理解比特币闪电网络：突破性Layer 2解决方案

在他的比特币白皮书中，中本聪将比特币描述为一种“点对点电子现金系统”。然而，经过十多年的发展，比特币更像是“数字黄金”——被广泛认为是一种价值储存 (SoV)，而美国商品期货交易委员会 (CFTC) 已将其归类为商品。比特币的区块链大约每10分钟生成一个区块，交易处理能力仅为7每秒交易量(TPS)，导致交易确认时间较长和频繁的网络拥塞。交易费用 (挖矿费用) 也可能相当可观，造成比特币必须解决“缓慢且昂贵”的问题，以真正发挥“电子现金”的功能。

在过去十年中，比特币社区出现了许多技术解决方案来解决可扩展性问题：一些通过分叉实现，例如SegWit (，它将见证数据与其他交易数据分开)，以及Taproot (，它使用MAST来扩展比特币的功能)；另一些则不修改比特币本身，而是在链外操作——例如侧链技术将资产转移到其他区块链，而支付通道网络选择在链外执行大多数交易。

今天我们将探讨的闪电网络是一种支付通道网络，帮助用户在比特币支付场景中节省成本并提高效率。

什么是闪电网络？

比特币闪电网络是一个建立在比特币区块链之上的点对点覆盖网络。它是一种第二层解决方案，旨在解决比特币网络在可扩展性和交易速度方面的限制。闪电网络能够实现即时、低成本和可扩展的小额支付，同时保持去中心化和安全性。通过利用链下支付通道和智能合约，用户可以直接进行交易，而无需将每笔交易广播到主链。这种方法显著减少了比特币网络的负担，使交易更快、更便宜和更私密。

要用简单的术语理解比特币闪电网络，我们可以用麻将游戏的类比：

• 在开始一局麻将游戏之前，每位玩家必须先投入一定金额(，例如100元)，并将其放在桌子中央。这相当于在比特币主链上进行交易并开启支付通道。同时，大家用扑克牌作为临时记分工具，每张牌代表0.5元。

• 在麻将游戏中，赢家从输家那里拿取适当数量的牌。这一过程类似于闪电网络中的链下交易——快速，无需确认，并且不影响桌子中央的资金(比特币主链)。

• 如果玩家用完了游戏卡牌，他们可以投入更多资金以获取额外的卡牌，这类似于在闪电网络中为通道充值。

• 在麻将局结束时，每个玩家计算他们的牌，并使用放在桌子中央的钱进行最终结算。这个过程对应于闪电网络中的关闭通道和链上结算。只有最终结果被记录在“官方账本” (比特币区块链)；所有的小的中间交易(每局麻将的输赢)不需要单独记录。

闪电网络不是什麼

为了更好地理解闪电网络的概念，不仅需要知道它是什么，还需要知道它不是什么。

1. 闪电网络不是区块链

区块链的本质是一个分布式账本——所有链上交易都在这个账本中广播和记录，因此需要共识机制来维护。通常会发行一种原生代币，以激励矿工/节点维护账本。

闪电网络主要依赖于哈希时间锁合约(HTLCs)来确保资金的安全，并没有传统意义上的共识机制。闪电网络中的交易不会在整个网络中广播；只有最终的结算会在比特币主链上广播。此外，闪电网络并没有发行自己的代币，也没有必要这样做。

2. 闪电网络不是一个Rollup

虽然闪电网络和Rollups都在链下执行交易，但它们之间有显著的区别。Rollups在链下执行交易和计算，然后将多个交易打包在一起，定期将交易结果和证明提交到主链。而闪电网络则是打开链下支付通道，通过这些通道进行多次交易，仅在开通和关闭通道时与主链交互。

闪电网络的演变

闪电网络始终被比特币社区视为一种合法的二层解决方案，其合法性与中本聪相关联。

闪电网络的初始概念被称为“支付通道”，其设计理念是基于使用替代交易来更新未确认交易的状态，直到它们被广播到比特币网络。当中本聪在2009年创建比特币时，他已经有了关于支付通道的构想，并在比特币1.0中包含了支付通道的草稿代码，允许用户在交易被网络确认之前更新交易。

在接下来的几年里，出现了几个与支付通道相关的解决方案，但没有一个产生显著影响。直到2015年初，由Joseph Poon和Thaddeus Dryja撰写的草案白皮书(《比特币闪电网络：可扩展的链下即时支付》)发布，使闪电网络的演变变得更加清晰。2018年，Lightning Labs发布了闪电网络的测试版实现，使早期采用者能够使用它，标志着闪电网络发展的一个里程碑。

闪电网络是一个开源项目，这意味着任何人都可以为其代码做出贡献。比特币闪电网络最具代表性的实现(客户端)包括由Lightning Labs开发的LND (闪电网络守护进程)、由ACINQ开发的Eclair，以及由Blockstream开发的CLN (核心闪电)。

除了比特币的闪电网络，其他区块链也在开发自己的闪电网络实现，例如卡尔达诺的Hydra和已经基于CKB Fiber Network推出公共闪电网络的Nervos CKB。

技术性能与采纳

闪电网络自成立以来显示出令人印象深刻的增长。根据网络数据，闪电网络几乎可以即时处理交易，费用仅为链上比特币交易的一小部分——通常低于$0.01。这一显著改善使比特币能够从其基础层的每秒交易量7 TPS扩展到通过闪电网络可能达到数千笔交易每秒。

目前，该网络拥有数千个节点和通道，拥有数百万美元的比特币容量，证明了越来越多的用户正在寻求更快、更便宜的比特币交易。主要支付处理商和应用程序已经集成了闪电网络支持，进一步扩大了其在日常支付场景中的实际用途。

实际应用与未来发展

闪电网络即时微交易的能力使得众多实用应用成为可能：

• 小额支付：内容创作者可以直接从消费者那里收到小额支付，而无需支付高额交易费用
• 游戏和应用：游戏内购买和基于应用的经济可以利用比特币的安全性和闪电网络的速度
• 跨境支付：国际转账可以在几秒钟内完成，而不是几天，手续费极低

随着开发的持续进行，闪电网络在通道流动性、路由效率和用户体验等方面面临挑战。然而，闪电实现的持续改进不断解决这些问题，使得网络对普通比特币用户更加可访问和可靠。

闪电网络的持续发展代表了比特币实现其作为点对点电子现金系统的原始愿景的最有前途的路径之一，同时保持了使比特币有价值的安全性和去中心化。