比特币闪电网络：它是什么？

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是其发展和采用作为传统支付协议的成熟替代方案的最重要和最长期存在的问题之一。

就目前而言，比特币网络最多只能处理 7 ，这远低于渴望成为真正全球主流价值转移系统的网络所需的吞吐量。作为参考，Visa 和 MasterCard 每秒可结算超过 5000 笔交易。

为了解决这个问题并提高比特币的吞吐能力，充满激情的比特币开发社区提出了几种扩容解决方案，主要分为两大类：第一层或协议层解决方案和第二层或链下解决方案。

第一层和第二层缩放解决方案有什么区别？

第一层（也称为链上）扩展解决方案是一种涉及对实际加密货币协议的代码库进行根本性更改的方法。第一层或协议层扩展解决方案通常需要增加块的大小，例如比特币现金硬分叉。另一种选择是减少出块时间或整个网络查找新块并将其添加到区块链所需的平均时间。

另一方面，第二层（或链下）解决方案构建在主区块链之上，并与区块链交互，而无需更改底层协议的实际代码库。这些通常涉及将某些交易卸载到二级链下渠道，以减少网络拥塞并加快交易处理时间。

最著名的比特币第二层可扩展性解决方案之一是闪电网络，于 2018 年 1 月 10 日首次实施。

什么是闪电网络？

闪电网络是在 BTC 区块链之上运行的第二层链下支付协议。它由 Joseph Poon 和 Thaddeus Dryja 开发，并于 2015 年在 Lightning 白皮书中发布。

闪电网络背后的想法是通过将交易从主链路由出去来解决比特币的可扩展性问题。相反，它使用用户生成的双向支付渠道，允许网络参与者进行几乎即时的点对点加密货币交易。

闪电网络与在其上运行的比特币网络是分开的。 “在它之上”，我们的意思是使用闪电网络进行支付的用户可以与网络中的其他对等方进行交易，而无需在主区块链上广播或记录每一笔交易。

这里要记住的重要一点是，闪电网络没有自己的货币或自己的货币。相反，它只是一个廉价、私密、几乎即时地交换比特币交易的网络。作为参考，比特币网络上的典型交易至少需要 10 分钟才能结算，并且可能会花费高达数美元的交易费用。相比之下，通过闪电网络路由的比特币交易需要几毫秒才能结算，而且成本不到一个聪或几分之一美分。

闪电网络如何运作？

正如我们已经提到的，闪电网络使比特币用户能够创建双向、点对点、链下通道，并根据需要进行任意数量的交易，而无需广播比特币区块链上的每一笔交易。< /p>

为了在闪电网络上建立支付通道，两个交易方需要创建一个联合多重签名钱包，这是一种特殊类型的加密货币钱包，需要多个私钥或签名来授权交易.在某些方面，多重签名钱包就像一个联名银行账户，所有签名者都需要在交易确认之前签字。

支付通道或多重签名钱包是用所谓的锚定或开盘交易。这是记录在比特币区块链上的常规链上交易。随着开盘交易，各方在多重签名钱包中存入一定数量的比特币。之后，他们可以使用这些资金在网络上进行尽可能多的无费即时交易。

双方存入的金额不必相等。例如，如果 Alice 和 Bob 想要开通 Lightning 支付通道，Alice 可以将一个 BTC 存入多重签名钱包，而 Bob 可以存入两个。然后闪电网络使用比特币的本地智能合约协议来跟踪属于谁的东西，这样任何一方只能访问他们存入多重签名钱包的数量。

从现在开始，支付渠道内两方之间的所有交易都在链下进行。事实上，如果我们深入了解，闪电网络实际上并没有在各方之间来回发送比特币，而只是更新各方在多重签名钱包中的各自余额。

由于所有交易基本上都发生在链外或多重签名钱包内，因此无需挖矿来确认交易，从而节省了大量时间和成本。

当各方决定他们通过彼此进行交易时，他们或任何一方可以通过发送和签署所谓的关闭交易来关闭闪电支付通道。同样，这是在主要比特币分类帐上广播的常规链上交易。结束交易允许各方在单个比特币交易中广播其整个链下活动的最终总和，有效地降低了使比特币能够扩展的链上交易的数量。

路由付款

闪电网络的关键功能是它允许在网络内连接的对等方之间路由支付。这实际上是使闪电网络成为网络的原因。否则，整个链下基础设施几乎不会有用。

这是什么意思？这意味着闪电网络中的每个对等点都可以与网络中的每个其他对等点进行交易，只要它们通过网络中的其他对等点连接。例如，如果 Alice 想给 Jane 发送一些比特币，她不必与 Jane 直接开通 Lightning 支付通道；相反，她可以通过之前在 Bob 和 Jane 之间建立的支付渠道来路由她的交易。为此，Bob 会将比特币转移给 Jane，然后 Alice 将通过自己的直接支付渠道全额偿还 Bob。

通过这种方式，闪电网络中的节点可以以闪电般的速度连接和交易，并支付象征性的费用。当一个节点向网络中的另一个节点发送一些比特币时，协议会自动计算并通过最短路径路由交易。如果在路径上的某个地方连接中断，或者链中的某些节点没有足够的资金来进行交易，那么交易将被简单地取消，而对任何一方都没有任何追索权。

这个第二层网络由数千个相互连接的支付渠道组成，允许进行数百万次即时交易，而不会阻塞或给比特币主网络造成任何麻烦。

闪电网络的优势和局限

闪电网络的一些优势，例如超快的交易速度、惊人的低交易费用，以及支持次中本聪小额支付，现在应该有些明显了。

但是，我们还没有提到两个重要的优势。一是隐私，二是跨链原子交换。

隐私——链下支付的美妙之处在于它们在很大程度上是匿名的。例如，如果 Alice 和 Bob 开通了闪电支付通道，那么外人只会ee 在主链上广播的开盘和收盘交易——但仅此而已。本质上，比特币网络中的其他参与者只能知道 Alice 和 Bob 已经打开了一个通道，但看不到任何通道内交易。此外，Alice 可以使用 Bob 将付款路由给 Jane，一旦 Alice-Bob 支付通道关闭，没有人知道钱去了哪里。

原子或跨链交换——原子交换是一种技术，它利用智能合约来促进两种不同的加密货币之间的交换，这些加密货币在两个不同的区块链上运行，共享相同的哈希算法，而不使用集中式交易所等中介。原子交换可以直接在区块链之间进行，也可以通过闪电网络等链下渠道进行。从本质上讲，一旦全面投入运营，闪电网络将允许跨不同区块链进行即时、廉价和私密的点对点交易。

话虽如此，闪电网络并不是比特币所有问题的一站式解决方案，该协议也有其自身的问题和局限性。

中心化集线器 — 关于闪电网络实施的主要问题之一是中心化。也就是说，网络形成和互连的方式可能会导致大规模集中式“枢纽”或具有大量流动性的大型、高度连接的节点的兴起。这实质上将导致希望与网络中尽可能多的节点进行交易的网络参与者实际上将被迫连接到这些集线器，从而使情况进一步恶化。除了审查问题之外，如果假设这些中心之一离线 - 他们会带走很大一部分网络。

可用性——闪电网络的第二大问题是用户体验。加密货币项目一开始并没有最用户友好的应用程序，在它们之上添加第二层肯定不会让事情变得更好。按照目前的情况，操作闪电网络节点比在主区块链上操作更耗时且技术上具有挑战性。

不适合大额支付——闪电网络的第三个重大问题是通过协议进行交易和路由支付的能力受到锁定在管道中的流动性的严重限制。例如，如果 Alice 和 Bob 在他们的频道中各有 5 个 BTC，但 Jane 在她的频道中与 Bob 锁定的只有 1 个 BTC，那么 Alice 永远不能通过 Bob 向 Jane 发送超过 1 个 BTC。这有效地限制了可以通过网络路由的资金数量，这对可用性产生了进一步的连锁反应。

闪电网络的现状

闪电网络正在缓慢但稳定地增长。截至 2021 年 1 月，它拥有超过 16,000 个在线节点、37,000 多个活跃频道和超过 1000 BTC 的容量。

在开发方面，该网络仍处于测试阶段，正在进行中。自 2015 年以来，包括 Blockstream、Lightning Labs 和 ACINQ 在内的多个团队一直致力于自己的技术实施。但是，所有实现都可互操作并与 2016 年底起草的闪电技术基础 (BOLT) 规范兼容。

随着时间的推移，运行闪电节点变得越来越简单。对于不太懂技术的用户，Casa、Hodl One、Lightning in a Box 和 Lux Node 等许多公司都提供即插即用的全节点闪电设备，任何人都可以在几分钟内设置并开始运行。