深入解讀閃電網絡：探尋比特幣支付通道的前世今生_比特幣

原文作者：Twitter@EvieEvieXia

原文編輯：Twitter@binary_dao

研究導讀：

中本聰在?2009?年創造比特幣的時候，就有了關于支付通道的想法，并在?Bitcoin1.0?中包含了支付通道的代碼草稿。之后的幾年里，支付通道和閃電網絡的實現方案，一直在被比特幣社區的極客們推動著向前，其力求實現比特幣的初心——搭建點對點的電子現金系統，即便這是一條難而遠的道路。

推特創始人?Jack?稱，將閃電網絡集成到?Twitter?或?BlueSky?中只是時間問題，并在?2021?年宣布?Twitter?可以支持第三方閃電網絡打賞服務。近期火熱的去中心化社交應用?Damus?內置的比特幣閃電網絡支付功能，再一次引發了大家對閃電網絡的關注。

閃電網絡將交易環節放在鏈下進行，只有最終的交易結果才在鏈上確認，從而提高比特幣網絡的交易效率，讓用戶能夠以更低的成本、更快的速度完成支付。

閃電網絡的用例包括社交平臺打賞支付、跨境匯款、商戶支付、轉賬交易等，能夠滿足多樣化的支付場景需求。

2021?年薩爾瓦多將比特幣法幣化后，閃電網絡的支付數量和金額迅速上升。截止至?2023?年?2?月?8?日，閃電網絡一共有?1.6?萬個節點，近?7.7?萬個支付通道，通道資金約?5356?枚比特幣。

2022?年，閃電網絡領域也出現了多筆大額融資，包括a16z、Paradigm在內的頂級機構也參與到了相關項目的投資中。

當然，閃電網絡在普及化的路長還存在著許多挑戰，如何讓用戶從心理和行為層面接受用加密貨幣支付，以及如何基于用戶構建起巨大的支付網絡，這些都還有很長的一段路要走。但較為樂觀的是，閃電網絡已經有了不少真實有效的用例，在?Strike、LightningLabs?等的共建下，隨著技術的不斷成熟，以及使用場景不斷豐富，或許有一天，閃電網絡之于比特幣，將如同?Visa?之于貨幣。

聲音 | 中國科學院院士王小云：密碼技術將深入融合5G、區塊鏈、人工智能等數字經濟領域:據中國國際貿易促進委員會四川省委員會官網消息，7月29日，第四屆中國網絡與信息安全大會在成都隆重召開。中國科學院院士王小云在題為《密碼技術與數字經濟高質量發展》的報告中指出，目前我國及世界已經進入到大數據應用和數字經濟高速發展的新時期，但是信息的惡意獲取、篡改、偽造和濫用，使得數字經濟的安全問題日趨嚴重。而密碼技術作為保障數字經濟高質量發展的一個重要技術手段，將深入融合5G、區塊鏈、人工智能、衛星性、物聯網、智慧城市等眾多數字經濟領域，助推智慧社會高速發展。[2019/7/31]

一、閃電網絡是什么

閃電網絡是比特幣的?Layer?2?解決方案，在比特幣的支付場景中，閃電網絡能夠幫助用戶節省成本，提升效率。

1.發展歷程

閃電網絡最早的概念叫“支付通道”，其設計思路是，使用交易替換的方式更新未確認的交易狀態，直至其被廣播到比特幣網絡上為止。中本聰在?2009?年創造比特幣的時候，就有了關于支付通道的想法，并在?Bitcoin1.0?中包含了支付通道的代碼草稿，其允許用戶在交易被網絡確認之前更新交易。在?2013?年，MikeHearn?在比特幣開發郵件組中進一步闡述了中本聰對支付通道的想法。

在后來的幾年里，陸續出現了相關的解決方案，但都沒有帶來太大影響。直到?2015?年?2?月，由?JosephPoon?和?ThaddeusDryja?寫的白皮書——“TheBitcoinLightningNetwork:ScalableOff-ChainInstantPayment”發布。就此，閃電網絡橫空出世。

聲音 | 律師劉曄：法院可以更一步深入了解并思考比特幣SV的屬性:上海市海上律師事務所合伙人劉曄在微博表示：當法院進一步思考時，當知道，比特幣并非虛擬財產而是真實財產。當更一步深入了解并思考時，當知道，比特幣SV乃遵循比特幣白皮書的原始理念，乃真正比特幣，其不僅僅是真實財產，且以提供真實賬本空間服務的形式在實現真實商品屬性的同時（當下法律），也逐漸走向成為全球貨幣之路（未來法律）。據媒體報道，今日，首例比特幣財產侵權糾紛案在杭州互聯網法院開庭宣判。本次庭審法院確認了比特幣“虛擬財產”屬性。[2019/7/18]

閃電網絡的支付信道網狀路由

2015?年?12?月，GregoryMaxwell?在比特幣開發者郵件中提出了一份擴展方案路線圖，其中突出地包括了閃電網絡。該路線圖獲得了比特幣技術社區大部分人的支持，并在?BitcoinCore?項目中實施。這一下，就激發了大家對閃電網絡的期待。隨之，帶著滿腔熱情的開發者們構建了閃電網絡的協議棧——BOLT。基于這個標準，閃電網絡能夠兼容比特幣、萊特幣。

2018?年?3?月，LightningLabs?發布了?beta?版本的閃電網絡實現方案，其功能可以支持早期用戶使用，這標志著閃電網絡發展的一個里程碑。同時?LightningLabs?宣布獲得了?250?萬美元的種子輪融資，投資人包括?Twitter?的創始人?JackDorsey。之后有關閃電網絡的協議和應用逐漸豐富起來，比如?BOLT?協議的加強版——OmniBOLT、可支持比特幣閃電網絡的支付平臺?CashAPP?及?Strike?等等。在?Damus?推出后，閃電網絡又一次迎來了新的突破……

2.實現方式

閃電網絡的核心思路并不復雜，即將交易環節放在鏈下進行，只有最終的交易結果才在鏈上確認，從而提高現有比特幣網絡的交易效率，其運作方式如下：

聲音 | Evolution capital創始合伙人：熊市有更多時間做深入思考:11月16日， Evolution capital 創始合伙人老葛在“499加油站第二十期”接受火幣英才CEO張曉媛和節點資本合伙人及貝殼公關CEO姜曉玉的采訪時表示， 熊市過冬寶典一，是意識的升級，慢慢對這個行業的理解跟上了，自然比隔岸觀火的人理解更深。熊市過冬寶典二，是多宣傳，PR成本低；好好做社群，做精，有更優質的用戶；扎實的做合規。花時間在這些領域提升，積累經驗和技能的小伙伴，下一波行情來的時候，就有了更多的優勢。保持敏銳，等下一波機會大批涌來的時候，肯定是觀念超前，行動在一線的人，最有機會把握住。[2018/11/17]

交易的雙方在首筆交易時建立一個鏈下的支付通道，本質上就是待交易雙方共持的記賬本，用于保存交易記錄。交易雙方在通道中鎖入一定數量的資金，然后通過私鑰進行簽署交易。

閃電網絡的運行邏輯，來源：https://www.youtube.com/watch?v=FOT6NqaEtfc

雙方之間的資金轉移不在鏈上進行，而是只保存在彼此的賬本上，當其中一方或雙方決定不再需要該通道的時候，結算的余額再在主網上廣播。

閃電網絡的運行邏輯，來源：https://www.youtube.com/watch?v=FOT6NqaEtfc

但是閃電網絡不僅僅只是雙方的直接連接，其可以使得大量單條的通道串聯起來，從而形成一個相互連接的、廣闊的支付網絡。也就是說，假設?C?和?A?有通道，C?和?B?沒有通道，但是?A?和?B?有通道，那么?C?就可以通過?A?間接地來和?B?進行交易，而作為中間商的?A?可以收取路由費用。在閃電網絡中，網絡會找到最少節點、最少交易費的路徑來完成交易。

動態 | 人民日報：深入實施國家大數據戰略 應突破區塊鏈等十大技術瓶頸:9月14日訊，人民日報發文表示，深入實施國家大數據戰略，應集中力量協同攻關，突破大數據的十大技術瓶頸，包括數據供給層面的區塊鏈技術、數據交換技術，數據處理層面的大數據存儲管理技術、分布式計算技術、編程語言技術，數據分析層面的大數據基礎算法、機器學習、數據智能技術，大數據應用層面的大數據可視化、真偽判定技術。[2018/9/14]

閃電網絡運行邏輯，來源：https://www.youtube.com/watch?v=FOT6NqaEtfc

二、?為什么需要閃電網絡

1.提升交易速度

比特幣網絡當前每秒最多可以執行的交易數量為?7?筆，網絡使用的增加可能導致交易確認被延遲，十分不利于用戶的支付體驗，然而?Visa?每秒可執行的交易數量達數千筆。由于閃電網絡支付在通道內的交易都是在鏈下的，只需智能合約來執行，無需全網確認，所以大大提升了處理效率。從理論上講，閃電網絡每秒可實現的交易數量達百萬級別。

閃電網絡的?tps?優勢對比

2.降低交易額門檻

閃電網絡可以用單個比特幣劃分的最小單位"聰"來支付，這滿足了日常小額支付的需求。

3.降低交易費用

比特幣區塊空間屬于稀缺資源，需要用戶之間相互競價，才能夠確保自己的交易及時納入區塊空間。對于礦工而言，肯定會優先納入手續費更高的交易。如果沒有多少用戶做交易的話，可以把手續費設置的很低，這樣交易可能會納入到下一個區塊，但是如果同時交易的人很多時，就會導致手續費大幅上漲。當前比特幣交易手續費在?1.5?美金左右，而在?2021?年市場巔峰時期則突破了?60?美金。對于數千美金的交易而言，這點手續費可以在接受范圍內，但對于日常的小額支付，如買咖啡，加上手續費的話就很不劃算了。Visa?和萬事達卡每筆交易會收取?2%?～?3%?的手續費，而使用閃電網絡，?100?美元的交易費不會超過?1?美分。由于極大地降低了交易費用，閃電網絡使得用比特幣作為日常支付變得經濟可行。

工信部于佳寧：深入理解區塊鏈，要從兩個層次來看:近日，工業和信息化部信息中心工業經濟研究所所長，中國計算機學會區塊鏈專委會委員于佳寧在接受《人民創投·區塊鏈》采訪時表示，區塊鏈有兩個層次的含義：第一個層次強調技術層面創新，是一種分布式、不可篡改的數據庫技術。這項新技術有力擴展了數據庫技術的使用場景和應用范圍，使得數據庫技術在“弱信任”的環境中也可以應用。第二個層次強調模式層面的創新，實際上是一種新型獨立數字資產載體，可以助力實現資產的數字化。[2018/5/23]

比特幣的交易手續費，數據來源：https://bitinfocharts.com/zh/comparison/bitcoin-transactionfees.html#3y

三、?閃電網絡現狀如何

1.數據表現

2021?年薩爾瓦多將比特幣法幣化后，閃電網絡得到了更多的應用，通道中的BTC數量也在快速增長。截止至?2023?年?2?月?8?日，閃電網絡一共有?1.6?萬個節點，近?7.7?萬個支付通道，通道資金約?5356?枚比特幣。

閃電網絡中的?BTC?數量，數據來源：https://river.com/learn/files/river-lightning-report.pdf

閃電網絡通道的集中地主要在美國、加拿大、德國。僅美國的通道數量就占了?30.15%?，而在亞洲，僅新加坡的通道數量占比相對較高。由于閃電網絡在亞洲的使用極少，東西方之間對閃電網絡存在著認知差。

閃電網絡全球的節點及通道情況，圖片來源；https://explorer.acinq.co/2.使用場景

在技術逐漸成熟的基礎上，支付及社交巨頭們在推動著閃電網絡的普及。當前閃電網絡的使用場景包括：

社交平臺支付打賞：近期火熱的?Damus?支持了閃電網絡支付及打賞功能，用戶可選擇使用?Strike、CashApp、BlueWallet?等數十個錢包。

跨境匯款：數字支付平臺?Strike?于?2023?年?1?月宣布與?SendGlobally?合作，使得美國和菲律賓的用戶之間可以通過閃電網絡進行快速、安全、低成本的匯款。通過?SendGlobally，美元可以轉換成比特幣，通過閃電網絡發送至收款人所在國家的第三方合作伙伴，再轉換成當地貨幣并直接發送到收款人的賬戶。

商戶支付：Strike?和Shopify、BlackhawkNetwork、NCR合作建立了比特幣支付系統，該系統允許商家在客戶使用加密貨幣付款后快速接收美元。目前支持該支付系統的商家包括麥當勞、CVS、Walgreens、WholeFoods和沃爾瑪等。

轉賬交易：JackDorsey?領導的支付公司?Block?旗下的支付平臺?CashAPP?可支持通過閃電網絡發送和接受比特幣。

3.使用便利性

對于普通用戶而言，通過支持閃電網絡的錢包即可簡便地完成充值及支付。以較為常用的非托管錢包?Phoenix?為例，它可以為用戶自動創建支付通道。在創建通道時，Phoenix?會收取?1%?以及約?3000?聰的費用，但若使用已有的通道支付，則是免費的。另外，它擁有兌入和兌出功能，用戶可以無縫發送和接收鏈上交易。除了?Phoenix?外，當前支持閃電網絡支付的應用還有?BlueWallet、Muun、Strike、CashApp?等，這些應用近年來也在不斷地優化迭代，極大地降低了用戶使用閃電網絡的門檻。

支持閃電網絡的支付方式，圖片來源：file:///Users/xiayiwei/Downloads/the-state-of-lightning-volume-2.pdf

4.投融資

2022?年，閃電網絡領域也出現了多筆大額融資，包括a16z、Paradigm?在內的頂級機構也參與到了相關項目的投資中：

2022?年?4?月，專注于比特幣業務的公司?LightningLabs?完成?7000?萬美元?B?輪融資，ValorEquityPartners?領投。

2022?年?5?月，由?Meta?加密貨幣主管?DavidMarcus?創立的比特幣閃電網絡公司?Lightspark?完成了一輪融資，本輪融資由a16z和?Paradigm?領投。

2022?年?9?月，基于比特幣閃電網絡建立的加密支付應用?Strike?宣布完成?8000?萬美元?B?輪融資。

四、?閃電網絡發展存在的問題

關于閃電網絡的缺陷，網絡上有觀點認為其節點運行可能走向中心化、通道容量較高時路由可能遇到流動性問題等，但閃電網絡還處于非常早期，出現一些問題和不足是非常之正常的，且相關的基礎設施和生態都在完善之中，只要閃電網絡是有價值和意義，且有真實用戶需求的，我們不妨可以多給它一些耐心。當然，從閃電網絡的普及方面來看，用戶教育確實是個不小的挑戰，如何讓用戶從心理和行為層面接受用加密貨幣支付，以及如何基于用戶構建起巨大的支付網絡，這些都還有很長的一段路要走。

五、?閃電網絡發展將如何

總體而言，閃電網絡為比特幣用于日常支付開辟了新的路徑，也為比特幣實現“點對點電子現金系統”的初心而努力著。閃電網絡從想法提出到?2018?年正式落地，一直在艱難中前行，至今仍處于早期階段。但較為樂觀的是，閃電網絡從?2021?年起發展迅速，逐漸在用戶群體間形成共識，并擴展了真實有效的用例。

Damus?作為去中心化社交應用，支持了閃電網絡，用戶可以在應用中進行支付和打賞，通過這種方式或將有效培養用戶使用比特幣進行小額支付的習慣。另外，Strike、LightningLabs?等也在持續推進閃電網絡的發展。或許有一天，閃電網絡之于比特幣，將如同?Visa?之于貨幣。

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