理解比特幣閃電網絡：突破性Layer解決方案

在他的比特幣白皮書中，中本聰將比特幣描述爲一種“點對點電子現金系統”。然而，經過十多年的發展，比特幣更像是“數字黃金”——被廣泛認爲是一種價值儲存 (SoV)，而美國商品期貨交易委員會 (CFTC) 已將其歸類爲商品。比特幣的區塊鏈大約每10分鍾生成一個區塊，交易處理能力僅爲7每秒交易量(TPS)，導致交易確認時間較長和頻繁的網絡擁塞。交易費用 (挖礦費用) 也可能相當可觀，造成比特幣必須解決“緩慢且昂貴”的問題，以真正發揮“電子現金”的功能。

在過去十年中，比特幣社區出現了許多技術解決方案來解決可擴展性問題：一些通過分叉實現，例如SegWit (，它將見證數據與其他交易數據分開)，以及Taproot (，它使用MAST來擴展比特幣的功能)；另一些則不修改比特幣本身，而是在鏈外操作——例如側鏈技術將資產轉移到其他區塊鏈，而支付通道網路選擇在鏈外執行大多數交易。

今天我們將探討的閃電網絡是一種支付通道網路，幫助用戶在比特幣支付場景中節省成本並提高效率。

什麼是閃電網絡？

比特幣閃電網絡是一個建立在比特幣區塊鏈之上的點對點覆蓋網路。它是一種第二層解決方案，旨在解決比特幣網路在可擴展性和交易速度方面的限制。閃電網絡能夠實現即時、低成本和可擴展的小額支付，同時保持去中心化和安全性。通過利用鏈下支付通道和智能合約，用戶可以直接進行交易，而無需將每筆交易廣播到主鏈。這種方法顯著減少了比特幣網路的負擔，使交易更快、更便宜和更私密。

要用簡單的術語理解比特幣閃電網絡，我們可以用麻將遊戲的類比：

• 在開始一局麻將遊戲之前，每位玩家必須先投入一定金額(，例如100元)，並將其放在桌子中央。這相當於在比特幣主鏈上進行交易並開啓支付通道。同時，大家用撲克牌作爲臨時記分工具，每張牌代表0.5元。

• 在麻將遊戲中，贏家從輸家那裏拿取適當數量的牌。這一過程類似於閃電網絡中的鏈下交易——快速，無需確認，並且不影響桌子中央的資金(比特幣主鏈)。

• 如果玩家用完了遊戲卡牌，他們可以投入更多資金以獲取額外的卡牌，這類似於在閃電網絡中爲通道充值。

• 在麻將局結束時，每個玩家計算他們的牌，並使用放在桌子中央的錢進行最終結算。這個過程對應於閃電網絡中的關閉通道和鏈上結算。只有最終結果被記錄在“官方帳本” (比特幣區塊鏈)；所有的小的中間交易(每局麻將的輸贏)不需要單獨記錄。

閃電網絡不是什麼

爲了更好地理解閃電網絡的概念，不僅需要知道它是什麼，還需要知道它不是什麼。

1. 閃電網絡不是區塊鏈

區塊鏈的本質是一個分布式帳本——所有鏈上交易都在這個帳本中廣播和記錄，因此需要共識機制來維護。通常會發行一種原生代幣，以激勵礦工/節點維護帳本。

閃電網絡主要依賴於哈希時間鎖合約(HTLCs)來確保資金的安全，並沒有傳統意義上的共識機制。閃電網絡中的交易不會在整個網路中廣播；只有最終的結算會在比特幣主鏈上廣播。此外，閃電網絡並沒有發行自己的代幣，也沒有必要這樣做。

2. 閃電網絡不是一個Rollup

雖然閃電網絡和Rollups都在鏈下執行交易，但它們之間有顯著的區別。Rollups在鏈下執行交易和計算，然後將多個交易打包在一起，定期將交易結果和證明提交到主鏈。而閃電網絡則是打開鏈下支付通道，通過這些通道進行多次交易，僅在開通和關閉通道時與主鏈交互。

閃電網絡的演變

閃電網絡始終被比特幣社區視爲一種合法的二層解決方案，其合法性與中本聰相關聯。

閃電網絡的初始概念被稱爲“支付通道”，其設計理念是基於使用替代交易來更新未確認交易的狀態，直到它們被廣播到比特幣網路。當中本聰在2009年創建比特幣時，他已經有了關於支付通道的構想，並在比特幣1.0中包含了支付通道的草稿代碼，允許用戶在交易被網路確認之前更新交易。

在接下來的幾年裏，出現了幾個與支付通道相關的解決方案，但沒有一個產生顯著影響。直到2015年初，由Joseph Poon和Thaddeus Dryja撰寫的草案白皮書(《比特幣閃電網絡：可擴展的鏈下即時支付》)發布，使閃電網絡的演變變得更加清晰。2018年，Lightning Labs發布了閃電網絡的測試版實現，使早期採用者能夠使用它，標志着閃電網絡發展的一個裏程碑。

閃電網絡是一個開源項目，這意味着任何人都可以爲其代碼做出貢獻。比特幣閃電網絡最具代表性的實現(客戶端)包括由Lightning Labs開發的LND (閃電網絡守護進程)、由ACINQ開發的Eclair，以及由Blockstream開發的CLN (核心閃電)。

除了比特幣的閃電網絡，其他區塊鏈也在開發自己的閃電網絡實現，例如卡爾達諾的Hydra和已經基於CKB Fiber Network推出公共閃電網絡的Nervos CKB。

技術性能與採納

閃電網絡自成立以來顯示出令人印象深刻的增長。根據網路數據，閃電網絡幾乎可以即時處理交易，費用僅爲鏈上比特幣交易的一小部分——通常低於$0.01。這一顯著改善使比特幣能夠從其基礎層的每秒交易量7 TPS擴展到通過閃電網絡可能達到數千筆交易每秒。

目前，該網路擁有數千個節點和通道，擁有數百萬美元的比特幣容量，證明了越來越多的用戶正在尋求更快、更便宜的比特幣交易。主要支付處理商和應用程序已經集成了閃電網絡支持，進一步擴大了其在日常支付場景中的實際用途。

實際應用與未來發展

閃電網絡即時微交易的能力使得衆多實用應用成爲可能：

• 小額支付：內容創作者可以直接從消費者那裏收到小額支付，而無需支付高額交易費用
• 遊戲和應用：遊戲內購買和基於應用的經濟可以利用比特幣的安全性和閃電網絡的速度
• 跨境支付：國際轉帳可以在幾秒鍾內完成，而不是幾天，手續費極低

隨着開發的持續進行，閃電網絡在通道流動性、路由效率和用戶體驗等方面面臨挑戰。然而，閃電實現的持續改進不斷解決這些問題，使得網路對普通比特幣用戶更加可訪問和可靠。

閃電網絡的持續發展代表了比特幣實現其作爲點對點電子現金系統的原始願景的最有前途的路徑之一，同時保持了使比特幣有價值的安全性和去中心化。