什么是闪电网络？

在2016年白皮书中提出的闪电网络（LN）是建立在比特币之上的第二层解决方案。

在本文中，我们将深入探讨比特币闪电网络的历史和现状。

为什么创建比特币的闪电网络？

闪电网络是为了解决比特币的可扩展性问题而创建的，主要是比特币交易的速度和成本问题。

比特币当前的理论最大交易每秒（TPS）为10，实际上在3到7之间。相比之下，传统支付处理器如VISA在2020年平均处理6,000 TPS（根据VISA的声明每年1880亿笔交易）。

比特币的交易费用会因当前使用网络的需求而大幅波动。例如，2021年4月20日的平均交易费超过50美元，而在2021年8月9日，平均费用约为2.50美元。对于大额交易，如银行转账或国际汇款，比特币的速度和成本与其他选择相当或更优。但如果比特币要用于日常支付（所谓的微交易，例如一杯咖啡、加油），交易速度必须增加，交易成本必须大幅降低。

闪电网络理论

要理解LN的工作原理以及LN当前的挑战，我们需要讨论比特币。比特币网络的限制因素是每笔交易都必须放在链上的新区块中。由于区块大约每10分钟添加到链上，因此在不显著改变比特币协议的情况下，交易数量存在硬性限制。

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关于比特币协议重大改动的辩论曾经发生过，并导致了“硬分叉”，最著名的是比特币现金的创建。闪电网络不是创建一个新的区块链，而是一个layer-2解决方案。这意味着它允许比特币协议保持相对不变，但提供了重大改动可能带来的好处--至少在理论上。

LN通过在两方之间建立支付通道来工作，其中只有第一次和最后一次交易被放在比特币区块链上。第一次和最后一次之间的任何数量的交易都将在链下发生，这意味着这些交易不受比特币协议的限制。

要开始一个支付通道，双方必须承诺一定数量的比特币。只要支付通道保持开放，这些比特币将被保留，不能释放。可以通过这个通道转移的比特币总量是双方承诺的比特币总量。让我们看一个例子来说明：

爱丽丝和鲍勃想要互相建立一个支付通道。爱丽丝承诺10 BTC，鲍勃承诺5 BTC到支付通道中。一个持有爱丽丝和鲍勃合计15 BTC的开通交易被放到比特币区块链上。一旦该交易被添加到区块链上，可能需要10分钟或更长时间，爱丽丝和鲍勃可以以更快的速度和几乎为零的成本进行无限次交易。以下是爱丽丝和鲍勃之间的交易：

爱丽丝发送鲍勃1 BTC
爱丽丝：9 BTC 鲍勃：6 BTC
爱丽丝发送鲍勃2 BTC
爱丽丝：7 BTC 鲍勃：8 BTC
鲍勃发送爱丽丝3 BTC
爱丽丝：10 BTC 鲍勃：5 BTC
鲍勃发送爱丽丝1 BTC
爱丽丝：11 BTC 鲍勃：4 BTC

当一方或双方希望关闭通道时，带有爱丽丝和鲍勃最终余额的关闭交易将发送到区块链。在这种情况下，爱丽丝的最终余额是11 BTC，鲍勃的是4 BTC。

如果爱丽丝想与卡罗尔交易呢？事实证明，鲍勃与卡罗尔有一个支付通道，因此爱丽丝与鲍勃交易，而鲍勃将交易传递给卡罗尔。请注意，在这种情况下，鲍勃可能会收取一小笔费用以传递交易。随着时间的推移，根据六度分隔理论，LN允许爱丽丝与任何其他人交易。

闪电网络节点网状网络
节点A与节点Q交易，尽管只与节点C和B有直接支付通道。

闪电网络实践

LN是一个相对较新的协议。它面临许多挑战，从可用性到安全性。

关于运行LN节点的难易程度存在担忧。为了LN的成功，它需要一个运行LN协议的比特币节点的强大网络。运行LN节点可能相当困难，并且可能存在运行较小节点的支付激励问题（https://medium.com/andreas-tries-blockchain/bitcoin-lightning-network-4-what-happens-when-you-close-half-of-the-lightning-network-b25b330dfad2）。可以认为，运行LN并不比运行完整比特币节点困难多少。然而，由于LN主要针对微交易，日常使用LN将通过支持LN的钱包实现。与一些更成熟的比特币钱包不同，这些LN支持的钱包由于其新颖性，在托管和非托管版本之间存在权衡。非托管LN钱包更难使用--更复杂，使用不太直接。托管选项更易于使用，但您必须依赖第三方来管理您的比特币。

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LN还必须与竞争对手抗争。截至2024年2月，LN锁定了大约5,000 BTC。这听起来可能很多，但相比之下，截至2024年2月，在以太坊上锁定了超过150,000个比特币（WBTC，包装比特币）。由于以太坊的区块时间大约每14秒，而比特币是10分钟，通过以太坊网络上的WBTC交易比特币已经快得多。此外，可以想象，以太坊项目如ETH 2.0和以太坊Plasma将足够降低交易费用，使得闪电网络不必要和过时。还重要的是要记住，使用WBTC带来了访问DeFi的巨大好处，而LN没有。

最后，也是最令人担忧的是，LN面临一些漏洞。这些包括：