比特币闪电网络是一个独立的解决方案，被誉为解决所有阻碍比特币被主流采用的问题的解决方案. 它声称解决了惨淡的规模问题, 进行即时交易, 尽量减少交易费用, 把你的交易从区块链上删除. 一个独立于核心比特币的系统如何提供这些改进? 它怎么能违反比特币的传统规则，提供零确认的安全交易? 什么是比特币闪电网络?

在本文中, 我们将探索比特币闪电网络到底是什么, 它如何能提供它所提供的保证, 以及它的当前状态.

注意: 本文假定您熟悉比特币. 如果您不熟悉加密货币的工作原理或需要复习，请阅读 傻瓜的加密货币:比特币及其他.

前提条件:比特币扩容问题

如果你知道比特币的扩容问题, 请随意跳过本节, 但如果你不是, 或者需要复习一下, 继续读下去.

比特币存在规模问题. 比特币被设计成将所有交易存储在一个名为a的数据结构中 块. 一个块包含关于前一个块的信息, 关于挖矿奖励的其他数据, 大部分区块都是交易数据. 块的最大大小也固定为1 MB. 最后一点就是问题所在.

因为块的大小是1mb, 每10分钟创建一个区块, 假设交易不是隔离见证(稍后会出现)，网络可以处理的最大数量为 3.每秒3和7个事务. 这是一种为数十亿人和机器大规模使用而设计的货币, 一秒钟处理7个事务还达不到标准. 另一方面，Visa声称能够处理 24000个事务 每秒.

随着交易数量的增加, 您的个人交易与其他交易竞争，以包含在有限的块空间中, 所以, 你的作品被收录的可能性开始降低. 因为矿工可以任意决定在区块中包含哪些交易, 在这些场合, 激励矿工加入你的交易的唯一方法是增加你的交易费用. 然而，这开始使事务的成本变得过高——比如这192字节 事务 以92美元的价格.98，交易费用是14美元.86.

那么，我们如何“扩展”比特币呢? 有三种主要的思想流派，或者我喜欢称之为“大规模比特币火焰之战”:

• 增加块大小:2X, 8X，…，∞X
• 较小的交易:SegWit等.
• 侧链:比特币闪电网络

增加比特币区块大小

这一点很容易理解:如果块限制是1 MB，那就把它调大一些! 关于这个问题的争论很激烈，而且还在继续. 最终，在2017年8月1日，比特币(BTC)分叉，比特币现金(BCH)诞生. 两者的主要区别在于BCH有8mb的块. 这使得区块大部分是空的，费用也很低.

然而, 8mb的区块意味着BCH区块链的总大小可能会以更快的速度增长, 使存储成本大大提高了进入矿工领域的门槛. 论点是，这将减少矿工的总数, 这也保证了区块链的安全, 降低了比特币网络的去中心化和整体安全性.

Another criticism of larger 块s is that doesn’t solve the problem itself; rather, 它暂时修补了这个问题. 对于较大的块，总会有一个最大限制, 最大限度总是比我们想要达到的目标要小得多:24,每秒000个事务. 即使有较大的8mb块，BCH也有限制 每秒61个事务.

较小的事务:隔离见证

其他解决方案指出，当前的交易格式不是最有效的，目的是在同一个区块中打包更多的交易. 其中最著名的是隔离见证(SegWit)。, 通过BIP 91提出，并于8月25日在481824区块激活, 2017. 隔离见证现在是比特币的一部分，高兴吧!

SegWit从交易中获取签名数据，并将其存储在与交易块分开的结构中, 从而使单个事务更小，并更好地利用每个块中的有限空间. 在同步区块链时，此结构是可选的, 导致磁盘大小减小的省略.

这也导致了事务延展性问题的解决方案, 只使用隔离见证输出的交易不再脆弱.

比特币闪电网络

闪电网络是传输签名的第二层网络, 但unbroadcast, 并且只依赖于比特币区块链进行最终的资金结算. 这意味着交易完全不受块大小的限制, 确认时间无关紧要, 比特币区块链不需要存储所有发生的交易.

谁开发了比特币闪电网络? 它最初是在Joseph Poon和Thaddeus Dryja撰写的白皮书中描述的，但后来发展成为一个由第三方个人甚至公司贡献规范和实现的社区努力.

稍后会有更多信息.

SegWit vs. 增加块大小vs. 比特币闪电网络

那么，哪个是最好的呢? 我没有经验证据作为我的回答的基础, 所以这是一种观点:虽然我确实认为更好地利用区块空间(例如SegWit)是一件好事, 我认为增加区块大小就像把门柱推到未来. 如果比特币的使用大幅增加, 我们会发现自己一开始就在争论区块大小的另一次增加.

不同意? 请在下方留言!

话虽如此, 而我认为像比特币闪电这样的替代结算网络是一个很棒的想法, 我也在等着看它在现实世界中的效果如何. 到目前为止，我和我父亲还不能使用它.

解释比特币闪电网络

我已经提到过闪电网络是传输签名的第二层网络, 但unbroadcast, 并且只依赖于比特币区块链进行最终的资金结算.

让我们来看看这在现实生活中是如何工作的.

闪电节点和通道

闪电节点的运行方式与比特币节点非常相似，但又与比特币节点不同，因为它是以网络方式运行的, 验证交易, 并与其他节点通信, 但它做了比特币节点历来没有做过的事情:它持有资金, 充当自动金融中介, 主动监控闪电“通道”的恶意行为，并做出防御反应(稍后详细解释), 等.

要实现这些功能，节点需要资金.

注意: 这些例子最初假设每个人都运行一个比特币闪电网络节点，该节点全天候连接到互联网, 显然不是这样的. 这个假设将在闪电钱包vs. 闪电节点剖面.

创建闪电通道

假设你和你的朋友鲍勃有一段关系，其中涉及相当数量的金融交易. 你们偶尔一起出去吃午饭或看电影. 有时你们中的一个缺钱, 有时是另一个，之后你通常会互相venmo.

然而, 成为加密货币的倡导者, 你们都决定尝试闪电网络，并创建一个新的共同通道，你们每人平均出资半个比特币(这是很多次午餐)。.

创建一个新的闪电通道就像创建一个多签名比特币钱包，需要你们两个签名来批准交易, but with one difference; you each get a signed, 但还没有播出, “事务”的承诺, 根据闪电网络白皮书, 这将把您的初始存款退还给您. 这种方式, 如果你们的友谊遇到困难, 或者你们其中一个需要钱, 您可以通过广播此交易单方面关闭频道，每个人都得到他们应得的金额.

与你有联系渠道的人进行闪电交易

假设有一天你又出去吃午饭，你最终欠鲍勃相当于8000聪(0.我写这篇文章的时候是31美元). 在这个时候，如果你用比特币来结算这笔钱，你最终会支付0.10美元，还要等一个小时，根本行不通.

与闪电, 然而, 你可以通过简单地将你的“承诺交易”替换为一个新的交易，让你们双方都持有，从而免费做到这一点. 只是这一次，Bob多了8000聪，而你少了. (如果你现在想通过广播旧交易来作弊, 等到上一节 关闭通道.)

您可以广播交易并关闭通道, 然而, 关闭该通道将产生交易费用, 既然你们俩都不需要这笔钱, 你可以简单地持有这个频道，用它来解决未来的债务.

与你没有渠道联系的人进行闪电交易

比如说有一天, 鲍勃邀请了另一位朋友, 爱丽丝, 在吃了一个小时的三明治之后, 你们都欠爱丽丝的，因为这家店只接受Coinye(一种在坎耶·韦斯特起诉后被废弃的加密货币)。, 爱丽丝碰巧有哪一个.

现在，假设Bob和爱丽丝有一个通道，通过闪电，你也可以通过Bob支付给爱丽丝. 在本例中，您的节点计算您和alice之间的最佳路径, 鲍勃作为金融中介，而这些中介都可以提前付款, 如果他们愿意的话，还会收取一小笔费用.

关闭频道:两种好方法和一种坏方法

关闭闪电通道有三种方式:

1. 协作: 通道中的任何一方发起关闭比特币闪电通道，另一方批准. 没有时间锁，审批一确认，钱就可以花了. 这是关闭频道的“最佳”方式.
2. 单方面: 通道中的任何一方都可以在其中一方需要时关闭比特币闪电通道, 即使对方不同意. 这就产生了一个时间锁，在此期间，另一方可以通过“违约救济”交易对交割人提出争议(见下文场景3)。, 但我们假设这不会发生. 时间锁定到期后，资金可以自由使用. 这是关闭通道的一种“可接受”的方式.
3. 违约补救措施: 由于闪电交易是一个带有时间戳的签名交易列表，其中资金的分配是不同的, 一方有可能试图通过单方面关闭与他们持有更多资金的旧交易的通道来欺骗(违反信任)(参见场景2)。. 这导致了时间锁定, 在此期间, 受害方不仅可以收回自己的资金，还可以使用“违约补救”交易刷掉整个渠道的容量, 正如比特币闪电网络白皮书所描述的那样.

闪电节点vs. 闪电的钱包

在上面的例子中, 我们使用闪电节点这个术语,这可能会让你认为你必须让你的节点在互联网上全天候运行. 是的，你是对的. 闪电网络的设计使节点始终在线, 确保网络运行接近最大容量. 和, 如果没有人在线监视作弊企图，并且作弊成功, 该通道将像常规的单边关闭一样关闭, 让你失去资金.

然而，闪电网络白皮书描述了解决这个问题的方法:

<块quote>

……人们应该定期监控区块链，看看对方是否广播了一个无效的承诺交易, 或者委托第三方来做. 第三方可以通过仅将违约救济交易委托给该第三方的方式进行委托. 在交易对手恶意的情况下，他们可以通过在输出中给这些第三方一些费用来激励他们观看区块链广播这样的交易. 因为第三方只有在对方恶意行为时才能够采取行动, 该第三方没有任何权力强制关闭该通道.

这些第三方通常被称为“瞭望塔”，它们应该消除用户始终在线的负担.

闪电网络的现状

比特币闪电网络 2019年3月27日:

• 超过7.5000个节点
• 有近4万个开放频道吗
• 容量略高于1000比特币

它的增长速度是:

• 每小时25个节点
• 一小时304个频道

有很多闪电网络节点实现，甚至是一个 闪电准备钱包叫凤凰 在Play Store上架. 它仍处于实验阶段, 缺乏完善和接受资金的重要特点, 但在我看来, 虽然生态系统很小, 它正在健康地成长.

规范和实现

比特币闪电网络 规范 处于征求意见(RFC)状态，由一系列称为闪电技术基础(bolt)的文档组成。. 在本出版物发布时，螺栓一直在不断变化，欢迎您的贡献.

闪电网络节点也有几种符合BOLT的实现:

• LND: 闪电网络守护进程的简称，这是一个主要基于go的实现.
• 泡芙: 主要基于scala的实现.
• C-lightning: 主要基于c的实现.

有关更多参考资料，请参阅本文的结论部分.

照明网络的优势与不足

那么我们能用闪电网络实现什么呢?

• 真正的微交易(几美分)
• 能想到的最低费用(几美分)
• 一定程度的隐私(没有区块链记录)

然而, 我之前说过, 有很多对闪电网络的批评, 其中一些是有效的，并且是闪电面临的尚未解决的挑战:

• 路由和集中化: 由于闪电网络处于不断变化的通道状态中, 每天开盘和收盘, 还有就是历史的集中存储, 每次支付路线都需要重新计算. 当网络很小的时候，这是很好的, 但是当它足够大的时候, 运行在小型硬件上的小节点可能没有计算路由的处理能力. 这个问题的解决方案可能是一个可以查询高级知识的集中式超级节点. 这里有更详细的描述.
• 借贷过多: 最好的描述是 这篇文章甚至得到了以太坊联合创始人维塔利克·布特林(Vitalik Buterin)的资助. 这实际上是说，由于10个跳跃链需要支付10美元，因此每个人都需要支付10美元, 你最终会转移100美元的资金. 在某种程度上，大量运输变得不可行. 这在现实世界中是否成立还有待确定, 但这仍然是一个令人信服的论点.

我错过了什么批评吗? 请在下面的评论中告诉我.

进一步的阅读 & 资源

我希望你最终能理解闪电网络到底是什么. 在这一切之下，它只是一个以交换加密令牌为基础的消息传递系统. 它还不完美，也没有被广泛使用, 但这并不意味着它不是一个令人印象深刻的工程.

我推荐阅读比特币闪电网络的原版 白皮书. 我还可以推荐一份进一步阅读和应用的清单, 书, 和论文, 但是GitHub用户Ben Congdon已经做了，所以我建议你去看看 bcongdon / awesome-lightning-network. 由于本! 作为一个 比特币的开发者在美国，你应该尽可能多地阅读有关这项新技术的资料.

如果所有这些都是太多的信息，让我们以一个有趣的音符结束. 这是一个关于中本聪的有趣视频 克雷格·赖特试图谈论比特币的美好过去.