Web3商业模式拆解系列|比特币二层网络之闪电网络

闪电网络 是什么？闪电网络（Lightning Network）是比特币的 Layer 2 解决方案，在比特币的支付场景中，闪电网络能够帮助用户节省成本，提升效率。比特币的交易网络最为人诟病的一点便是交易性能：全网每秒 7 笔左右的交易速度，远低于传统的金融交易系统；同时，等待 6 个块的可信确认将导致约 1 个小时的最终确认时间。为了提升性能，社区提出了闪电网络等创新的设计。闪电网络的主要思路十分简单——将大量交易放到比特币区块链之外进行，只把关键环节放到链上进行确认。该设计最早于 2015 年 2 月在论文《The Bitcoin Lightning Network: Scalable Off-Chain Instant Payments》中提出。比特币的区块链机制自身已经提供了很好的可信保障，但是相对较慢；另一方面考虑，对于大量的小额交易来说，是否真需要这么高的可信性？闪电网络主要通过引入智能合约的思想来完善链下的交易渠道。核心的概念主要有两个：RSMC（Recoverable Sequence Maturity Contract）和 HTLC（Hashed Timelock Contract）。前者解决了链下交易的确认问题，后者解决了支付通道的问题。RSMCRecoverable Sequence Maturity Contract，即“可撤销的顺序成熟度合同”。这个词很绕，其实主要原理很简单，类似资金池机制。首先假定交易双方之间存在一个“微支付通道”（资金池）。交易双方先预存一部分资金到“微支付通道”里，初始情况下双方的分配方案等于预存的金额。每次发生交易，需要对交易后产生资金分配结果共同进行确认，同时签字把旧版本的分配方案作废掉。任何一方需要提现时，可以将他手里双方签署过的交易结果写到区块链网络中，从而被确认。从这个过程中可以可以看到，只有在提现时候才需要通过区块链。任何一个版本的方案都需要经过双方的签名认证才合法。任何一方在任何时候都可以提出提现，提现时需要提供一个双方都签名过的资金分配方案（意味着肯定是某次交易后的结果，被双方确认过，但未必是最新的结果）。在一定时间内，如果另外一方拿出证明表明这个方案其实之前被作废了（非最新的交易结果），则资金罚没给质疑方；否则按照提出方的结果进行分配。罚没机制可以确保了没人会故意拿一个旧的交易结果来提现。另外，即使双方都确认了某次提现，首先提出提现一方的资金到账时间要晚于对方，这就鼓励大家尽量都在链外完成交易。通过 RSMC，可以实现大量中间交易发生在链外。HTLC微支付通道是通过 Hashed Timelock Contract 来实现的，中文意思是“哈希的带时钟的合约”。这个其实就是限时转账。理解起来也很简单，通过智能合约，双方约定转账方先冻结一笔钱，并提供一个哈希值，如果在一定时间内有人能提出一个字符串，使得它哈希后的值跟已知值匹配（实际上意味着转账方授权了接收方来提现），则这笔钱转给接收方。不太恰当的例子，约定一定时间内，有人知道了某个暗语（可以生成匹配的哈希值），就可以拿到这个指定的资金。推广一步，甲想转账给丙，丙先发给甲一个哈希值。甲可以先跟乙签订一个合同，如果你在一定时间内能告诉我一个暗语，我就给你多少钱。乙于是跑去跟丙签订一个合同，如果你告诉我那个暗语，我就给你多少钱。丙于是告诉乙暗语，拿到乙的钱，乙又从甲拿到钱。最终达到结果是甲转账给丙。这样甲和丙之间似乎构成了一条完整的虚拟的“支付通道”。HTLC 机制可以扩展到多个人的场景。闪电网络RSMC 保障了两个人之间的直接交易可以在链下完成，HTLC 保障了任意两个人之间的转账都可以通过一条“支付”通道来完成。闪电网络整合这两种机制，就可以实现任意两个人之间的交易都在链下完成了。在整个交易中，智能合约起到了中介的重要角色，而区块链网络则确保最终的交易结果被确认。优缺点：优点：交易速度：一旦网络上线，你就不必再等着多次确认自己的每笔交易。无论网络有多繁忙，交易几乎都是即时完成的。如果这点能实现的话，那么加密货币市场将向着能与Visa、MasterCard和PayPal等传统支付系统竞争迈出一大步。交易费用：由于交易在区块链之外，闪电网络通道内进行，因此你只需支付很少的费用（如果有的话）就可以了。这是闪电网络的主要优势之一，因为这将完全使比特币成为商店、咖啡馆、酒吧等场所的一种付款方式。可扩展性：据说，闪电网络将促使比特币和其他加密货币的每秒交易数达到前所未有的高度——每秒至少100万笔交易。跨链原子交换：跨区块链交易的首次测试已经取得了成功，这非常令人兴奋。只要两个区块链共享相同的加密哈希函数（大多数都能做到），用户就可以从一个链向另一个链进行汇款，而无需信任第三方中介，例如交易所。这项技术具有真正的革命性潜力。安全性和匿名性：绝大多数加密货币都不是完全匿名的。仍然可以跟踪从一个钱包到另一个钱包的交易。然而，在闪电网络中，大部分交易都发生在主区块链之外，因此几乎不可能跟踪到通过闪电通道进行的所有小额支付。缺点：没有全面运作：目前，闪电网络的主要缺点可能还在于它尚未完全投入运营，因此没有办法完全断言它到底有多好。而且，在表明上看，其概念非常棒，但是到目前为止还无法知晓它最终是否会像看起来这般优秀。通道的复杂性：闪电网络被概念化为一种通道网络，一旦建立，其理论上应允许无缝交易。然而，我们无法确定如果支付路径过于复杂的话会发生什么。当然，如果你的交易需要经过几十个中间通道，那么费用自然就会增加。渠道上限：该网络的另一个缺点是，在其当前版本中，通道是存在上限的。也就是说，两个用户在建立通道时，存储在钱包中的比特币数量是该通道中的最大资金数。这种设置可能会导致某些用户需要做出选择：是要闪电网络通道内部流动性，还是主区块链上的外部流动性。这绝非是用户（特别是那些资源相当有限的人）希望看到的。Hub：此外，人们还一直担心会形成“hubs” —— 一种拥有大量资金的节点，大多数交易的进行都要通过这些节点。许多比特币爱好者认为这会导致网络的进一步集中化。但是，这些hubs不太可能从交易费用中获得任何可观的利润。同样，值得注意的是，目前上述闪电网络的优点和缺点都仅仅是推测。闪电网络现状如何 数据表现2021 年萨尔瓦多将比特币法币化后，闪电网络得到了更多的应用，通道中的 BTC 数量也在快速增长（如下图）。截止至 2023 年 2 月 8 日，闪电网络一共有 1.6 万个节点，近 7.7 万个支付通道，通道资金约 5356 枚比特币（约合 1.24 亿美金）。闪电网络通道的集中地主要在美国、加拿大、德国。仅美国的通道数量就占了 30.15% ，而在亚洲，仅新加坡的通道数量占比相对较高（1.644% ）。由于闪电网络在亚洲的使用极少，东西方之间对闪电网络存在着认知差。使用场景在技术逐渐成熟的基础上，支付及社交巨头们在推动着闪电网络的普及。当前闪电网络的使用场景包括：社交平台支付打赏：近期火热的 Damus 支持了闪电网络支付及打赏功能，用户可选择使用 Strike、Cash App、Blue Wallet 等数十个钱包。跨境汇款：数字支付平台 Strike 于 2023 年 1 月宣布与 Send Globally 合作，使得美国和菲律宾的用户之间可以通过闪电网络进行快速、安全、低成本的汇款。通过 Send Globally，美元可以转换成比特币，通过闪电网络发送至收款人所在国家的第三方合作伙伴，再转换成当地货币并直接发送到收款人的账户。商户支付：Strike 和 Shopify、Blackhawk Network、NCR 合作建立了比特币支付系统，该系统允许商家在客户使用加密货币付款后快速接收美元。目前支持该支付系统的商家包括麦当劳、CVS、Walgreens、Whole Foods 和沃尔玛等。转账交易：Jack Dorsey 领导的支付公司 Block 旗下的支付平台 Cash APP 可支持通过闪电网络发送和接受比特币。存在问题：关于闪电网络的缺陷，网络上有观点认为其节点运行可能走向中心化、通道容量较高时路由可能遇到流动性问题等，但闪电网络还处于非常早期，出现一些问题和不足是非常之正常的，且相关的基础设施和生态都在完善之中，只要闪电网络是有价值和意义，且有真实用户需求的，我们不妨可以多给它一些耐心。当然，从闪电网络的普及方面来看，用户教育确实是个不小的挑战，如何让用户从心理和行为层面接受用加密货币支付，以及如何基于用户构建起巨大的支付网络，这些都还有很长的一段路要走。未来发展：总体而言，闪电网络为比特币用于日常支付开辟了新的路径，也为比特币实现「点对点电子现金系统」的初心而努力着。闪电网络从想法提出到 2018 年正式落地，一直在艰难中前行，至今仍处于早期阶段。但较为乐观的是，闪电网络从 2021 年起发展迅速，逐渐在用户群体间形成共识，并扩展了真实有效的用例。Damus 作为去中心化社交应用，支持了闪电网络，用户可以在应用中进行支付和打赏，通过这种方式或将有效培养用户使用比特币进行小额支付的习惯。另外，Strike、Lightning Labs 等也在持续推进闪电网络的发展。或许有一天，闪电网络之于比特币，将如同 Visa 之于货币。本人名字郭莹城，坐标深圳，前IBM架构师、咨询师、敏捷开发技术教练，前IBM区块链研究小组成员、《区块链核心技术与应用》作者之一，前huobi矿池defi应用技术主管，现一家web3软件开发公司合伙人，如果你有任何开发web3软件的需要或想跟我交流，欢迎加我联系方式（暗号：MR）：微信：360369487联系方式：telegram: 电报： https://t.me/eric_blocktelegram社群： https://t.me/eric_friendstelegram频道：主频道：https://t.me/cryptochanneleric参考文章 ：https://mirror.xyz/arsenal-fc.eth/ujrApyfn40YOBKAZ9mz5sWNCZjWig2x1IZESAn0QvFghttps://yeasy.gitbook.io/blockchain_guide/06_bitcoin/lightning_networkhttps://zh.wikipedia.org/zh-hans/%E9%97%AA%E7%94%B5%E7%BD%91%E7%BB%9C
闪电网络 是什么？闪电网络（Lightning Network）是比特币的 Layer 2 解决方案，在比特币的支付场景中，闪电网络能够帮助用户节省成本，提升效率。比特币的交易网络最为人诟病的一点便是交易性能：全网每秒 7 笔左右的交易速度，远低于传统的金融交易系统；同时，等待 6 个块的可信确认将导致约 1 个小时的最终确认时间。为了提升性能，社区提出了闪电网络等创新的设计。闪电网络的主要思路十分简单——将大量交易放到比特币区块链之外进行，只把关键环节放到链上进行确认。该设计最早于 2015 年 2 月在论文《The Bitcoin Lightning Network: Scalable Off-Chain Instant Payments》中提出。比特币的区块链机制自身已经提供了很好的可信保障，但是相对较慢；另一方面考虑，对于大量的小额交易来说，是否真需要这么高的可信性？闪电网络主要通过引入智能合约的思想来完善链下的交易渠道。核心的概念主要有两个：RSMC（Recoverable Sequence Maturity Contract）和 HTLC（Hashed Timelock Contract）。前者解决了链下交易的确认问题，后者解决了支付通道的问题。RSMCRecoverable Sequence Maturity Contract，即“可撤销的顺序成熟度合同”。这个词很绕，其实主要原理很简单，类似资金池机制。首先假定交易双方之间存在一个“微支付通道”（资金池）。交易双方先预存一部分资金到“微支付通道”里，初始情况下双方的分配方案等于预存的金额。每次发生交易，需要对交易后产生资金分配结果共同进行确认，同时签字把旧版本的分配方案作废掉。任何一方需要提现时，可以将他手里双方签署过的交易结果写到区块链网络中，从而被确认。从这个过程中可以可以看到，只有在提现时候才需要通过区块链。任何一个版本的方案都需要经过双方的签名认证才合法。任何一方在任何时候都可以提出提现，提现时需要提供一个双方都签名过的资金分配方案（意味着肯定是某次交易后的结果，被双方确认过，但未必是最新的结果）。在一定时间内，如果另外一方拿出证明表明这个方案其实之前被作废了（非最新的交易结果），则资金罚没给质疑方；否则按照提出方的结果进行分配。罚没机制可以确保了没人会故意拿一个旧的交易结果来提现。另外，即使双方都确认了某次提现，首先提出提现一方的资金到账时间要晚于对方，这就鼓励大家尽量都在链外完成交易。通过 RSMC，可以实现大量中间交易发生在链外。HTLC微支付通道是通过 Hashed Timelock Contract 来实现的，中文意思是“哈希的带时钟的合约”。这个其实就是限时转账。理解起来也很简单，通过智能合约，双方约定转账方先冻结一笔钱，并提供一个哈希值，如果在一定时间内有人能提出一个字符串，使得它哈希后的值跟已知值匹配（实际上意味着转账方授权了接收方来提现），则这笔钱转给接收方。不太恰当的例子，约定一定时间内，有人知道了某个暗语（可以生成匹配的哈希值），就可以拿到这个指定的资金。推广一步，甲想转账给丙，丙先发给甲一个哈希值。甲可以先跟乙签订一个合同，如果你在一定时间内能告诉我一个暗语，我就给你多少钱。乙于是跑去跟丙签订一个合同，如果你告诉我那个暗语，我就给你多少钱。丙于是告诉乙暗语，拿到乙的钱，乙又从甲拿到钱。最终达到结果是甲转账给丙。这样甲和丙之间似乎构成了一条完整的虚拟的“支付通道”。HTLC 机制可以扩展到多个人的场景。闪电网络RSMC 保障了两个人之间的直接交易可以在链下完成，HTLC 保障了任意两个人之间的转账都可以通过一条“支付”通道来完成。闪电网络整合这两种机制，就可以实现任意两个人之间的交易都在链下完成了。在整个交易中，智能合约起到了中介的重要角色，而区块链网络则确保最终的交易结果被确认。优缺点：优点：交易速度：一旦网络上线，你就不必再等着多次确认自己的每笔交易。无论网络有多繁忙，交易几乎都是即时完成的。如果这点能实现的话，那么加密货币市场将向着能与Visa、MasterCard和PayPal等传统支付系统竞争迈出一大步。交易费用：由于交易在区块链之外，闪电网络通道内进行，因此你只需支付很少的费用（如果有的话）就可以了。这是闪电网络的主要优势之一，因为这将完全使比特币成为商店、咖啡馆、酒吧等场所的一种付款方式。可扩展性：据说，闪电网络将促使比特币和其他加密货币的每秒交易数达到前所未有的高度——每秒至少100万笔交易。跨链原子交换：跨区块链交易的首次测试已经取得了成功，这非常令人兴奋。只要两个区块链共享相同的加密哈希函数（大多数都能做到），用户就可以从一个链向另一个链进行汇款，而无需信任第三方中介，例如交易所。这项技术具有真正的革命性潜力。安全性和匿名性：绝大多数加密货币都不是完全匿名的。仍然可以跟踪从一个钱包到另一个钱包的交易。然而，在闪电网络中，大部分交易都发生在主区块链之外，因此几乎不可能跟踪到通过闪电通道进行的所有小额支付。缺点：没有全面运作：目前，闪电网络的主要缺点可能还在于它尚未完全投入运营，因此没有办法完全断言它到底有多好。而且，在表明上看，其概念非常棒，但是到目前为止还无法知晓它最终是否会像看起来这般优秀。通道的复杂性：闪电网络被概念化为一种通道网络，一旦建立，其理论上应允许无缝交易。然而，我们无法确定如果支付路径过于复杂的话会发生什么。当然，如果你的交易需要经过几十个中间通道，那么费用自然就会增加。渠道上限：该网络的另一个缺点是，在其当前版本中，通道是存在上限的。也就是说，两个用户在建立通道时，存储在钱包中的比特币数量是该通道中的最大资金数。这种设置可能会导致某些用户需要做出选择：是要闪电网络通道内部流动性，还是主区块链上的外部流动性。这绝非是用户（特别是那些资源相当有限的人）希望看到的。Hub：此外，人们还一直担心会形成“hubs” —— 一种拥有大量资金的节点，大多数交易的进行都要通过这些节点。许多比特币爱好者认为这会导致网络的进一步集中化。但是，这些hubs不太可能从交易费用中获得任何可观的利润。同样，值得注意的是，目前上述闪电网络的优点和缺点都仅仅是推测。闪电网络现状如何 数据表现2021 年萨尔瓦多将比特币法币化后，闪电网络得到了更多的应用，通道中的 BTC 数量也在快速增长（如下图）。截止至 2023 年 2 月 8 日，闪电网络一共有 1.6 万个节点，近 7.7 万个支付通道，通道资金约 5356 枚比特币（约合 1.24 亿美金）。闪电网络通道的集中地主要在美国、加拿大、德国。仅美国的通道数量就占了 30.15% ，而在亚洲，仅新加坡的通道数量占比相对较高（1.644% ）。由于闪电网络在亚洲的使用极少，东西方之间对闪电网络存在着认知差。使用场景在技术逐渐成熟的基础上，支付及社交巨头们在推动着闪电网络的普及。当前闪电网络的使用场景包括：社交平台支付打赏：近期火热的 Damus 支持了闪电网络支付及打赏功能，用户可选择使用 Strike、Cash App、Blue Wallet 等数十个钱包。跨境汇款：数字支付平台 Strike 于 2023 年 1 月宣布与 Send Globally 合作，使得美国和菲律宾的用户之间可以通过闪电网络进行快速、安全、低成本的汇款。通过 Send Globally，美元可以转换成比特币，通过闪电网络发送至收款人所在国家的第三方合作伙伴，再转换成当地货币并直接发送到收款人的账户。商户支付：Strike 和 Shopify、Blackhawk Network、NCR 合作建立了比特币支付系统，该系统允许商家在客户使用加密货币付款后快速接收美元。目前支持该支付系统的商家包括麦当劳、CVS、Walgreens、Whole Foods 和沃尔玛等。转账交易：Jack Dorsey 领导的支付公司 Block 旗下的支付平台 Cash APP 可支持通过闪电网络发送和接受比特币。存在问题：关于闪电网络的缺陷，网络上有观点认为其节点运行可能走向中心化、通道容量较高时路由可能遇到流动性问题等，但闪电网络还处于非常早期，出现一些问题和不足是非常之正常的，且相关的基础设施和生态都在完善之中，只要闪电网络是有价值和意义，且有真实用户需求的，我们不妨可以多给它一些耐心。当然，从闪电网络的普及方面来看，用户教育确实是个不小的挑战，如何让用户从心理和行为层面接受用加密货币支付，以及如何基于用户构建起巨大的支付网络，这些都还有很长的一段路要走。未来发展：总体而言，闪电网络为比特币用于日常支付开辟了新的路径，也为比特币实现「点对点电子现金系统」的初心而努力着。闪电网络从想法提出到 2018 年正式落地，一直在艰难中前行，至今仍处于早期阶段。但较为乐观的是，闪电网络从 2021 年起发展迅速，逐渐在用户群体间形成共识，并扩展了真实有效的用例。Damus 作为去中心化社交应用，支持了闪电网络，用户可以在应用中进行支付和打赏，通过这种方式或将有效培养用户使用比特币进行小额支付的习惯。另外，Strike、Lightning Labs 等也在持续推进闪电网络的发展。或许有一天，闪电网络之于比特币，将如同 Visa 之于货币。本人名字郭莹城，坐标深圳，前IBM架构师、咨询师、敏捷开发技术教练，前IBM区块链研究小组成员、《区块链核心技术与应用》作者之一，前huobi矿池defi应用技术主管，现一家web3软件开发公司合伙人，如果你有任何开发web3软件的需要或想跟我交流，欢迎加我联系方式（暗号：MR）：微信：360369487联系方式：telegram: 电报： https://t.me/eric_blocktelegram社群： https://t.me/eric_friendstelegram频道：主频道：https://t.me/cryptochanneleric参考文章 ：https://mirror.xyz/arsenal-fc.eth/ujrApyfn40YOBKAZ9mz5sWNCZjWig2x1IZESAn0QvFghttps://yeasy.gitbook.io/blockchain_guide/06_bitcoin/lightning_networkhttps://zh.wikipedia.org/zh-hans/%E9%97%AA%E7%94%B5%E7%BD%91%E7%BB%9C