道可以继续使用，双方都可以向通道内存钱，也可以从通道内取出不超过各自余额的tokenA，如果任一方不想继续使用该通道，可以单方关闭通道，也可以合作关闭通道，通道结算之后，通道内的余额将返回双方在光谱链上的账户内。

2.2 链下购物应用场景

对于接收链下支付的商家，用户可以使用光子网络进行链下购物和消费。以Alice和Bob（咖啡店老板）为例。如下图：

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Alice是一个消费者，拥有光谱上的tokenA,她打算使用tokenA购买一杯咖啡。Bob是咖啡店主，一杯咖啡定价30tokenA。Charlie是Alice的同事，与Bob有直接支付通道。Alice可以使用光子网络购买Bob的咖啡。流程如下（假设Alice与Bob之间没有直接通道）：

（1） Alice查询与Bob之间的通道情况

（2） Alice和Bob之间没有直接通道，Alice和Charlie之间有直接通道，Charlie和Bob之间有直接通道

（3） Alice通过Charlie向Bob支付30tokenA

（4） Alice得到一杯咖啡

（5） Bob收到30tokenA

Alice链下消费30tokenA购买了咖啡，整个过程中Alice只需要输入对方的钱包地址和消费的金额，其余由光子网络自动完成，整个支付过程在几秒内完成，Bob可以通过取钱操作将token转入链上账户，也可以将token继续留在链下使用。

2.3 链下物联网应用场景

光子网络与物联网结合可以孵化出广泛的应用场景，以下简要介绍两种展望的场景。

（1） 链下数据获取

光子网络节点可以与物联网节点通信，用户可以通过发送转账获得物联网节点采集的最新数据，对数据进行分析和使用。

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Alice拥有一个农场，她需要及时关注农场各区域农作物的生长环境（湿度、温度、光照、水分等），以便作好科学培育。Alice可以自己安装多功能采集设备，但因为设备费用昂贵，数量较多，维护成本高，且Alice的数据利用率并不是非常高，从经济角度并不划算。农业物联网公司准备在Alice农场所在的区块部署多个具备光子网络功能的多功能采集器，采集该区域的环境数据作为农业技术支持付费服务，公司可以大量布点以降低单点成本，配备专业的设备维护人员降低设备故障率，服务多个用户提升数据利用率，从整体效益角度上有盈利的空间。从市场的角度来看，物联网公司与Alice满足了供求关系，Alice可以使用链下微支付得到想要的数据。假设Alice农场范围内共布多功能采集器点20个，物联网公司已经在光谱上为每个点注册了帐户地址并在节点之间建立起多个光子网络支付通道，物联网公司将所有的节点地址均告知了Alice,并设定单点数据收费10tokenA/次。则Alice获取数据流程如下：

（1） Alice想检查节点18号位置环境数据

（2） Alice不用去现场去查看数据，需要在光谱上注册账户并存入1000tokenA

（3） Alice使用光子网络向18号节点打开通道，在通道内存入100tokenA

（4） Alice向18号节点发送10tokenA的支付，得到18号节点区域环境信息

（5） Alice想检查节点12号位置环境数据

（6） Alice不用再与12号节点打开通道，通过间接通道转账向12号节点支付10tokenA，得到12号节点区块环境信息

（7） Alice可以继续检查其他节点的位置环境数据，如果通道余额不足，Alice可以向她和18号节点之间的通道存钱

（8） Alice得到完整的数据信息，决定是否需要采取相应措施。

Alice和物联网公司的合作是一个双赢的局面，Alice不需要跑到农场的每个点位查看区域环境信息，在房间里就能通过光子网络得到准确的即时信息，节省时间和人力成本；物联网公司通过运营多功能采集器，收集到有价值的数据的同时收到用户对环境信息的付费，公司采集的环境大数据可进一步创造延伸收益（得到数据统计规律可以推送农业公司帮助销售和产品升级，获得额外报酬）。

（2）链下传感控制

光子网络节点可以与物联网节点传感控制相结合，用户可以通过发送转账触发物联网节点的相关操作，实现对物联网设备的付费控制。

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物联网和共享经济的融合给广大用户提供了更为广泛的生活体验。Alice是一个公司白领，对生活质量有较高的要求。她喜欢听音乐，喜欢干净的生活环境，喜欢工作累了进行身体按摩。Alice可以通过光子网络链下付费实现她的愿望。Alice使用光子网络进行传感控制场景模拟流程如下（相关的账户等前提条件与前述场景相同）：

（1）Alice租用清洁机器人公司的清洁机器人（机器人售价高，需要维护，租更划算）

（2）Alice通过光子网络向清洁机器人节点发送100tokenA的链下支付

（3）清洁机器人收到100tokenA的转账，触发清洁程序，对房间进行清洁工作。

（4）清洁完成，清洁机器人公司在链下收到Alice的100tokenA支付。

（5）Alice公司楼下餐厅有付费音乐机器人

（6）Alice就餐时通过光子网络向音乐机器人发送50tokenA的链下支付

（7）音乐机器人收到50tokenA的转账，触发演奏程序，为Alice演奏乐曲。

（8）演奏完毕，餐厅收到Alice的链下50tokenA的支付。

（9）Alice生活区附近休闲中心有付费按摩椅

（10）Alice下班到休闲中心通过光子网络向付费按摩椅支付80tokenA

(11)按摩椅收到80tokenA的链下支付，触发控制开关，开始按摩工作。

（12）按摩结束，休闲中心收到Alice的链下80tokenA支付。

以上光子网络和物联网设备的融合还可以延伸更广泛的场景，用户采用更为经济的手段享受到较高的生活品质，各物联网设备公司从设备的大量使用中获得长期收益，光子网络成为共享经济和物联网紧密连接的纽带。

2.4无网支付应用场景

无网支付是在不依赖互联网（公链）的条件下进行的链下的转账交易。在一些场景如网络信号不佳、网络拥堵的时候，如果有支付的需求，可以借助光谱生态meshbox的帮助，实现无网链下直接支付。

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Alice是一个上班族，住在机场附近，公司很远，需要开车上下班。由于机场附近网络信号较差，Alice的手机在室外的时候经常连不上网络。当Alice途经附近的加油站想加油时，她发现手机连不上附近的网络。Alice可以借助加油站的meshbox，通过光子网络进行链下无网支付。Alice无网链下支付流程如下：

（1）Alice想在加油站加1000tokenA的汽油（假设加油站支持tokenA支付）

（2）Alice无法连接互联网和公链，不能直接使用光子网络进行链下支付

（3）因为Alice经常在此加油站加油，所以Alice和加油站节点都在meshbox上进行了注册，并且Alice曾经在随机有网的情况下通过光子网络与加油站节点建立过直接通道

（4）加油站给Alice汽车加价值1000tokenA的汽油

（5）Alice借助meshbox的支持通过光子网络向加油站节点无网支付1000tokenA

（6）加油站节点在无网条件下借助meshbox链下收到1000tokenA转账

（7）加油站节点可以在随机有网的情况下从通道中取出1000tokenA或继续将余额留在通道内使用

无网支付可以延伸到多个特殊场景，如矿区、停车场、体育赛事场馆、自然灾害后的应急支付等，现有无网支付只允许无网直接通道支付，后续光子网络版本将增加无网间接通道支付，提升无网支付应用范围。

2.5链下token原子互换应用场景

链下token的原子互换可以为光谱上不同token的兑换提供便利条件。由于不同的应用场景可能支持特定的token，所以用户在需要使用某种token进行支付时可能存在该种token余额不足，而另一种token数量较多的情况。此时，他可以使用余额较多的token在链下原子交换得到余额不足的token完成进一步的支付需要。

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Alice是一个学生，热爱运行，经常到无人售货机购买饮料解渴。一天，Alice跑完步后打算购买一瓶饮料。此时，她发现自己的链下通道内tokenB的余额只有10个tokenB，而她喜欢的那种饮料需要支付20tokenB，并且只支持tokenB和tokenC 付款。Alice拥有100tokenA，并且知道同学Bob有充足的tokenB，此时，Alice可以使用光子网络链下原子互换得到足够的tokenB后再购买饮料，流程如下（帐户及链下通道等前提条件与前述场景相同）： （1）Alice向Bob提出链下token原子互换请求，向Bob发送100tokenA的转账(HTLC交易)

(2)Bob接受Alice的请求，向Alice发送50tokenB的转账（HTLC交易）

（3）Alice得到50tokenB,Bob得到100tokenA

(4)Alice向无人售货机发送20tokenB转账

(5)无人售货机收到20tokenB的支付，触发信号，将饮料推送至提货口。

（6）Alice得到想要的饮料。

链下token原子互换不需要第三方的介入，在双方协商的情况下自动完成，可以解决许多应用场景下对不同token的使用需求。因此，用户并不需要通过光子网络在多种token通道中预存多种token，在使用时如果没有应用场景中的某种类型的token，可以通过链下原子互换得到相应的token，相应的操作都是链下即时完成并且安全可靠的。

2.6跨链原子互换应用场景

跨链原子互换可以满足更加广泛的token兑换需要。当前，不同公链的token兑换主要通过交易所来实现，光子网络提供了Atmosphere接口，可以通过光谱生态Atmosphere实现两条公链之间token的链下原子互换（目前支持比特币、以太坊、莱特币、光谱上token的互换）。

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Alice是一个演员，她经常使用某国外化妆品公司生产的润肤霜。该公司产品支持现金和比特币支付，约1200美元或0.2BTC。Alice想通过闪电网络支付BTC购买润肤霜，但Alice在比特币上账户内没有BTC,Alice可以使用光子网络跨链原子互换将SMT兑换成BTC后购买润肤霜，相应流程如下（Alice和Bob在比特币和光谱上均有帐号，并且在光子网络和闪电网络上都有支付通道）：

（1） Alice在Atmosphore上发布信息,希望用1000个SMT 置换1个BTC

（2） Bob看到之后，和Alice进行沟通，达成交换意见。

（3） Bob和Alice 分别启动自己的atmosphere 服务（启动相应的光子网络和闪电网络）

（4） Alice在光子网络上发起交易,指定Secret,金额为1000,token 为SMT(HTLC交易)

（5） Bob在光子网络上等待是否收到来自 Alice的1000个SMT交易

（6） Bob验证收到Alice的1000SMT,使用相同的Secret在闪电网络上发送1 BTC（HTLC交易）

（7） Alice收到1BTC,Bob收到1000SMT,原子交换完成

（8） Alice向化装品公司支付0.2BTC,化妆品公司将润肤霜快递给Alice.

跨链链下原子互换将多条公链的token(价值)连接起来，可以避免链上交易拥堵，节约交易费用，节省等待时间，并依然拥有安全和去中心化的保证。随着公链应用场景的不断增多，跨链融合应用token的兑换和支付将日益频繁，光谱生态将进一步延伸光子网络的使用场景，构建适用多链token原子互换的通用通道（wormhole）,让我们期待光子网络的升级版wormhole的到来。

三、 光子网络使用中的注意事项

为了正确和安全的使用光子网络，用户需要注意以下一些情况：

（1） 光子网络节点相连的光谱节点需要稳定运行。光子网络节点资金的安全依赖于光谱，为了保证光子网络节点的数据正确，用户可以在本地启动一个光谱节点，也可以连接到一个拥有稳定光谱节点的服务器（该服务器始终同步并可靠的工作）。如果相连的光谱节点存在问题，则该光子节点需要及时更换所连接的光谱节点。

（2） 光子网络节点需要拥有专用的账户。用户需要在光谱上为光子网络节点创建唯一的账户，并且当光子网络节点运行时，用户不要通过该账户进行其他手动的链上交易，否则可能导致一些预想不到的情况。

（3） 光子网络节点账户需要有足够的SMT。光子网络不会提醒用户节点账户中是否有足够的SMT，所以用户需要将足够的SMT转账到光子网络节点账户中，以支付打开通道等链上操作的交易费用。

（4） 光子网络节点本地数据库DB的保护。光子网络节点的本地状态数据库位于〜/ .photon。用户不要删除此数据库或者修改数据库中的数据。并且建议定期备份数据库以保证节点资金的安全。

（5） 光子网络节点可以根据用途选择离线或在线。在光子网络中，一些节点，如移动节点（仅用于支付需求），可以选择将证据委托给第三方代理后离线；另一些节点，如meshbox中的光子节点，用于提供中转转账服务，需要确认其始终处于运行中。如果由于意外原因该类光子网络节点离线，则需要用户将该节点重启。