什么是闪电网络？它是如何运作的？

内容来源：cointelegraph

当2008年中本聪首次提出比特币时，James A. Donald就对该系统首次公开评论道：“按照我对你的计划的理解，它(的区块)似乎没有扩大到必需的大小”。而十年之后，可扩展性仍然是比特币以及其他老牌加密货币系统中存在的最大问题。

可扩展性到底意味着什么？好吧，因其限制，比特币每秒只能处理大约7笔交易。虽然这一开始就已经足够了，但现在这个系统已经拥堵了好几年了。因此，交易需要等待很长时间才能被处理，而且交易所需手续费也过高了。

（Visa、比特币、比特币现金每秒交易量对比）

如果比特币要成为现有支付系统的成熟替代品，它显然需要能够与它们进行竞争。但到目前为止，它还差得很远。要理解这种情况的严重性，只需将比特币每秒的交易速度与Visa的平均交易速度(每秒2.4万笔)及峰值速度(每秒5万笔)进行比较。

多年来，比特币社区就如何提高比特币的可扩展性提出了各种建议，但直到目前仍未能达成一致共识。这就是为什么现在有好几个类比特币网络从原始的比特币网络中分叉了出来。然而对于这个问题，目前有一种正在测试中的解决方案可能会奏效。它被称为“闪电网络”。

什么是闪电网络？

过去，发电报是最快捷、最有效的一种远程通信方式。如果你要发电报，就必须前往当地邮局填写相应表格，并根据信件中所包含的字数来支付相应费用。接着，该电文就会被发送到最近的电报局，然后被传送至远方的目的地。

许多人都是为了发送一条简短的信息，但为此却必须花费不少钱。这几乎就是比特币网络当前的状态。而比起这个，使用闪电网络基本上就像是你在用快速拨号呼叫对方：你只需要按下“1”，你朋友的手机就响了。

简而言之，比特币闪电网络背后的想法可能像这样：我们确实不需要在区块链上记录每一笔交易。

相反，闪电网络在比特币的区块链上增添了新一层，使得用户能在该附加层上与任意一方搭建起支付通道。这些通道可以根据需要存在，并且因为它们是建立于两个人之间的，所以交易几乎是即时的，所需费用也会变得非常低，甚至是免费的。

闪电网络是如何工作的？

比如Danny和Jon，他们可能在一起工作，也可能是亲戚或夫妻，重点是他们需要经常、快速且耗费最低地进行相互汇款。因此，他们在闪电网络上创建了一个通道。

首先，他们需要创建一个多重签名的钱包，这是一个他们可以用各自私钥访问的钱包。然后，他们都将一定数量的比特币(比如每人3个比特币)存入该钱包。

从此，他们彼此间就可以进行无限制的交易。基本上，这些交易是这一共享钱包中所存资金的重新分配。例如，如果Danny想要向Jon发送1个比特币，她将需要将这个比特币的所有权转让给Jon。然后，他们两个再用各自的私钥签名来更新资产负债表。

当通道关闭时，资金的实际分配就能完成。而算法是利用最近签名的资产负债表来确定资金分配的。如果Danny和Jon在一次交易后就决定关闭通道，Danny就将只剩下2个比特币，而Jon将拥有4个比特币。

只有在通道关闭后，其初始余额和最终余额的相关信息才会被广播到比特币区块链上。因此，闪电网络允许用户在主链之外进行大量交易，然后它再将这些交易记录为单笔交易。

最令人兴奋的是，一旦该技术被广泛采用，你甚至不一定需要建立专门的通道来向某个人发送资金。相反，你可以通过有共同连接的通道向某人进行付款。系统将自动找到最短付款路径。

这就是为什么闪电网络也许可以终结关于能否用比特币来购买一杯咖啡的无休止的辩论。从表面上看，通过闪电网络这样做也许是可行的，因为这样实际上不会产生任何费用。

但是，值得注意的是，使用闪电网络意味着系统将在区块链之上运行，实际上闪电网络并不具备区块链所有的安全性。因此，它很可能主要被用于进行小额交易甚至是金额相对微量的交易。而需要去中心化安全性的大额交易很可能仍将在原始层(主链)上完成。

最后，目前正在测试的闪电网络的另一个迷人功能是跨链原子交换，即在不同的区块链之间进行代币转移。简而言之，它是一种不通过加密货币交易所就能将任何给定的加密货币给交换成另一种加密货币的方式。

最终，这项技术可能会使不安全的中心化交易所及其麻烦的交易方式变得过时。比特币和莱特币测试链之间的首个跨链原子交换测试已被证明是成功的。

是谁开发了闪电网络？

2015年，Joseph Poon和Thaddeus Dryja在一份白皮书中首次提出了闪电网络。目前有三个团队在共同开展闪电网络的大量开发工作：Blockstream，Lightning Labs和ACINQ。

上面提到的每个初创公司都在用不同编程语言实现着各自的闪电网络协议。

此外，目前还有其它实现正在开发中。最后，值得注意的是最近的测试已经证明这三个主要实现是完全可互操作的，这意味着它们可以彼此无缝地协同工作。

何时、何地以及为何使用闪电网络？

加密货币社区似乎正热切期待着闪电网络的推出。最初，它是专为比特币设计的，但这一技术现在也正被用在其它加密货币上，如恒星币、莱特币、Zcash、以太坊和瑞波币。

已经有真正的比特币通过闪电网络被发送，并且几乎都是用Blockstream，Lightning Labs和ACINQ的实现来进行接收的，这证明了所有这三个实现都是可互操作的。此外，第一版概述闪电网络规范的文件也已经发布。

这些规范对于闪电网络来说是一个巨大的进步，因为它们可以被应用开发者及其它编程语言的闪电网络实现开发者所用。

然而，闪电网络现在仍处于起步阶段。到目前为止，还没有软件能让现实中的普通用户使用闪电网络进行交易。此外，当前闪电网络的实现仍存在着许多bug。闪电网络开发者已经开始鼓励用户使用比特币测试网来学习闪电网络，且这样做也不需要发送任何真的比特币。

开发人员还建议用户保持耐心，因为闪电网络的代码非常复杂，需要进行严格的测试。要想被比特币社区完全接纳，闪电网络需要证明自身是安全可用的。考虑到这一点以及许多其他因素，专家预测，一个可完全正常工作的闪电网络出现可能需要等上几个月到几年的时间。

至于为什么使用闪电网络，原因很简单：高可扩展性。如果闪电网络真的能够解决目前比特币的主要问题，那它很可能也会被其他加密货币所采用。

如果真的这样的话，跨链原子交换技术就可能被进一步研发出来，从而向真正去中心化加密货币交易方向迈出第一步。

闪电网络的优点

正如之前提到的，闪电网络只是迈出了它的最初一步。它仍然处于开发阶段，实际上它是否能像开发者们想象的那样运转仍有待观察。如果能的话，以下则是闪电网络的重要优势：

交易速度

一旦闪电网络上线，你就无需等待交易要被多次确认。无论比特币网络有多繁忙，闪电网络交易几乎都是即时完成的。如果真的这样的话，加密货币市场将朝着能够与Visa、MasterCard和PayPal等传统支付系统竞争的方向迈出巨大一步。

交易费用

由于交易实际上将在闪电网络通道内和区块链之外进行，因此你只需支付些许费用(如果有的话)。这是闪电网络的主要优势之一，因为这将使得比特币完全能够成为商店、咖啡馆、酒吧等地方的一种付款方式。

可扩展性

据说闪电网络能够将比特币及其他加密货币的交易速度提升到每秒至少100万笔交易。

跨链原子交换

第一次跨区块链交易测试已经成功了，这非常令人兴奋。只要两条区块链共享相同的加密哈希函数(或是大多数区块链都共享同样的哈希函数)，用户将能够将资金从一条链转发到另一条链，而无需信任第三方中介，例如交易所。这项技术真正具有革命性的潜力。

安全性和匿名性

绝大多数加密货币都不是完全匿名的。仍然可以根据交易从一个钱包跟踪到另一个钱包。然而，如果是使用闪电网络，大部分交易都发生在主区块链之外，因此通过闪电网络通道进行的所有微支付几乎都无法被追踪。

闪电网络的缺点

尚未被全面运行

可能目前闪电网络的主要缺点是它还没有被全面运行，因此没有办法完全断言它到底有多优异。此外，它的概念从书面上看起来很棒，但是到目前为止我们仍无法知道它运行起来是否能像想象中的那么棒。

通道的复杂性

闪电网络被概念化为一种通道网络，一旦这些通道建立完成，理论上将能够实现无缝交易。然而，如果支付路线过于复杂，将会发生什么，目前仍不得而知。当然，如果你的交易需要经过几十个中间通道，手续费相应也会增加。

通道容量上限

闪电网络的另一个缺点是，在其当前版本中，通道容量是有上限的。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，即是该通道中的最大资金量。这种设置造成了这样一种情况，即一些用户可能需要在闪电网络通道中的流动性和主区块链中的流动性之间做出选择。这远远不够理想，特别是对那些资源相当有限的人来说。

中心化

此外，人们一直担心会有“枢纽”(Hubs)出现，枢纽是一类拥有大量资金的节点，大多数交易都将通过这些节点。许多比特币爱好者认为，这是比特币网络的进一步中心化。但是，这些枢纽不太可能能从交易手续费中获得大量利润。

同样值得指出的是，目前上面所列出的闪电网络的优点和缺点都是极具推测性的。

我应该使用闪电网络吗？

好吧，事实上，如果你不是高级用户，那么你仍将不能使用闪电网络。所以，目前能做的只有等待，看看闪电网络是否能像其所声称的、是否能真正起作用、是否足够安全。

请记住，闪电网络不是唯一的扩容提案，并且在这场扩容竞争中，它也不是无可争议的领先者，比特币现金(BCH)便是其主要的竞争对手。比特币现金追随者和闪电网络支持者之间的辩论非常激烈，尚无休止。有可能其中一个提案胜出，也有可能它们会共存，也可能有另一种完全不同的解决方案。

闪电网络和比特币现金殊途同归

闪电网络足够令人兴奋。如果它确实能够被实现，那么考虑下你实际想用比特币做什么吧。如果你将这些代币视为长期投资品，而没有其它用途，那么你可能甚至都不需要闪电网络，因为目前看来，使用它来处理大额交易似乎并不真正安全。

但是，如果你将比特币视为一种替代支付方式，那么闪电网络如果能够符合预期，它便是你所需的。即时微支付、提高匿名性、几乎无需手续费……它似乎真的解决了比特币存在的大多数问题。