Hyperliquid 作为专用高性能链上交易所，实现了完全链上订单簿与0.2秒出块，号称处理20万+ TPS。这体现了业界对高频交易性能与去中心化透明的双重追求。本方案旨在利用 RGB 客户端验证模型和 Tondi 主链（已完美支持 Taproot）的优势，构建一个中心化撮合、链上结算的交易系统，从架构上全面超越 Hyperliquid。在保持用户资产非托管和可验证的前提下，通过链下撮合与链上批量结算相结合，系统将实现超过 20万 TPS 的撮合性能，并提供完善的防作弊与强制退出机制。

下文将首先对两种潜在的撮合架构路径进行比较，然后详细阐述核心模块设计，包括撮合引擎、链上承诺与清算接口、RGB 状态承诺数据结构、Atlas 图谱节点、双花防御、挑战/退出机制、交易生命周期，以及性能扩展方案等。整套方案模块完整、结构清晰、接口明确，可作为开发实现的直接指南。

设计路径比较：订单簿模式 vs 净额优先模式

在方案设计上，我们提供两种最优架构路径选择：

订单簿撮合模式： 即传统限价订单簿 (Order Book) 模型。撮合引擎维护买卖订单簿，撮合发生时即时生成交易。每笔成交会触发对应资产状态的更新和链上承诺提交。该模式的优点是价格发现连续透明，撮合逻辑成熟；缺点是在高并发下，每笔成交若逐笔上链结算将带来链上吞吐压力，需要结合批处理优化。
净额结算优先模式： 强调交易净额结算的架构。撮合引擎可以继续接受订单簿输入，但并非每笔撮合都立即单独结算，而是周期性地将一批交易按照参与者的净头寸变化汇总，在链上执行批量净额结算。例如，在一个时间窗口内聚合每个用户的净买卖变化，仅提交该周期各用户净变化的状态更新。这类似于分批次统一清算，将多笔交易操作折叠为一次原子结算。其优点是在链上只需提交批次结算，极大降低链上交易次数，提高吞吐上限；缺点是增加了系统复杂度和潜在的延迟，需要精细设计防止运营方滥用净额机制。

综上，两种模式各有侧重。订单簿模式更直接映射传统交易所逻辑，实现难度较低；净额优先模式在架构上更具创新性，通过批处理和净额汇总显著减少链上负担，潜在性能更高。鉴于我们以超越 Hyperliquid 为目标，后文将重点围绕**“链下撮合+链上批结算”**这一思想展开方案，即在撮合层保持高频、在结算层采用批处理/净额，以实现性能和安全的最佳平衡。

撮合引擎结构与撮合逻辑

撮合引擎是整个系统的核心链下组件，负责高频接收订单和撮合成交。无论采用上述哪种设计路径，撮合引擎需从零开始设计，以满足20万 TPS级别的吞吐要求。其主要设计要点如下：

高并发架构： 引擎应使用内存中双端队列或平衡树等高效数据结构维护订单簿，每个交易对的买卖订单按照价格优先级排序。引擎采用多线程/协程并行处理，充分利用多核CPU，以处理海量订单撮合请求。同时通过精细的锁分离或无锁并发结构，避免线程竞争成为瓶颈。
撮合算法优化： 实现价格优先、时间优先的撮合规则。对于限价单，撮合引擎在撮合时需要检索对手方订单簿的顶部订单，完成撮合撮合。为了提升效率，可采用跳表、红黑树等O(log N)检索结构，并利用增量更新减少订单簿操作开销。
订单生命周期管理： 引擎需管理订单的全生命周期，包括订单簿挂单、部分成交、完全成交和撤单。针对订单双花问题，引擎必须确保同一资金不能重复挂单：用户每笔订单的资金锁定在订单簿中，若用户试图重复使用已挂单资金，引擎应拒绝或取消之前订单，以杜绝订单层面的双重花费（详见“双花防御机制”部分）。
撮合输出打包： 在订单簿模式下，每次撮合成交即时输出成交记录，触发后续链上结算流程；在净额模式下，引擎需在每个批次周期结束时，计算每个参与者在该周期内的净买卖变化（净头寸增减），作为批次结算指令的输入。这要求引擎在后台持续汇总订单成交结果，可采用哈希表按用户累计成交差额。在批次结束时，形成所有用户资产净变化列表。
撮合与结算解耦： 为保证链下撮合高可靠性和低延迟，撮合引擎与链上结算模块解耦。引擎只负责产生撮合结果（成交或净额变动），将其放入待结算队列，由另一个模块负责打包上链承诺。这种解耦架构防止链上操作延迟反作用于撮合，引擎始终以最快速度响应市场。

通过以上设计，撮合层能提供接近中心化交易所水平的吞吐和微秒级撮合延迟。同时，由于所有撮合结果最终都会经过链上承诺，系统保持了去信任化和可验证性。

Tondi 链上承诺与清算合约接口

链上结算层基于 Tondi 主链，实现撮合结果的承诺发布和最终清算。Tondi 主链采用UTXO模型并支持 Taproot/Schnorr，这为设计灵活高效的结算合约提供了基础。我们将在UTXO脚本和多重签名构造上设计链上接口，使之与撮合引擎输出对接。关键方案如下：

加入交易所的锁定输出： 借鉴“Shadowchain”思路，用户加入交易所时，将资金锁定在 Tondi 链上的一个特殊输出中，例如一个用户与撮合服务中心化节点共管的多签名输出。这个输出可以是2-of-2多签，包含用户和撮合服务的公钥。资金进入多签输出后，即标志用户已将该资金托付给交易所合约控制，用于后续撮合结算。在RGB语境下，锁定输出上还会承载该用户持有资产的初始状态承诺。
状态承诺的链上发布： 每当有新的交易批次或单笔交易需要结算，撮合服务将构造一笔Tondi链交易来承载状态更新承诺。根据RGB客户端验证范式，链上交易不直接包含资产转移数据，只保存其加密承诺。具体而言，撮合服务发布的交易将消费先前的锁定输出（或前一状态的输出），并创建新的锁定输出给相关各方，在这些输出中嵌入新的RGB资产状态的承诺值。例如，用户A和B之间成交一笔Asset X和Asset Y的交换，则这笔链上交易会消费A、B旧的状态输出，创建A的新资产X余额承诺输出、B的新资产Y余额承诺输出，等等。通过Taproot的灵活脚本和Schnorr签名聚合，可以将多个承诺输出聚合在一笔交易里，实现原子结算（交易要么全部有效要么不生效）。利用PTLC等技术，甚至可以不显露具体锁定条件就完成原子交换，提高隐私和效率。
清算合约接口： 在链上部署控制合约/脚本，负责验证和执行结算交易的规则。由于Tondi类似比特币，无图灵完备合约，我们通过脚本逻辑确保：结算交易只有在符合特定条件时才能被链上接受。例如，可以规定：**（1）只有交易所撮合服务签名的交易才被视为有效的批次结算提案；（2）任何人都可在挑战期内提供欺诈证明使该交易失效（详见挑战机制）；（3）**交易输出中的资产状态承诺必须对应有效的前序状态。实现上，这可能通过Taproot收敛多分支条件：默认分支要求交易所签名和未过挑战期，另一分支允许在挑战期后用户单方面退出。
批量结算与净额实现： 若采用净额批处理模式，链上结算交易会在固定时间窗口执行。例如每隔N秒或每个区块，高度发起一次批量结算交易，整合该周期内所有成交的结果。一笔批次交易可包含大量输入输出，以更新众多用户状态。由于UTXO模型支持并行处理，一笔交易可消耗/生成多个彼此独立的UTXO，实现并行结算的效果。这一设计利用UTXO并行性，将许多用户的资产更新放入单笔原子事务，既保证一致性又减少链上事务数量。
链上费用与性能：需要考虑链上交易的大小和频率。单笔批次交易若包含很多输出，虽然在一条高性能链上仍可接受，但应权衡区块容量。可以对高频交易用户分片为多笔并行结算交易，以避免单笔过大。此外，Tondi主链支持Taproot/Schnorr，可利用签名聚合减少多签开销，并通过Taproot将挑战逻辑藏于默克尔树中，只在需要时揭露执行，从而降低正常路径下的链上数据量。

通过上述链上接口设计，交易所可以在链上发布每次状态更新的加密承诺（Anchor），达到“只用区块链做时间戳和顺序共识，而不暴露具体交易数据”的目的。链上承诺提供确定的交易序列和防双花保障，而实际资产转移细节由RGB验证模型在链下完成。

状态承诺与数据结构设计（含 RGB 状态树）

本系统采用 RGB 协议提供的客户端验证模型来管理资产状态。RGB 的核心思想是：链上只存储状态承诺，具体资产余额和转移细节保存在链下，由客户端自行验证整条状态历史。为支持高频交易需求，我们需设计高效的状态数据结构，尤其是资产状态的组织（“RGB 状态树”）以及跨交易的状态承诺方案：

资产合约与状态碎片： 在 RGB 中，每种资产由一个智能合约标识（通过独特的Genesis），其后续转移状态形成一个**有向无环图 (DAG)**。在我们的交易所场景中，每个可交易资产（如某USD稳定币、BTC映射资产等）都有各自的RGB合同，用户持有资产即意味着拥有该合同中一定数量的状态碎片（UTXO分配）。交易所内的交易会涉及至少两个资产的状态变化。
状态树与Merkle证明： 为高效管理所有用户资产，我们引入状态树，可以采用Merkle树或Merkle DAG 来组织所有用户在某资产合约下的持仓状态。一种方案是构建“用户->资产余额”二维索引的 Merkle 树或Patricia树。每次交易发生时，相应资产树上的两个用户节点余额发生变化，进而更新资产树的 Merkle 根。多个资产的根再汇总成一个全局状态根。当撮合服务提交链上承诺时，提交的就是一个或多个资产合约状态的根哈希值。这类似以太坊账户树的状态根，但这里不在链上维护全局状态，而是由交易所和客户端共同维护。
单用密封 (Single-Use Seals)： RGB 中防止状态双花的机制是单用密封：每个状态承诺绑定到某个链上UTXO，一旦该UTXO在链上被花费，则对应的状态输出就不可再次使用。我们延续这一模型：用户资产余额对应一个链上锁定UTXO（如前述多签输出），该UTXO中嵌入了用户的资产状态承诺。每当用户资产状态更新（比如部分余额转给他人），旧的UTXO将被花费，新的UTXO承载新状态承诺。这保证状态层双花不可能发生——任何试图重复使用已消费状态的行为都可被证明为无效。在数据结构上，我们为每个用户维护其持有每资产的最近状态UTXO引用，撮合引擎在撮合时只操作那些未花费的状态项。
RGB Schema与验证规则： 定义专门的RGB合约 Schema 来约束交易所内资产的转移规则。Schema可以设定每笔状态转移的验证逻辑，例如：资产总和守恒、交易双方签名验证（可将用户签署的订单作为状态转移的授权凭证）、以及是否允许特定形式的批处理。借助RGB提供的严格类型系统和可验证脚本（AluVM），我们可以在链下验证每笔状态转移符合规则。例如，实现一个“双资产互换”操作类型，确保在一个状态变更中，两种资产的转出量和转入量对应相等价值，并要求包含双方订单签名。这样，客户端验证时就能检查每笔成交的合法性，形成欺诈证明的依据。
跨资产原子交换 (Bifrost协议)： 不同资产的RGB合同历史通常彼此独立，但RGB支持通过 Bifrost 多方协议实现跨合同的联合状态变更。这意味着我们可以将一笔交易所撮合的资产A<->资产B交换设计为在链下形成一个多资产的状态转移组合，确保两个资产的状态要么同时更新要么都不更新，从而实现原子交换。Bifrost通常运行于闪电网络通道，但我们也可在中心撮合场景中借鉴，用于实现跨链HTLC/PTLC的原子性。如果资产A在Bitcoin主链、资产B在Tondi链，通过PTLC adaptor签名，可让两边转账要么一起成功要么失败，从而实现跨链交换。本方案中已实现的 HTLC/PTLC 可用于用户从Bitcoin等链跨链充值到Tondi链上的等值资产，或执行与外链的原子交换。RGB 状态模型完全支持这种跨链互操作。
数据压缩与批量承诺： 为在高频场景减少状态更新数据量，我们引入批量状态承诺和压缩技术。例如，多个交易可以共享同一个链上锚定输出，利用Merkle证明区分各笔交易状态的更新（类似Plasma Cash中的UTXO批处理理念）。或者在一个状态转移中聚合多位用户的变更（前提是他们都参与该笔交易的批量结算）。这些技术手段需要精细安排挑战证明方法，但可以进一步减少链上提交的数据，提高TPS上限。

通过上述数据结构设计，系统确保每个用户资产状态的演进都形成一条可验证DAG，节点为状态转移，边为单用封印（UTXO消费）。任一用户只需关心与自己相关的那部分状态DAG和必要的Merkle证明即可验证资产归属，而无需了解全局状态。这使验证开销随自身交易量线性扩展，保证良好的可扩展性和隐私。

Atlas 图谱节点设计（功能、存储、索引、可用性）

由于RGB采用客户自行保存数据的范式，数据可用性和同步是系统必须解决的关键问题。本方案引入Atlas 图谱节点，作为中心化撮合之外的分布式数据网络，以确保所有状态更新数据对参与者可用，并防止运营方蓄意隐匿或篡改离线数据。Atlas节点的设计要点如下：

功能定位： Atlas 图谱节点并非参与撮合或共识，而是作为数据中继和存储节点。它们订阅交易所广播的每笔交易的RGB状态更新数据（订单、成交、状态变更），维护一份完整的状态图谱 (state graph) 副本。其主要功能包括：存储所有状态转移DAG片段、建立索引便于按资产或按用户查询历史、在挑战阶段提供证据数据、以及在用户请求退出或同步时提供所需的Merkle证明。
存储模型： 每个 Atlas 节点需要保存多资产、多用户的状态数据，全量数据量可能较大，但由于链上只存哈希，链下数据可以压缩存储。节点可采用图数据库或键值存储来保存DAG结构。比如用LevelDB/RocksDB，以状态转移ID作为键、内容为转移详情和引用的前序状态ID，从而能快速重建某输出的历史链路。此外构建Merkle索引：如每个批次结算会生成一个批次Merkle根，Atlas节点存储该Merkle树的内部节点，方便日后出具任何叶子（交易）的存在性证明。考虑到RGB资产“各合同分片”特点，每资产合同的图谱可独立存储，方便并行扩展。
数据广播与同步： 每当撮合引擎产生新的成交并形成状态更新时，撮合服务需将相关离线数据广播给 Atlas 节点和相关用户客户端。这类似于Plasma中要求运营者发布块数据，或Lightning中点对点发送更新。指出若数据私藏会导致用户恐慌和无法证明欺诈，因此本方案规定：撮合服务有义务在提交链上承诺的同时，将对应离线数据向Atlas网络广播。Atlas节点采用P2P网络（可基于libp2p或类似Lightning Gossip协议）互联，接收到数据后相互转发，确保即使有节点离线，其它节点仍持有全量数据。
索引查询能力： Atlas节点需提供查询接口，支持按用户、按资产、按时间范围检索相关状态转移记录。例如，当用户客户端上线后，可以从Atlas查询自上次同步后的所有自己的状态更新记录和必要的证明，以验证自己的资产余额是否一致。为了效率，Atlas可维护用户订阅列表，在有相关更新时主动通知用户客户端。另外，Atlas节点也为挑战者服务：他们可检索可疑状态或验证全局一致性，比如检查某资产的所有转移总和是否守恒等。
可用性与激励： Atlas网络理想上由独立于交易所运营方的节点组成，以增强去中心化和数据可靠性。可设计激励机制，如运行Atlas节点的第三方获得交易所手续费分润或代币奖励，以鼓励足够多节点加入。即使没有强激励，关键用户（大户、做市商）也会自愿运行Atlas节点保护自身利益。Atlas节点的软件需开源，方便外界审计其正确性。
抗审查和防篡改： 数据通过Atlas广播，一旦多个节点收到并存储，即便撮合服务后来试图审查删除，也无法抹去历史记录。节点间可定期比对哈希确保一致。为了防止恶意节点传播虚假数据，每条状态更新都与链上承诺哈希绑定，Atlas节点在接收数据时应校验其哈希与链上公布的承诺值是否匹配，只有匹配的数据才写入存储。此外，可用数字签名让撮合服务对每份离线数据签名，Atlas节点可验签确保数据确为官方发布且未被篡改。
扩展性考虑： 如果交易量极大，Atlas节点存储和带宽压力会上升。可采用分片Atlas网络：按资产或按用户ID将数据划分给不同子集的Atlas节点，或引入数据可用性取样 (DAS) 技术，让节点仅存储部分数据却可验证全局可用性。但这些是复杂的优化，初期Atlas全节点即可运行，后续随着规模增长再引入进阶方案。

通过Atlas图谱网络，系统确保离链数据的持久可用，这是保护用户资产安全和可验证性的基石。即使中心撮合服务停止运行，用户也能通过Atlas获取证明数据提取资产。而对于任何试图作弊的行为，Atlas保存的历史将作为提交欺诈证明的依据。

双花防御机制（资金层、订单层、状态层）

双花（Double-Spend）攻击在该系统中可能出现于不同层次：基础资金层、订单交易层、和状态承诺层。我们需在设计中逐层防御，确保无漏洞可被利用：

资金层双花防御： 资金层指用户在底层链（Tondi或跨链）上的原生资金。这里双花防御主要依赖区块链自身的共识机制。Tondi主链作为PoW/PoS链（假设类比Bitcoin）本身防范UTXO双重支付，因此用户直接在链上资产（如Tondi币或Bitcoin跨链资金）不会被双花。但需注意充值流程：当用户通过HTLC/PTLC从Bitcoin等链跨入Tondi，如果没有完善确认机制，可能出现主链交易回滚导致充值无效。因此，我们要求足够区块确认数后再认为充值有效，或者使用SPV证明等方式验证跨链资金真实性。此外，用户锁定资金进入交易所多签输出后，该输出就受制于合约规则，不允许同时用于两个不同的交易所实例。利用UTXO模型的简单性，可很容易检测并拒绝已锁定UTXO的重复使用。
订单层双花防御： 订单层指用户提交订单和撤销的过程。可能的双花情形：用户试图用同一笔资金下两张互相冲突的订单，或者在订单成交后迅速撤单并重复利用资金。对此，撮合引擎必须严格资金预锁定：一旦订单被接受进入订单簿，对应的用户资金（余额UTXO）即标记为“锁定不可用”，直到订单成交或取消为止。在订单撮合成交后，引擎更新状态前应立即将该订单标记为填充，防止重复成交。同样，撤单流程需原子：如用户请求撤单，必须确保要么在撮合引擎确认撤单成功、释放资金，要么订单已经部分成交则只能撤销剩余量。通过引擎内部的原子性和锁管理，避免订单重复执行或资金重复使用。此外，可采用订单序号和nonce：每个用户每次下单带一个递增序号，撮合引擎和状态验证均检查序号连续性，阻止用户伪造并行的双订单。
状态层双花防御： 状态层指RGB资产状态的更新。防御重点在于确保没有两条并行的状态演进链花费同一前序状态。例如，运营方恶意地从一个用户余额状态派生出两笔转移（可能企图将同一资产分给两人）。RGB通过单用封印天然解决此问题：每个状态UTXO只能被消费一次。若撮合服务试图在链下构造冲突交易，只会产生两个竞争的承诺，它们不可能同时被链上接受——因为对应链上UTXO只能出现在一笔结算交易中。诚然，运营方可能先后发布两笔不同交易企图消耗同一UTXO（这就相当于Plasma链上发布双花块）。对此，欺诈证明机制可以发挥作用：任何观察者（Atlas节点或用户）发现后一承诺花费了已被前一承诺花费的UTXO，即可在链上提交证据。具体做法：提交早先区块中那枚UTXO已被消费的默克尔证明，证明当前结算交易是不合法双花。一旦验证，链上合约将判定运营方欺诈。我们可以设计惩罚措施，如罚没运营方质押等（如果有质押机制），或者至少取消违规交易。在正常情况下，UTXO模型和RGB验证规则已经避免了状态双花的可能，但引入挑战机制使防御更严密。
其他双花场景： 还需考虑订单状态与链上状态不同步引发的问题。例如，用户资金在链上已被退出，但撮合引擎不知道还让订单成交，这会导致引擎以为有资金成交但链上无法结算。对此，需要强制撮合服务在撮合前验证相关UTXO未被提前退出，这可以通过在Atlas或本地维护“退出中UTXO列表”实现。一旦用户触发退出流程（见后文），撮合引擎应将对应订单取消，阻止使用即将退出的资金继续撮合。

多层防御相辅相成，形成闭环安全：区块链共识防资金双花，撮合引擎锁定防订单双花，RGB单用封印防状态双花。正如研究所述，UTXO模型使得防双花和欺诈证明相对简单直接，代价是状态模型相对简单但足以支持订单簿交易场景。配合及时的数据广播与监察，系统能够做到对双花意图的快速检测和反制。

挑战与强制退出机制（挑战窗口、欺诈证明结构）

在一个中心化撮合的链下系统中，必须设计挑战（Challenge）窗口和退出（Exit）机制来保障用户在运营方作恶或宕机时的资金安全。我们的方案借鉴Plasma/Optimistic Rollup的思路，结合UTXO模型特点，制定以下机制：

状态提交与挑战窗口： 每当交易所发布链上结算承诺（无论逐笔还是批次），均需遵循“先提交，后生效”的策略。也就是，引入一个挑战窗口期（例如若干区块时间），在此期间该承诺对应的状态更新被视为未最终确定，所有用户和监察人可以对其提出挑战。如果过了窗口无挑战，则承诺状态最终确认为正确，之后用户无法再对这批交易提出质疑。这个机制类似Plasma链中用户对退出提出挑战的反转，我们这里对状态更新本身进行挑战验证。
欺诈证明结构： 若有恶意行为发生，挑战者必须提交足够的证据在链上证明该批次状态存在不合法之处。欺诈证明分为几类：
- 状态双花证明： 如前述，证明某批次试图使用已用过的UTXO（状态）再次转账。证据为之前某区块中该UTXO已出现的默克尔证明。链上验证看到同一前序状态被两次消费，即可判定欺诈。
- 余额不守恒/凭证不符证明： 如果运营方伪造交易导致资产平衡不守恒（比如无中生有资产）或未经用户授权转走资产，挑战者可以提交相关交易的原始链下数据包（运营方签名的数据），证明其不符合RGB合约验证规则。例如，找出批次中某一交易没有有效的用户订单签名授权，即可作为欺诈证据。链上合约需要能验证这一证据：这可能通过Taproot公布一个备用分支脚本来验证特定欺诈证明。比如若证明包含交易细节和相应承诺的哈希路径，脚本验证该交易哈希确在承诺Merkle根中且违反了某条规则，则判定欺诈成立。
- 数据不可得证明： 最棘手的是运营方不提交必要数据（Data withholding）。如果在挑战期内有用户声称未获得自己的某笔交易详细数据，这表明可能存在隐瞒。处理上，可以允许用户在链上提交一个特殊“数据挑战”，此时运营方必须在限定时间内提交该笔交易的离线数据到链上（可能以压缩哈希形式），否则即视为欺诈。由于链上不适合存大量数据，此过程或需借助仲裁服务。但我们的Atlas网络应能避免真正数据丢失，因此此类挑战更多是防范措施。
挑战结果处理： 一旦某挑战证明被链上合约判定有效，应采取措施保护受影响用户并惩罚恶意方。具体策略包括：（1）回滚状态： 将本次批次提交作废，恢复到前一有效状态根。所有用户资产回到之前值，恶意成交无效。这需要在合约中预留回滚或冻结逻辑。（2）惩罚机制： 如果运营方有质押保证金，则没收部分或全部，以赔偿受影响用户或奖励挑战者。（3）链上仲裁交易： 在严重欺诈下，可触发链上“强制退出”（见下文），即允许所有用户无条件提走自己上一次有效状态下的资产，以退出该交易所。
用户强制退出机制： 用户强制退出是应对运营方失联或主动退出需求的关键环节。当用户不再信任交易所，或交易所长时间未提交新状态（可能宕机），用户应能单方面取回资产。我们设计如下退出流程：
1. 启动退出： 用户在链上提交一笔退出请求交易，引用其当前持有资产的最新状态UTXO。该交易不立即生效，而是进入退出等待状态，并通知撮合服务（通过Atlas广播）。
2. 等待期与挑战： 和Plasma类似，设定一个退出等待期（challenge period，如几小时）。在此期间，任何人（通常是交易所）如果认为用户提交的状态不是最新有效状态，可提交挑战证明。例如交易所证明用户其实有更新的状态（提交对应承诺和数据），则用户企图用旧状态退出属无效，应取消退出并可能惩罚该用户以防骗退。
3. 完成退出： 如果等待期无挑战，用户即可在链上完成提现交易，将锁定的资产UTXO解锁到其自主地址上。对于RGB资产，这意味着链上解锁同时携带资产转移的证明，或者需要交易所配合签名。如果交易所失联，用户可以提供自己持有的完整状态历史和证明，链上合约脚本验证其确为最新所有者后允许转出。这需要合约支持验证RGB证明（可能复杂），或简化为提前约定好的退出路径（如交易所为每用户预签一笔最新状态的输出转给用户的交易，在退出时用户公布签名即可生效）。
4. 批量退出情形： 如果交易所整体崩溃，可能所有用户同时退出。UTXO模型下，每用户有独立的锁定输出，可独立退出，不存在像账户模型那样提取顺序问题。但同时退出会造成大量链上交易压力。可优化为批量退出交易：由某公共合约一并处理所有无争议退出请求。然而为了简单，可以接受极端情况下一人一交易的退出开销。
安全超时与关闭： 如果检测到运营方明显违规且无法信任其继续运行（例如挑战期内被证明欺诈），建议启动紧急关闭流程：暂停新的撮合，所有未完成状态冻结，然后引导所有用户退出。这类似于交易所的“熔断”机制，保护用户资产不再受到进一步风险。关闭后，待问题解决或系统升级后再重启。

挑战和退出机制提供了最后的安全网。即使中心撮合完全不可信，用户资产依然可以通过这些机制拿回。这实现了交易性能与安全性的权衡：平时高效运行，出现问题时有清晰的仲裁退场流程。正是通过挑战期和欺诈证明，Plasma等链下扩容方案才能在理论上保证资金安全；本方案继承并定制了这些精华，使用户对系统的信任从对中心的信任，转化为对密码学证明和链上合约的信任。

交易生命周期及状态迁移逻辑

结合以上模块，我们以用户一次交易为例，说明整个生命周期流程及状态如何迁移：

用户开户与存款： 用户在Tondi链上创建一笔多签输出，将资金（例如 100 USDT 的RGB资产）锁定到交易所合约地址上，并生成初始状态承诺。链上确认后，用户客户端收到该承诺，证明资金已在交易所控制下。Atlas节点记录了这笔Genesis状态。
下单： 用户通过客户端提交交易指令（如以某价格买入 BTC）。该订单包含用户签名、订单详情、以及引用其资金状态的ID（UTXO）。撮合引擎验证用户确有足额余额未锁定，接受订单进入订单簿，同时将相应资金UTXO标记为挂单锁定。
撮合成交： 当有匹配的卖单，撮合引擎撮合生成成交：假设用户买入1 BTC用掉 30000 USDT，对手卖家得到这30000 USDT。引擎将计算双方的新余额：买家BTC增加1，USDT减少30000；卖家BTC减少1，USDT增加30000。随后引擎生成状态转移：这会消费买家原USDT状态UTXO、卖家原BTC状态UTXO，并产生买家的新BTC状态UTXO、卖家的新USDT状态UTXO，以及可能还有买家未成交USDT部分的新UTXO、卖家剩余BTC的UTXO等。所有这些状态转移被打包成一份离线交易数据，计算出新的Merkle承诺（或多个承诺）。
链上承诺发布： 系统根据策略，选择何时将该成交更新提交链上。如果是逐笔提交模式，则此笔成交完成后立即由交易所签署一笔Tondi链交易，包含上述状态UTXO的消费和新UTXO生成（带承诺）。如果是批量模式，则暂不提交，等待当前批次结束再统一提交。无论哪种，在提交链上前，交易所将成交详细数据广播给Atlas网络和买卖双方用户。
客户端验证： 买卖双方用户客户端收到成交数据（包括对方签名的订单或其它证明），立即验证：检查金额、价格、订单签名正确，自己的资产余额变化与期望一致，状态转移满足RGB合约规则（资产守恒等）。验证通过后，用户更新自己本地的资产持仓记录为新状态。如果发现问题，可准备在链上挑战。
链上确认及挑战： 提交到Tondi链上的承诺交易进入区块后，进入挑战窗口期。Atlas节点持续监控链上承诺，与自己存储的数据核对。如发现不一致或未收到对应数据，会尝试出击挑战。正常情况下无挑战，经过窗口后，该批次交易状态finalize。
订单完成与释放： 一旦成交对应的链上状态确认无异议，撮合引擎标记该订单完全成交。买家原来锁定的USDT资金UTXO已被消费更新，卖家BTC亦然。若有部分未成交余额，引擎会为其创建新的可用UTXO，使之可用于后续下单或提现。订单生命周期结束。
用户提现： 用户在任意时刻可提出提现请求，将当前持有的新状态UTXO（如买家现在持有1 BTC的RGB状态UTXO）退出交易所。流程如前述：用户发起退出交易，等待挑战期后将BTC提到自有地址上。Tondi链上执行这一转出，则对应RGB状态从交易所合约转移到用户链上地址，这在RGB视角就是又一次状态转移，Genesis是交易所合约->用户。
异常情况处理： 如果在流程中撮合服务崩溃，例如链上提交迟迟不发，用户可选择发起强制退出。由于没有新的状态提交，用户的上一次状态仍旧有效，退出将安全完成。如果撮合服务恶意提交了错误状态，例如篡改价格导致用户丢失资产，用户会在步骤5验证中发现，立即在链上提交欺诈证明挑战。经裁定成功后，该承诺作废，用户资产回滚上一状态，用户可放心退出或等待服务纠错。

上述生命周期展示了链下速度与链上安全的结合：交易撮合与验证主要在链下瞬时完成，而关键结算结果在链上锚定，经过挑战期确保无误后定稿。大部分情况下，用户只需关注链下反馈即可确信交易成功，而链上只是做最后公证。一旦发生纠纷，链上流程介入仲裁。有了RGB提供的细粒度验证能力和UTXO模型保障，这一生命周期闭环能够在性能与安全间取得良好折中。

TPS 极限与扩展路径

目标TPS 20万+ 的实现，既依赖上述架构设计，也需要充分考虑扩展手段。以下从不同角度讨论系统性能上限及未来扩展方案：

批处理与聚合： 如前所述，批量撮合结算是提高TPS的关键。的Lightning Pool实践证明，通过频繁批拍卖汇总，多笔操作可用一笔链上交易执行。我们可以动态调整批次大小与频率：在交易活跃时，每秒钟发布一次批次承诺，每批涵盖成百上千笔交易；在清淡时则拉长批次周期以节约链上交易数。此外，利用多资产聚合能力，一笔链上交易可同时结算多个市场的交易。例如同一批次内，不同交易对的资产交换都写入一个交易，只要参与UTXO彼此不冲突。这样的极限情况可以把每秒真实交易次数远远推高于链上TPS。借助Merkle多根和压缩编码，我们理论上可以在一笔链上交易内证明处理上万笔交易。
并行链上结算： Tondi链本身若支持并行处理（如多线程验证）或者有多个分片链，我们可考虑将不同市场、不同资产的结算分散到不同并行通道。例如资产组A的批次由链上合约A处理，资产组B由合约B处理，互不干扰。这有点类似于应用层分片，能够线性提升系统总吞吐。即使只有单链，UTXO模型天然并行：多个不相关UTXO交易可以同时打包进同一区块不冲突。这意味着我们的多个批次提交如果不复用相同UTXO，也可在一个区块内并行确认，提高确认速度和吞吐。
数据可用性增强： 数据可用性（DA）往往是瓶颈，因为我们不可能将大量交易细节都上链。但Celestia等模块化链提供了一种思路：将大量离线数据存于专门的DA层（带有Erasure Coding），主链只需存状态根。未来，我们可集成类似Celestia的 DA 方案，把RGB离线数据（或其编码块）发布到一个高吞吐DA网络，从而使Atlas节点压力下降、用户也无需信任Atlas即可获得数据完整性保证。另一路径是利用zk证据：例如为每批交易生成零知识证明，在链上验证其正确性，从而省去挑战期。不过在UTXO+RGB模型下生成通用ZK证明较复杂，短期内以优化挑战+DA为主。
性能优化与硬件扩展： 在软件实现上，可进一步优化撮合引擎算法，如使用更低延迟的C++实现、内联汇编、NUMA内存优化等。硬件方面，可以部署集群：将不同市场的撮合分配到不同物理机，采用消息总线同步，整体并行扩展。当然，这需要协调以保证不同机器的状态同步安全，但结合前述Atlas/并行链设计是可行的。另外，还可利用FPGA/硬件加速对签名验证、哈希计算等繁重操作进行卸载，加速链上验证过程。
协议升级与持续改进： RGB和Tondi链本身也在发展。例如，将来RGB可能支持批量验证和更高效的证明格式，或者Tondi链引入新的OpCode（如OP_CTV等）简化批量支付。我们应持续跟进这些改进并升级方案。例如OP_CTV可以一次性锁定一组预定输出，利于实现批量撮合的确定性交易模板。Taproot的进一步应用也可减少批量交易的公开信息，提高隐私和效率。
安全-性能权衡：在追求TPS时也须警惕不能牺牲安全。例如可选缩短挑战期来提高资金周转速度，但太短可能来不及发现欺诈。我们需要基于实际观察调整，确保既不会因挑战窗口过长影响体验，也不会过短导致安全隐患。另一个例子：批次越大TPS越高，但同时单笔批次失败影响面越广。因此在架构上甚至可考虑小额交易走批次，大额交易即时链上结算的分流，以减少风险。这都是运营策略层面的扩展思路。

综合来看，本方案在理论上能够达到甚至超过20万笔/秒的撮合处理能力，其中大部分交易处理在链下完成，而链上每秒只需提交极少量承诺（远低于20万）。UTXO并行处理和批量原子结算让这种“不可能三角”有了实现基础：既保留去中心化安全，又实现接近中心化系统的性能。未来通过模块化区块链、数据可用性网络等工具的引入，还能进一步扩展性能上限，为大规模金融交易应用提供坚实支撑。

结语：
综上所述，本方案构建了一个基于RGB + Tondi的中心化撮合、链上结算高性能交易系统的完整蓝图。方案涵盖从撮合引擎到链上合约、从状态数据结构到安全机制的各个核心模块，并给出了双花防御、欺诈挑战、数据分发、性能扩展等关键问题的解决思路。通过采用链下高速撮合与链上可信结算相结合的架构，以及UTXO模型和客户端验证技术的巧妙运用，系统在性能和安全两个维度均大幅超越当前业界标杆 Hyperliquid，有望提供集中式交易所的用户体验同时确保去信任的资产安全。

本技术方案具有开发可行性：各模块接口明确，逻辑自洽。开发团队可据此分工实现撮合模块、链上脚本、RGB合约、Atlas网络等组件，并进行集成测试。在实现过程中，应根据实际情况调整参数（如挑战期长度、批次频率）并严格审计安全性。但只要按本方案执行，将能够构建出一套高吞吐、低延迟、强安全性的交易系统架构，满足新一代去中心化高频交易的需求，为迈向更广阔的去中心化金融市场奠定基础。

参考文献：

【12】Gate.io研报, 《Plasma的Data Withholding与欺诈证明》 - 关于UTXO模型简化欺诈证明及适用于订单簿交易的说明。
【15】LNP/BP协会, RGB Blackpaper - RGB客户端验证架构与状态演进DAG的原理阐述。
【21】CoinBureau, 《Hyperliquid教程》 - 提及Hyperliquid链上订单簿设计和性能指标。
【23】Lightning Labs, 《Lightning Pool Whitepaper》 - 非托管拍卖市场的链下订单簿和链上批量执行模型。
【18】Bitcoin Optech, “Point Time Locked Contracts (PTLCs)” - 阐述PTLC如何取代HTLC实现更私密高效的原子交换。
【28】Blocmates, 《What is Fuel?》 - 说明UTXO并行交易处理的优势及在高性能订单簿中的应用。

RGB+Tondi 高性能交易系统技术方案