閃電網路的 5 個優點和4 個缺點、本質、來源與工作原理……一文帶你讀懂閃電網路！

• 2020 年 3 月 10 日
• 筆記

來源 | Cointelegraph

翻譯 | 火火醬，責編 | Carol

出品 | 區塊鏈大本營（blockchain_camp)

當中本聰（Satoshi Nakamoto）在2008年首次提出比特幣時，詹姆斯·A·唐納德（James A. Donald）第一次公開對該系統發表的評論中有這樣一句話：「以我對這個提案的理解來看，它似乎沒有達到所需的規模」。十年後，可擴展性仍然是比特幣以及其他老牌加密貨幣系統最大的問題。

詹姆斯的公開評論：

http://www.metzdowd.com/pipermail/cryptography/2008-November/014814.html

可擴展性到底意味著什麼呢？從比特幣出現至今，它每秒只能處理大約7筆交易。雖然這個速度在剛開始是足夠的，但現在該系統已經擁擠了好幾年了。因此，交易需要很長時間才能處理完，交易費用也很高。

如果比特幣要想和現有支付系統平起平坐，那麼顯然，它需要有足夠的競爭力。但截至到目前，它還差得遠。要想了解該情況的嚴峻性，只需將比特幣每秒7筆的小額交易與Visa平均每秒2.4萬筆的交易，以及其峰值容量（每秒約五萬筆交易）進行比較就可以了。

多年來，比特幣社區就如何提高比特幣的可擴展性提出了各種各樣的建議，但總體上還沒有能夠達成全面共識。這就是為什麼我們目前有幾個類似比特幣的網路從原始網路分支出來。不過，目前正在測試的一種解決方案或許能夠奏效，它就是閃電網路（Lightning Network）。

什麼是閃電網路？

在歷史上的某個時間段，發送電報是最快捷、最有效的遠距離通訊方式。為此，你必須要去當地的郵局，填寫表格，並根據其中包含的信件數量來支付費用。然後，這條消息將會被發送到最近的電報局以傳輸到遠端，然後郵遞員將會把電報發送到目的地。

總的來說，當時要發送一條簡短的資訊需要有很多人的共同參與，你也必須為此花很多錢。這幾乎就是比特幣網路的現狀。在這個類比中，閃電網路本質上就像在手機上給朋友設置了快速撥號：你只需要按個「1」，你朋友的電話就會響了。

簡而言之，比特幣閃電網路背後的概念聽起來應該是這樣的：我們真的不需要記錄區塊鏈上發生的的每一筆交易。

相反，閃電網路為比特幣的區塊鏈增加了額外的一層，用戶能夠在這層上的任意兩方之間創建支付通道。只要有需要，這些通道就會一直存在，並且因為這些通道是直接在兩人之間建立的，所以交易幾乎是即時的，費用也極低（甚至為零）。

閃電網路的工作機制是怎樣的？

假設現在有兩個人，分別叫丹尼和喬恩。他們的關係可能是同事，也可能是親戚或是夫婦，但重點是他們需要經常、快速且以最低的費用向對方匯款。因此，他們在閃電網路上建立了一個通道。

首先，他們需要創建一個多重簽名錢包，這是一個雙方都可以使用他們各自私鑰訪問的錢包。然後，他們都往錢包里存入一定數量的比特幣，比如每人存3個比特幣。

從此，他們可以在彼此之間進行無限制的交易。本質上，這些交易是對存儲在共享錢包中的資金進行重新分配。例如，如果丹尼想要發送 1 個BTC給喬恩，她就需要將這筆錢的所有權轉交給他。然後，他們兩個使用各自的私鑰來簽署更新後的資產負債表。

資金的實際分配發生在通道關閉的時候。該演算法使用最近簽署的資產負債表來確定誰會獲得多少金額。如果丹尼和喬恩決定在本次交易後關閉通道，那麼丹尼將獲得2個BTC，而喬恩將獲得4個BTC。

只有在通道關閉後，有關其初始和最終餘額的資訊才會被廣播到比特幣區塊鏈上。因此，閃電網路的工作模式是，它允許用戶在主區塊鏈之外進行大量交易，然後將這些交易以單筆交易的形式進行記錄。

最令人興奮的是，一旦這項技術被廣泛採用，你甚至不需要建立專門的通道即可向某人匯款。相反，你可以使用已經與自己有聯繫的人的通道向別人發送付款。系統會自動找到最短路徑。

可以用閃電網路為「用比特幣買一杯咖啡」這個永無休止的辯論題提供答案。從表面上看，這個問題是可以通過閃電網路通道實現的，因為這幾乎是一筆不會產生任何費用的實例交易。

然而，在安全性方面需要注意的是，閃電網路的概念意味著系統將在區塊鏈之上工作，但實際上它背後並不具備自己的安全性。因此，它可能主要會被用於處理小型，甚至是相對微小的交易。需要分散安全性的大筆交易很可能仍需在原始層上進行。

最後，目前正在測試的閃電網路的另外一個有意思的特性：跨鏈原子交換，即不同區塊鏈之間的代幣轉移。簡而言之，這是一種在不使用加密貨幣交換的情況下，將任何給定的加密貨幣交換到另一種加密貨幣的方式。

最終，這項技術可能會使不安全的集中式加密貨幣交換以及與交易相關的麻煩不復存在。已有實踐證明：首條交換比特幣和萊特幣的區塊鏈已經測試成功了。

首條交換比特幣和萊特幣的區塊鏈已經測試成功：

https://blog.lightning.engineering/announcement/2017/11/16/ln-swap.html

是誰開發了閃電網路？

閃電網路最初是由約瑟夫·龐（Joseph Poon）和薩德斯·德里亞（Thaddeus Dryja）在2015年的白皮書中提到的——現版本白皮書可以在下面的鏈接中找到。

目前有三個團隊在共同開展閃電網路的大部分工作：Blockstream，Lightning Labs和ACINQ，同時，他們也獲得了來自比特幣社區其他成員的意見。

現版本白皮書：http://lightning.network/lightning-network-paper.pdf

上面提到的每個初創公司都在使用不同的程式語言來編寫自己的閃電網路協議（Lightning Network Protocol）。

Blockstream使用了C語言中的LN版本

Lightning Labs正使用Golang來編寫Lightning Network Daemon (lnd)。

ACINQ使用Scala來進行開發

此外，目前也有其他實現方案正在開發過程中（點擊下方鏈接獲取完整列表）。最後，需要指出的是，最新的測試已經證明：這三個主要的實現方案是完全可互操作的，這意味著它們可以彼此無縫地協同工作。

完整列表：

https://github.com/bcongdon/awesome-lightning-network

何時、何地、為何使用？

加密貨幣社區似乎正熱切期待著閃電網路的推出。最初，它是專為比特幣設計的，但該技術目前正在一系列其他加密貨幣的基礎上進行開發，如Stellar、Litecoin、Zcash、Ether和Ripple。

其實，比特幣實際上已經通過Blockstream、Lightning Labs和ACINQ的協議，並且幾乎每次都能完成接收工作，這證明所有這三者都是可互操作的。此外，已經發布了概述該網路規則的第一版閃電網路規範。

該規範是閃電網路領域的巨大的進步，因為其可以被應用程式開發人員應用，也可以協助用其他程式語言來實現閃電網路。

但是，該網路仍處於起步階段。到目前為止，還沒有軟體可以讓現實生活中偶爾使用該網路的用戶進行交易。而且，其目前仍然存在很多bug。閃電網路開發人員敦促用戶使用比特幣的測試網來了解該網路，但不要發送真實資金。

開發人員還建議用戶保持耐心，因為閃電網路的程式碼非常複雜，需要經過嚴格的測試。閃電網路需要先證明自己的安全性和可用性，才能被比特幣社區完全接受。考慮到這一點以及許多其他因素，專家們預測，可能需要幾個月到幾年的時間才能真正實現完全正常運行的閃電網路。

至於使用該網路的原因，答案很簡單：可擴展性。如果該網路真的能為比特幣的主要問題提供解決方案，那麼它很可能會被其他加密貨幣採用。

如果發生這種情況，則可能會進一步開發跨鏈原子交換技術，這標誌著我們邁出了建立真正去中心化加密貨幣交易所的第一步。

優點

正如前文提到的那樣，閃電網路只是邁出了第一步。它仍然處於開發階段，它將來是否能像開發人員想像中那樣工作仍有待觀察。如果能夠實現，以下將是閃電網路可以帶來的優勢：

交易速度：一旦網路上線，你就不必再等著多次確認自己的每筆交易。無論網路有多繁忙，交易幾乎都是即時完成的。如果這點能實現的話，那麼加密貨幣市場將向著能與Visa、MasterCard和PayPal等傳統支付系統競爭邁出一大步。

交易費用：由於交易在區塊鏈之外，閃電網路通道內進行，因此你只需支付很少的費用（如果有的話）就可以了。這是閃電網路的主要優勢之一，因為這將完全使比特幣成為商店、咖啡館、酒吧等場所的一種付款方式。

可擴展性：據說，閃電網路將促使比特幣和其他加密貨幣的每秒交易數達到前所未有的高度——每秒至少100萬筆交易。

跨鏈原子交換：跨區塊鏈交易的首次測試已經取得了成功，這非常令人興奮。只要兩個區塊鏈共享相同的加密哈希函數（大多數都能做到），用戶就可以從一個鏈向另一個鏈進行匯款，而無需信任第三方中介，例如交易所。這項技術具有真正的革命性潛力。

安全性和匿名性：絕大多數加密貨幣都不是完全匿名的。仍然可以跟蹤從一個錢包到另一個錢包的交易。然而，在閃電網路中，大部分交易都發生在主區塊鏈之外，因此幾乎不可能跟蹤到通過閃電通道進行的所有小額支付。

缺點

沒有全面運作：目前，閃電網路的主要缺點可能還在於它尚未完全投入運營，因此沒有辦法完全斷言它到底有多好。而且，在表明上看，其概念非常棒，但是到目前為止還無法知曉它最終是否會像看起來這般優秀。

通道的複雜性：閃電網路被概念化為一種通道網路，一旦建立，其理論上應允許無縫交易。然而，我們無法確定如果支付路徑過於複雜的話會發生什麼。當然，如果你的交易需要經過幾十個中間通道，那麼費用自然就會增加。

渠道上限：該網路的另一個缺點是，在其當前版本中，通道是存在上限的。也就是說，兩個用戶在建立通道時，存儲在錢包中的比特幣數量是該通道中的最大資金數。這種設置可能會導致某些用戶需要做出選擇：是要閃電網路通道內部流動性，還是主區塊鏈上的外部流動性。這絕非是用戶（特別是那些資源相當有限的人）希望看到的。

Hub：此外，人們還一直擔心會形成「hubs」 —— 一種擁有大量資金的節點，大多數交易的進行都要通過這些節點。許多比特幣愛好者認為這會導致網路的進一步集中化。但是，這些hubs不太可能從交易費用中獲得任何可觀的利潤。

同樣，值得注意的是，目前上述閃電網路的優點和缺點都僅僅是推測。

我是否該使用閃電網路？

嗯，事實上，如果你不是高級用戶的話，你暫時還不能使用閃電網路。所以，最好就是——如果你不想乾等著，那就研究一下閃電網路是否言過其實，它是否能真正起到和描述中一樣的作用，以及它是否安全。

請記住，閃電網路並不是唯一的擴展方案，它也絕不是這場競賽中無可爭議的領跑者，比特幣現金（BCH）是其主要的競爭對手。BCH支援者和閃電網路支援者之間的辯論非常激烈，而且毫無結束的跡象。最終可能是其中一個方案脫穎而出，也可能是它們共存，或者可能會出現另外一個完全不同的解決方案。

閃電網路聽起來很刺激，振奮人心。如果它真的實現了，那麼請考慮一下你使用比特幣的真正目的。如果你是把這些代幣作為長期投資的話，你甚至都不需要閃電網路，因為目前委託它來處理大額轉賬似乎並不是絕對安全的。

但是，如果你是將比特幣視為另一種支付方式的話，那麼閃電網路（如果能達到預期效果的話）對你而言就十分重要了。即時小額支付、匿名性增強、幾乎不存在費用——它似乎確實為大多數比特幣問題提供了解決方案。

原文：https://cointelegraph.com/lightning-network-101/what-is-lightning-network-and-how-it-works

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