閃電網絡綜述：比特幣網絡的L2解決方案（上）_比特幣

Arcane的《TheStateofLightning》強調了閃電網絡是如何讓世界各地的人們更容易接觸到比特幣的。歸根結底，構建互聯網原生交易鏈其實是一場馬拉松，而不是短跑，而我們正處于一個拐點，但也處于曲線的起點。在本文中，我們可以看到閃電網絡已經使人們能夠通過互聯網本地全球交易即時匯款，在新興市場有巨大的機會。

來源：ArcaneResearch

編譯：陳一晚風

閃電網絡現狀概述

比特幣是一種不受中央控制或任何銀行或政府監管的數字貨幣。比特幣持有者可以依靠比特幣網絡巧妙的技術設置和激勵機制來保護他們的價值，而不是信任中央銀行或政府來確保他們所持貨幣的價值。

比特幣批判人士認為，作為一種支付網絡，比特幣的發展速度太慢。這種說法在一定程度上是正確的，因為比特幣的鏈上吞吐量峰值為每秒7個交易包。相比之下，Visa平均每秒處理1700筆交易，聲稱每秒能處理65000筆交易。比特幣網絡可以改變其協議，通過增加區塊大小或減少區塊時間來允許每秒更多的支付，但也存在一定的弊端。一直以來，緩慢的驗證和生成時間以及對礦工的激勵，是比特幣的核心價值主張。

閃電網絡代表了在不損害比特幣網絡安全的情況下解決比特幣吞吐量緩慢的解決方案。利用閃電網絡，數百萬人可以在同一時間以近乎即時的速度發送一部分比特幣。

圖1-每秒visa交易量vs.比特幣鏈上每秒交易量vs.閃電網絡

1.閃電網絡使用量的增長速度比公開數據顯示的要快

2015年，JosephPoon和ThaddeusDryja在一份白皮書草案中首次描述了閃電網絡背后的關鍵想法，但隨著2018年閃電網絡的推出，導致將這一概念轉化為工作代碼則需要三年時間。早期的幾年主要是技術開發和小眾應用，而我們現在仍然處在這個階段，但自2020年底以來，閃電網絡使用量已經顯著增加。

圖2-比特幣閃電網絡生態系統

據公共統計數據所顯示的總信道容量和節點數量，閃電網絡正在迅速增長。下圖顯示了閃電網絡今年BTC容量的指數級增長。

圖3-閃電網絡：2018-2021年公共BTC容量??

然而，公共指標并不能顯示真正的使用量增長幅度。由于來自閃電生態系統中重要角色的高度詳細的輸入數據，我們已經能夠對閃電網絡的歷史使用情況進行詳細的估計。過去一年，錢包支付量的增長遠遠超過了最廣泛引用的增長指標——渠道總容量。從2021年初到8月底，錢包支付量每月增長20%，而公共渠道容量的相同數字為10%。今年9月，這種差異進一步擴大，支付量幾乎翻了一番，而公共渠道容量增長了26%。

圖4-閃電網絡錢包支付量的增長與公共容量的增長

自2020年底以來，閃電網絡的使用量一直在急劇上升，到2021年9月，增長呈拋物線形。這主要還是因為薩爾瓦多國家引入了比特幣作為法定貨幣。截至10月1日，薩爾瓦多總統NayibBukele表示，已有270萬薩爾瓦多人加入了Chivo的錢包。Chivo用戶的數量并不直接等同于活躍的閃電網絡用戶的數量。盡管如此，現在仍有270萬薩爾瓦多人可以在手機上通過閃電網絡進行支付，而其他知名公司也在啟用閃電支付。例如，擁有700萬用戶的Paxful于9月14日宣布其閃電網絡集成。此外，Twitter于9月23日推出了一項與閃電網絡集成的小費服務，使Twitter的1.86億用戶能夠利用閃電網絡相互發送小費。

2.閃電網絡服務的使用正在從由在線服務主導轉向日常使用

使用閃電支付的用戶數量的增加并不等同于閃電使用量的迅速增長。但我們的閃電網絡錢包統計數據顯示，上述的支付量在9月份翻了一番，而且隨著新用戶開始使用閃電支付，支付的構成正在發生變化。除了閃電錢包之間的轉賬，交易和賭博等在線服務的支付占據了支付量的主導地位。9月份的數據顯示，這種情況正在迅速發生變化，商戶支付和禮品卡等更典型的日常使用的個人轉賬和支付的增長速度是在線服務的兩倍。

圖5-使用閃電付款的用戶?

圖6-錢包用戶的閃電支付和個人轉賬

3.閃電網絡仍處于早期階段

比特幣和閃電網絡可以為數十億沒有銀行賬戶的人提供進入一個運轉良好的貨幣系統的途徑，為數百萬已經有銀行賬戶的人提供更便捷的途徑。從采用浪潮開始，我們已經確定閃電網絡活動的潛在影響范圍，基于一組基于人口統計數據的假設，如無銀行賬戶的人數、有互聯網接入的人數、互聯網使用率的增長等，我們對閃電網絡的使用情況做出了預測。廣泛的閃電網絡應用可能需要一段時間，但當比特幣站穩腳跟時，使用量可能會呈指數級增長。在薩爾瓦多采用閃電支付的潛在情況下，到2026年，近90%的成年人口將可以使用閃電支付。閃電網絡的使用曲線呈S形，每月的家庭支出和匯款額將增至約6.5億美元，每月的交易量將達到2000萬筆。

圖7-薩爾瓦多到2030年的家庭支出和匯款中使用閃電的潛在情景??

PayPal前總裁：正基于比特幣閃電網絡構建通用開放支付協議:金色財經報道，Lightspark 聯合創始人兼 CEO、PayPal前總裁David Marcus表示，正在基于比特幣閃電網絡進行構建通用開放支付協議，現在時候讓世界擁有通用開放支付協議了。[2023/7/30 16:06:43]

如果成功，其他國家將嘗試效仿薩爾瓦多的做法。第一個緊隨其后的國家可能是其他銀行準入條件差、本幣升值或被取消的國家。我們在高度依賴匯款和嚴重依賴美元的銀行狀況不佳的國家中，列出了潛在追隨者的“熱門名單”。這些國家總共有8.5億人口，其中650人目前沒有銀行賬戶。如果在2030年之前，有10%的國家使用比特幣，那么到2020年代末，閃電用戶將增加5000萬。到2030年，這些用戶的閃電支付年交易額將超過170億美元，通過家庭支出和匯款支付的閃電交易將超過12億美元。這些數字將在21世紀30年代增加，僅通過增加使用，更不用說更多的國家也會趕上來。

圖8-到2030年，其他銀行狀況不佳和美元化國家的家庭支出和匯款使用閃電的可能情景。

4.閃電網絡可以擾亂服務的提供方式

閃電網絡的應用范圍并不僅限于在銀行狀況不佳的國家作為交易媒介。在下圖中，我們顯示了不同類型轉賬的傳入交易量和交易計數，個人轉賬除外。從數量上看，從早期存款到交易和賭博服務的提款占主導地位。然而，在下面的圖中更靠右的地方，我們發現了閃電網絡唯一性的證據。游戲獎勵和收益僅占約4000美元的交易量，但卻有18.9萬筆交易，這意味著平均交易規模為2美分。這些交易清楚地證明了在閃電網絡上進行小額支付的可能性，可能允許用戶和公司幾乎立即進行結算，從而降低交易對手風險。

圖9-Lightning錢包統計-傳入交易分布年8.月)不包括錢包對錢包

閃電網絡和即時小額支付的可能性，極有可能改變我們為某些服務支付的方式。我們已經看到了第一步，但在未來，流動貨幣的替代方式將給許多受歡迎的服務帶來革命性的變化。

現金流的可能性可能會顛覆我們今天所知道的商業模式。為什么我們不能按Spotify上聽歌曲的每分鐘付費，或者按Netflix上看電影的每秒鐘付費呢？如果你可以直接從你的閃電錢包支付而不泄露任何關于你自己的信息，為什么你要把你的信用卡細節給內容服務?

對閃電網絡活動的潛在影響可能是巨大的，可以帶來數以百萬計的用戶，如果不是數十億的話。下面，我們列出了一些服務的全球用戶數量，在這些服務中，閃電支付可以成為支付這些服務的另一種方式。沒有理由停止使用這些服務。然而，這三種類型的用戶中有大量的用戶，說明了這些類型的服務對閃電網絡活動可能產生的極端影響。下圖展示了閃電網絡的潛在影響，顯示了通過閃電網絡為游戲、視頻和音頻服務付費的用戶數量的增長。

圖10-使用閃電支付的游戲、視頻和音頻服務用戶

為了估算閃電網絡的游戲、視頻和音頻潛在用戶數量，我們采用了報告中詳細解釋的一系列假設。到2030年，我們估計將有7億用戶通過閃電網絡為游戲、視頻和音頻付費。

另一個可能會讓你大吃一驚的估計是潛在閃電交易的數量。根據每天在這些服務上花費1小時的保守估計，以及平均25%的時間用閃電支付消費服務，我們的估計相當于到2030年每年不少于364萬億筆閃電交易。

雖然這只是一個估計，但如果通過改變傳統的支付流模式，將權力從供應商轉移到用戶，那么新的、創新的公司和服務將會出現。到2030年，使用閃電服務的用戶超過7億并非不可能。然而，問題是，他們會使用Steam、Netflix和Spotify，還是一個圍繞閃電網絡建立服務的全新服務?

所有這些估計似乎都有些牽強和荒謬。然而，我們不能忘記過去幾十年我們在許多領域看到的創新和極端增長。互聯網對全球信息共享的影響是無法預測的。許多人對互聯網以及它如何用于傳輸文件、電子郵件、音頻和其他內容持懷疑態度。這些技術挑戰的解決速度比許多人預期的要快。如今，有50億人使用互聯網，我們每天發送600多億條WhatsApp消息，據估計，到2025年，我們每天將發送3760億封電子郵件。比特幣和閃電網絡也基于開源協議和軟件，就像互聯網一樣，這使得另一個互聯網故事更有可能發生，有來自世界各地的創新和貢獻。

比特幣支付的新標準

1.什么是比特幣閃電網絡?

比特幣批判人士認為，作為一項支付網絡技術，比特幣發展緩慢。然而，比特幣緩慢的吞吐量是比特幣核心價值主張的基礎，這讓它具有最先進的安全性。閃電網絡代表了比特幣緩慢吞吐量的解決方案，作為比特幣區塊鏈作為Layer2替代方案的擴展，實現快速、廉價和大量的交易。

1.1比特幣鏈上網絡

比特幣是一種不受中央控制或任何銀行或政府監管的數字貨幣。比特幣持有者可以依靠比特幣網絡巧妙的技術設置和激勵機制來保護他們的比特幣價值，而不是信任中央銀行或政府來確保他們所持貨幣的價值。作為設置的一部分，比特幣網絡使用區塊鏈存儲網絡信息。

簡而言之，區塊鏈是一個公共分布式賬本，所有的交易都記錄在這里。每個區塊包含具體的信息，如時間、金額和每筆交易的交易對手。它還包括一個復雜的數學難題的答案，這是獨特的每個塊。

盡管如此，比特幣的技術也有其缺點。作為一個點對點電子現金系統，有兩個局限性。第一個是吞吐量，它是通過事務塊的大小來度量的。最初，這并沒有受到顯式限制，而是受到任何給定塊中P2P協議消息的最大大小32MB的隱式限制。然后，在2010年9月，SatoshiNakamoto在協議中增加了1MB的塊大小限制。最初的目標是防止服務器攻擊，因為此時事務數量遠未達到極限。

隨后，在2017年8月，對比特幣協議進行了升級，稱為SegWit，通過引入權重概念，極大地改變了區塊的測量方式。區塊大小限制被400萬單位的區塊重量所取代，這相當于在完全采用SegWit的情況下將最大區塊大小增加到大約4MB。隨著比特幣的日益普及，可擴展性問題已經顯現出來，盡管這是為了解決可擴展性問題，但在它能夠處理人類每天進行的數百萬筆小額交易之前，可擴展性的能力最終會達到一個上限。

比特幣閃電網絡通道數量為75,987個:金色財經報道，1ML數據顯示，當前比特幣閃電網絡節點為16,052個，過去30天增加0.55%;通道數量為75,987個，較一個月前增加了0.4%;網絡容量為5,237.21枚BTC，月漲2%。[2023/1/23 11:26:44]

圖11-比特幣鏈上每秒交易vs.Visa每秒交易

第二個限制是高額的交易費用。在比特幣交易被包含到一個區塊之前，它會進入內存池，同時等待礦工的驗證。由于有大量交易等待驗證，礦商受到激勵，首先驗證收費較高的交易。換句話說，交易費用與確認時間有關，并隨著網絡流量的增加而增加。

然而，這些限制本身并不是弱點。緩慢的驗證和生成時間，以及對礦工的激勵，是比特幣的核心價值主張，安全性的基礎。比特幣是數量級上最安全的區塊鏈。因此，有必要理解區塊鏈中的參數更改，例如增加塊大小或減少塊時間，將以安全性為代價。這就是閃電網絡的天才之處：交易不記錄在區塊鏈上，因此不需要挖礦，使閃電支付即時且成本極低。這一切都是在使用比特幣。

1.2閃電網絡的創新性

比特幣網絡和閃電網絡之間的區別是，比特幣網絡向鏈廣播每一筆交易，而閃電網絡根據鏈驗證通道狀態。由于鏈上交易需要傳輸大量的數據，比特幣區塊鏈每秒可以處理有限數量的交易。相比之下，信用卡供應商聲稱每秒最多可處理65,000筆支付交易。由于閃電網絡是建立在比特幣之上的，在大幅提高交易能力并降低成本的同時，它代表了傳統支付提供商和真正的點對點電子現金系統的一個有競爭力的選擇。

從理論上講，閃電網絡每秒能夠完成數百萬筆交易，遠遠超過Visa和萬事達等全球支付提供商。此外，閃電網絡交易的成本非常低，沒有塊大小限制，在供應方面成為瓶頸。總之，閃電網絡的速度和成本效益有可能顛覆整個行業。

圖12-比特幣鏈上每秒交易vs.Visa每秒交易vs.閃電網絡

1.3閃電網絡的使用

閃電網絡利用一個由智能合約驅動的支付通道網絡，在點對點之間發送交易。支付通道是閃電網絡中稱為節點的兩個交易方之間的連接。每個交易對手都承諾了一定數量的比特幣，這些比特幣可以發送到另一方的渠道。

兩個對等方可以決定通過在區塊鏈上創建多簽名交易來打開一個支付通道，允許他們之間轉移資金，而不需要在區塊鏈上廣播他們的交易。最終，當任何一方或雙方決定不再需要該通道時，將向區塊鏈廣播與雙方最終余額相對應的交易。

閃電網絡是比特幣網絡的Layer2解決方案，這意味著它建立在比特幣的基礎上。我們可以通過檢查閃電網絡的一個通道的開口清楚地看到這一點。當兩個對手方決定在閃電網絡上開通一個通道時，他們需要通過比特幣區塊鏈上的交易為該通道提供資金。在開盤交易中，每個節點提交存儲在區塊鏈上的比特幣數量，為其渠道一側提供資金。在下圖中，Alice和Bob在開始交易時各自向他們這邊的通道提交了1個比特幣。他們通過在區塊鏈上簽署多重簽名UTXO來實現這一點，他們在區塊鏈上分別提交1個比特幣。簡單地說，他們現在在區塊鏈上鎖定了1個比特幣，只能通過閃電網絡通道的新輸入來移動。根據下面的說明，我們已經從圖左下角的鏈上打開交易移動到圖左上角的Alice和Bob之間新打開的通道。

圖13-閃電網絡的支付通道示意圖

一旦通道打開，Alice和Bob就可以開始相互發送支付。首先，Alice付給Bob0.5比特幣。圖中顯示了在Alice向Bob發送0.5BTC后，從左上方新打開的通道移動到右上方。然后Alice這邊的信道減去0.5BTC加上Bob這邊的信道。交易結束后，Alice有0.5個比特幣，Bob有1.5個比特幣。現在，Bob想給Alice發0.25比特幣。Bob在他這邊有足夠的資金，因此可以向Alice發送0.25比特幣。在這次交易之后，Alice現在有0.75比特幣在她這邊，Bob有1.25比特幣在他這邊。

Alice和Bob現在可以永遠繼續通過閃電網絡相互發送比特幣交易下去。然而，在我們的例子中，Alice決定不再需要Bob的支付通道。因此，她決定關閉該通道。Bob不能阻止Alice這樣做，但他可以阻止她向區塊鏈發送錯誤信息。如果Alice試圖在她這一邊發送一個超過0.75比特幣的最終賬本，Bob可以用他的證據來反駁，他的證據是Alice在兩者之間的最后一筆交易后只有0.75比特幣。為了防止人們試圖通過虛假的結帳聲明竊取比特幣，閃電網絡有一個相應的懲罰協議。如果Alice發送了錯誤的信息，而Bob證明了這個信息是錯誤的，那么通道中的所有資金都會轉移到Bob這邊。換句話說，Alice會因為愚弄Bob而損失0.75比特幣。

但是Alice并不想從Bob那里偷東西，Bob也同意關閉通道。因此，他們關閉了合作渠道。他們在結案聲明上簽字，確認Alice持有0.75比特幣，Bob持有1.25比特幣。結算交易現在可以參與區塊鏈。還記得Alice和Bob嗎，他們在開始的交易中各自承諾了1個比特幣。在交易結束時，閃電網絡發布的交易結束公告告訴我們，這一數額將被重新分配，這意味著Bob現在將其鏈上持有的比特幣增加到1.25比特幣，而Alice將其鏈上持有的比特幣減少到0.75比特幣。

上面是一個雙向通道的示例，它僅限于兩方進行事務處理。然而，全球可行的支付網絡并非建立在雙向支付渠道之上。一種叫做哈希時間鎖定合約的技術允許通過支付通道的路徑發送支付，而不是向網絡上的每個其他人和公司建立一個直接的支付通道。

閃電網絡是一個支付通道網絡，這意味著每個節點都連接到另一個節點1。在我們的微型閃電網絡中，為了便于說明，我們把通道網絡做得非常簡單。Alice和Bob又開了一個通道，兩邊各有一個比特幣。另外，Bob和John開了一個通道，John又和Sarah開了一個通道，Sarah也和Charlie開了一個通道。

比特幣閃電網絡節點數量為36,225個:金色財經報道，1ML網站數據顯示，比特幣閃電網絡（LightningNetwork）的節點數量為36,225個，同比增長2.12%；通道數量為86,102個，同比下降1.2%；網絡容量為3,785.12BTC，同比增長6%。[2022/4/11 14:16:32]

圖14-小型閃電網絡示意圖

Alice現在想給Charlie發送0.3比特幣。Alice和Charlie沒有直接的通道，正如我們在微型閃電網絡的草圖中所看到的。但是，我們可以通過連接的通道尋找找到Charlie的方法。Alice可以聯系到Bob，Bob以聯系到John，John可以聯系到Sarah，Sarah可以聯系到Charlie。Alice這邊有1個比特幣因此她可以給Bob0.3個比特幣，Bob可以給John，John可以給Sarah，再給Charlie，這只是部分正確。由于支付渠道的構建方式，資金不能從一個渠道轉移到另一個渠道。因此，轉移必須通過重新平衡從Alice到Charlie路線上的所有通道來完成。

圖15顯示了如何在閃電網絡上完成這一操作。Alice從她這邊和Bob那邊把0.3比特幣轉移到Bob那邊。為了將支付轉寄給Charlie,Bob現在在與John的通道中從他這邊拿走0.3個比特幣，并將它們轉移到John那邊。John在他的通道和Sarah做了同樣的事，Sarah也在她的通道和Charlie做了同樣的事。該路由的凈效果是，Charlie這邊的Sarah增加了0.3個比特幣，Alice這邊的Bob減少了0.3個比特幣。當您將Bob、John和Sarah在他們的兩個渠道中的持股組合起來時，他們的凈收益都為零。按照支付的逆時針方向，這三個人持有的流入方比特幣增加了0.3個，流出方比特幣減少了0.3個。

圖15-插圖Alice支付Charlie0.3BTC

在我們的例子中，Alice支付給Charlie,Bob,Sarah和John既沒有損失任何東西，也沒有得到任何東西。為什么他們要費力地傳遞Alice的報酬呢？為了解決這個激勵問題，Bob,John和Sara可以要求為Alice支付的轉接費。這個費用是如何計算的必須提前廣播，以便Alice可以決定她是否想要發送付款。例如，在我們的例子中，Bob壟斷了Alice向其他三個人的支付。在這個例子中，Bob可以利用他的壟斷權力要求為Alice的支付收取高額費用。幸運的是，實際的閃電網絡與上面的示例完全不同。在節點之間，多種支付方式阻止了這種壟斷力量的產生。

在展示閃電網絡如何增加比特幣網絡的交易能力之前，我們想要解決另外一件事。在上面的例子中，是什么阻止Bob簡單地保留Alice轉移到他這邊的0.3比特幣，而不繼續Alice的支付。請記住，我們之前曾寫過一種名為HTLCs的技術，它允許通過支付通道的路徑發送交易，現在仍然是這樣。HTLCs消除了攔截和保留支付的可能性。簡單地說，HTLCs使用密碼學，要求接收者確認他已經收到了付款。如果Charlie在一定的時間內沒有確認收到付款，付款將被退回給發件人。所以，如果John試圖保留Alice給Charlie的0.3比特幣，Charlie在期限內不會確認支付，0.3比特幣就會返回給Alice。

到目前為止，我們試圖用非技術術語解釋閃電網絡是如何運作的，而沒有明確說明它如何解決比特幣鏈上網絡的規模問題。為了做到這一點，我們提供了一個簡單的例子，說明我們的微型閃電網絡如何在不增加比特幣區塊鏈交易數量的同時，在閃電上相互發送大量支付。

在圖16中，我們從與前面相同的網絡開始。我們的微型閃電網絡由四個通道連接五個節點組成。建立這個網絡需要四個鏈上開放交易。現在，如果每次支付都在支付人和接收人之間可能的支付金額的范圍內，網絡中的所有5個節點都可以自由地相互發送支付。微型閃電網絡賬本記錄了人們在網絡上的所有交易。前20筆付款按時間順序列在總帳的第一頁，第二頁是渠道記帳。這20筆支付完成后，支付渠道重新平衡，如圖右側所示。最重要的是，這20筆交易不需要任何鏈上交易。現在，我們網絡中的人可能會保持他們的渠道開放，并繼續相互發送支付。但是，即使他們都決定在第20筆交易后關閉他們的通道，他們仍然可以節省區塊鏈上的空間，因為在20筆交易后，只需要4筆關閉鏈上交易來結算最終的總賬。

圖16-微型閃電網絡的多個交易

1.4現實生活中的閃電網絡

在前面的展示中，我們演示了一個程式化的閃電網絡，其中有5個參與者執行20個交易，以可視化閃電網絡的內部工作。事實上，閃電網絡由近10萬用戶組成，創建的系統比我們之前描繪的要復雜得多。下文涵蓋了閃電網絡主網自2018年上線以來的真實增長和趨勢。

1.4.1網絡容量

在其近3年的歷史中，閃電網絡已經發展到擁有近3000個比特幣的比特幣容量，約有1.7萬個節點在網絡上運行，以及來自全球各地的73,700個獨特的連接節點的通道。截至撰寫本文時，閃電網絡平臺上公開的比特幣容量超過1.2億美元，全球用戶都發現，以非常微不足道的費用進行近乎即時的小額支付的選項具有價值。

圖17?閃電網絡上的BTC容量

閃電網絡經歷了兩個截然不同的成長階段。第一個成長階段在閃電主網發布后不久就開始了，可以歸類為一個非常實驗性的階段。在2019年下半年和2020年之后，用戶采用緩慢。然而，盡管采用率很低，開發人員還是全力以赴地改進網絡，創建工具和服務，為新的采用率階段做好了準備。在2021年，幾股力量創造了完美的風暴，點燃了閃電的第二個主要采用階段。

讓我們從第一個成長階段開始。我們將閃電網絡從2018年6月到2019年5月的第一個采用階段描述為閃電的實驗時代。在這一時期，出現了一些巨大的節點、戲劇和神秘的社區驅動的努力，以傳播人們對閃電網絡能力的認識，促使閃電網絡在11個多事性的月內從20BTC的BTC能力增長到1104BTC的峰值。第一階段如下圖所示。

閃電網絡節點數量已達18405個:金色財經報道，據1ML.com數據，目前，支撐網絡的節點數量達到18405個，相較30天前數據，環比上漲7.78%；通道數量為40415，相較30天前數據，環比上漲6%；閃電網絡承載能力目前為1154.69BTC，約合6154.09萬美元。[2021/3/27 19:21:36]

圖18–閃電網絡：BTC容量，2018年5月至2019年6月

2018年夏季，閃電網絡BTC容量首次大幅增長。這一增長對許多人來說是震驚的，因為它是由一個巨大的節點進入網絡，占網絡容量的50%以上。這個節點名為LN.SHITCOIN.COM，由AndreasBrekken所有，他創建這個節點的動機是嘗試閃電網路，并在行進中記錄自己的經歷。2018年的第二個增長階段與我們在夏季看到的Brekken增長階段相對類似。11月，LNBIG進入市場，并深入市場。然而，與Brekken相反，LNBIG沒有得到那么多的關注，從那以后他一直活躍在網絡中。時至今日，他的節點仍然是閃電的重要樞紐。

這11個月的第三個增長階段發生在2019年1月。這可以概括為一項由社區推動的努力，引導閃電網絡在比特幣社區內外獲得廣泛關注。2019年1月，推特用戶Hodlonaut開始了一項實驗，他向他信任的第一個回復推特的人發送了100000條SAT。該交易的條件是收件人添加10000個SAT，然后將其發送給新用戶。這一交易鏈被更名為“閃電火炬”，并很快在推特上引起關注。

火炬最終被282名獨特的參與者傳遞，并掌握在許多有影響力的人手中，這一新生網絡受到了更多的關注。火炬掌握在Twitter/Square、ReidHoffman，前PayPal首席運營官和LinkedIn聯合創始人、富達以及許多重要的比特幣和加密人物手中。此外，火炬被發送給一名伊朗比特幣用戶，該國受到西方的制裁。火炬總共傳遞了282次，最終由TorkelRogstad向比特幣委內瑞拉捐贈了0.0429BTC。同時，該慈善機構還收到比特幣社區0.41BTC的捐款。閃電火炬最終成為一個非常成功的實驗，帶來了大量捐款，提高了人們對閃電的認識，可能有助于將BTC的容量推向1104BTC的峰值。

在整個2021年，閃電網絡再次獲得了大規模的公眾關注。2021年的增長是可以被稱為是“恒星排列”，如下所示。

圖19–閃電網絡：2021年9月30日的BTC容量

6月5日，薩爾瓦多宣布，他們將在該國實施比特幣作為法定貨幣。閃電網絡是使這一過渡在經濟上對薩爾瓦多人可行的關鍵因素。從2021年5月開始，隨著第一季度的牛市勢頭消失，比特幣交易的整體興趣下降。此外，更多的服務實現了SegWit事務。這導致鏈上交易大幅下降，進而導致內存池清算和鏈上交易費用暴跌，為在閃電網絡上開辟新渠道創造了最佳時機。而因薩爾瓦多所帶來的低連鎖費用和高知名度也造就了完美的閃電風暴，BTC產能的高速增長就是明證。從2021年1月1日到2021年9月30日，閃電網絡上的BTC容量增長了181%，從1058BTC增至2968BTC。

到目前為止，我們一直專注于閃電網絡的比特幣容量，以突出該網絡的增長和歷史。閃電網絡比特幣容量的增加與閃電網絡上公共通道的大量涌入同步發展。從5月1日到9月30日，公共通道的數量增長了80%，從39281個通道增加到70583個通道，這段時間連鎖費用異常低。這并不反映閃電網絡上通道數量的完整情況，因為許多通道是專用的，不向整個網絡廣播。因此，實際的通道計數可能遠遠高于公共數據所反映的值。

BitMEXResearch估計，2020年1月，所有閃電通道中有27.8%是私有的。據了解，目前閃電私人通道的份額可能會更高。因此，來自公共數據的BTC容量、信道計數和節點計數很可能是對閃電網絡當前大小的嚴重低估。

圖20–鏈上費用與公共閃電通道

圖20顯示了比特幣鏈上費用與閃電通道開通之間的關系。圖表顯示，新閃電通道的開通與較低的交易費用相吻合。有趣的是，閃電網絡的公共通道的數量在四月的連鎖價格上漲期間趨于平緩，比如在四月、5月中旬和七月初。自7月中旬以來，連鎖收費一直非常低，而公共閃電通道的增長速度也在加快。

閃電網絡是鏈上交易的替代品，在比特幣區塊鏈上鏈上費用較高的時期，其使用需求應該更高。然而，目前，我們正處于防雷概念驗證階段的后期。在此期間，對閃電網絡有長期積極展望的實體將在鏈上費用異常低的情況下尋求進入閃電網絡和開放渠道。通過在鏈上費用較低時開放渠道，這些實體可以在路由交易中與閃電網絡進行交互，并在鏈上費用再次上升時提供服務。

在BTC進一步增長、更多商家接受比特幣、鏈上費用達到持續高水平的情況下，閃電網絡可能會越來越多地被采用。在這種情況下，實體可能會發現開辟新的閃電渠道在經濟上是合理的，因此它們可以進行無限量的低費用交易，而不必擔心繁瑣的連鎖費用。在這種情況下，路由費還可能提供額外的吸引人的收入流，進一步提高作為一個連接良好的節點的效益。這進一步刺激了更多渠道的開放，以便從尋求購買雜貨、在交易所交易或以高效方式向朋友付款的用戶那里轉移付款。

所有指標都表明，隨著節點、通道和容量的增加，閃電網絡的采用率正在上升。考慮到閃電網絡是比特幣Layer2解決方案，旨在擴大比特幣規模，將閃電網絡的增長與它如何幫助擴大比特幣規模進行對比是有意義的。下面，我們嘗試將閃電網絡上的活動如何有助于減少內池和節省塊空間。

1.4.2閃電比例尺比特幣

閃電網絡是比特幣的強大Layer2擴展解決方案，如圖21所示，描繪了閃電網絡交易如何釋放比特幣區塊鏈上的區塊空間。該圖表基于閃電網絡上常用錢包的估計交易數據。在我們估計的閃電交易數量中，我們計算了所有進出錢包的轉賬，而不計算路由交易。我們相信我們的估計接近這些錢包的實際交易數字，但強調我們的估計確實是估計。此外，圖表假設平均比特幣區塊由2000筆交易組成。

閃電網絡節點數量已達15261個:金色財經報道，據1ML.com數據，目前，支撐網絡的節點數量達到15261個，相較30天前數據，環比上漲2.86%；通道數量為35916，相較30天前數據，環比上漲0.8%；閃電網絡承載能力目前為1054.43BTC，約合2584.44萬美元。[2020/12/25 16:32:03]

圖21–通過閃電網絡事務每月節省的區塊/區塊天數估算

根據我們的閃電網絡交易估算，我們發現閃電網絡在2021年9月處理了663000筆常用錢包交易。這一數量的交易需要33個完整的鏈上比特幣區塊，相當于2.3天的比特幣區塊。因此，通過閃電網絡上的事務處理，鏈上內存池不受占用大量塊空間的事務的影響。從本質上說，由于閃電網絡的日益普及，比特幣網絡在9月份的交易量增加了2.3天。這有助于擴大比特幣規模，并有助于降低鏈上費用。

當然，應該對這些估計持保留態度。首先，閃電網絡上發生的大多數交易都是小額支付。這些交易在經濟上不可能像連鎖交易那樣可行，因此從一開始就不是內存池的一部分。小額交易是閃電網絡的神奇功能之一。隨著比特幣小額支付的啟用，出現了一個全新的機會子集。因此，雖然閃電網絡有助于抵消一些交易鏈上的壓力，但33個完整的鏈上比特幣區塊代表了一種新的消費比特幣形式。這一新的消費比特幣形式催生了數百個項目，所有這些項目都在照明網絡中工作，利用微交易的力量為用戶創造有用、沉浸式和創造性的工具。

1.4.3閃電網絡是集中式網絡？

閃電網絡的關鍵要素之一是節點之間的支付渠道，允許用戶使用渠道通過一系列節點轉移資金，最終到達所需的終點目的地。網絡從結構上獎勵連接最緊密的節點，其中集線器是網絡的重要組成部分。這種架構使得閃電交易在結構上比鏈上比特幣交易更加集中。然而，這種結構是閃電的一個特征，如果沒有這種特征，網絡將失去它的技巧。雖然這種設計在一定程度上導致了集中化，但用戶可以自由地開放渠道，以避開中央集線器。集線器只是閃電網絡的一個非常方便的功能，確保網絡連接。

切割通道是連接網絡不同組件的兩個節點之間的通道。此通道的刪除將阻止其他節點具有路徑。切割節點與此想法相同，只是它是一個關鍵節點，而不是通道。在閃電網絡中，切割節點和通道可視為網絡的薄弱點，因為移除它們會完全斷開網絡的兩部分。因此，理想情況下，應盡量減少它們。這對于具有多個通道的切割節點或大容量的切割通道尤其如此，因為網絡嚴重依賴它們才能成功運行。

圖22–閃電網絡切割節點和切割通道

在圖22中，我們看到自2020年8月以來，切割節點的百分比呈下降趨勢，目前約為8%。這說明目前在閃電網絡上的路由方面存在一些關鍵節點。盡管如此，新中心的引入有助于降低被切斷的特定節點的脆弱性。自2021年5月以來，切割通道的百分比也呈下降趨勢，目前為10%。

圖23–閃電網絡群集

上圖顯示了閃電網絡的平均集群。值為1表示節點形成團。用外行的話來說，小集團是一個封閉的節點群，無法到達廣泛的網絡。值為0表示平均節點是一個集線器，其對等節點均未連接。自2019年2月以來，平均聚集系數呈下降趨勢，與同期切割通道的增長一致。聚類系數的下降表明閃電網絡上的節點在打開新通道時做出越來越理性的決策。一般來說，通道現在傾向于使用以下節點打開：

已連接到節點子集，通道創建者尚未使用該節點打開通道。此通道的打開為通道創建者提供了到該節點子集的路由以及將事務路由到這些節點的能力。如果這些節點也傾向于連接到另一個節點子集，那么通道創建者就能夠在更廣泛的網絡上更有效地路由事務。雖然這增加了集線器的重要性，增加了被切斷渠道的百分比份額，但它也有助于使閃電網絡成為一個更高效、連接更好的支付網絡。

總而言之，在考慮樞紐和支付路徑時，閃電網絡比比特幣區塊鏈更加集中。然而，這是閃電網絡所期望的功能，使用戶能夠找到一條通往交易接收者的經濟高效的路徑。用戶始終可以選擇打開自己的通道，包括私人和公共通道，而無需依賴大型樞紐。因此，雖然集線器在某種意義上導致閃電網絡的集中度增加，但網絡本身并不是固有的集中，它只是網絡的一種屬性，用戶可以選擇利用或避免利用，感興趣的一方也可以隨時啟動新的集線器節點。

2.誰參與閃電網絡生態系統？

最初，我們將項目分為兩大類。第一類包括為比特幣在閃電網絡上充當貨幣基礎的公司。該集團由開發技術基礎和解決方案的公司組成，使閃電支付可供更廣泛的人群和企業使用。

另一類包括為其商品或服務接受閃電支付或在其服務中使用閃電支付的企業，例如，通過閃電網絡進行信用卡支付的satsback。我們將這一廣泛的類別稱為商業，然后將其劃分為兩個概念上不同的子類別。第一類閃電商務公司是一家接受閃電支付作為交換媒介的公司。通常，它將通過在閃電網絡上接受客戶付款來實現。第2類閃電商業公司也接受閃電支付，但除此之外，這些公司還加入了閃電網絡的一些屬性，以顯著改善其服務或實現其商業模式。

接下來，我們將更詳細地了解我們更廣泛定義下的不同子類別，解釋它們在閃電生態系統中的作用，并重點介紹著名的公司和項目。閃電生態系統如下所示，以一系列公司為例。

2.1作為貨幣作用的基礎

我們已經劃分了廣泛的公司類別，致力于為閃電網絡支付基礎，以將資金用作兩個更廣泛的子類別；技術基礎和支付解決方案和節約。在本節的第一部分中，我們將著眼于奠定技術基礎的實體，然后轉移到使閃電支付更易于日常使用的公司。

技術基礎

技術基礎被列在我們的生態系統的頂端，這不是巧合。在閃電網絡生態系統的核心部分，奠定了代碼實現的技術基礎，而閃電網絡中的其他一切都是建立在這些基礎之上的。

2015年，JosephPoon和ThaddeusDryja撰寫的白皮書初稿首次描述了閃電網絡背后的關鍵理念，但要將這一概念轉化為工作代碼，需要三年時間。然而，在閃電網絡技術的互操作實施背后有三個關鍵的開發團隊：舊金山的閃電實驗室、Blockstream和巴黎的ACIQ。不同的實現通過符合閃電網絡規范）來維護互操作性。通過社區努力維護和制定閃電網絡規范。

閃電網絡實驗室成立于2016年，為名為的閃電網絡開發了LightningNetworkDaemon客戶端，如圖24所示，這是最常用的實現。LND被設計為一個對開發人員友好的實現，它可以促進應用程序的開發，是一個獨立的客戶端，具有廣泛的可用功能集。

成立于2014年的Blockstream參與了比特幣的大部分開發，閃電網絡也不例外。該公司為閃電網絡規范文件做出了巨大貢獻，并支持c-Lightning客戶。Blockstream主要是一個規范和實施團隊，專注于安全特性和插件，涉及自托管和開源項目。

ACIQ成立于2014年，是Eclair背后的公司，Eclair被認為是閃電網絡最主流的實現之一。它是用Scala編寫的，支持Java和Java虛擬機插件，這使得它對于移動錢包非常有用，因為許多Android操作系統應用程序都是用Java編寫的。Aciq開發了一系列基于Eclair的產品，包括Phoenix錢包、Aciq節點和Strike。

Zabka等人利用2021年1月的八卦數據估計了閃電網絡中實施的使用情況。他們發現LND實現是使用最多的，87%的節點在LND上運行。11%使用c-lightning實現，2%使用Eclair實現。很少有公共節點使用任何其他實現。Zabka的研究只反映了閃電網絡的公共部分，因此在考慮網絡的私有部分時，這些數字可能不一定描述總體實現使用情況。

圖24–閃電網絡上使用的實施分布

支付通常依賴于高效的路由中心，該中心將支付從發送方路由到接收方。這些中心是網絡的組成部分，允許用戶通過向每個接收者開放獨特的渠道，在不進行鏈上互動的情況下轉移資金并與生態系統互動。

我們可以使用ACIQLightningNetworkExplorer來可視化路由集線器對于高效利用閃電網絡中的資源的重要性。別名為johnmsi的節點位于肯尼亞內羅畢。因為他的別名，希望從世界任何地方發送和接收閃電交易。John可能只有一小筆錢，因此無法打開多個渠道發送或接收他想要的金額。因此，他需要找到一條盡可能多且最好跳數盡可能少的路線，以降低預期的路線費用。

為了解決這個問題，John打開了連接良好的LNBIG.com節點的單一通道。該節點直接具有具有281個節點的信道，因此在兩個跳中，John可以到達281個節點，相當于具有信道的公共節點的2%。在接下來的兩次跳躍中，網變寬了。John理論上可以通過兩個躍點達到6540個節點，到第三個躍點，他可以達到14049個節點。

為了測試路由集線器的現狀重要性，我們首先移除其他LNBIG節點集線器，并移除其他十個連接最緊密的節點。結果如下圖所示。當我們移除一些大型路由集線器時，John在幾次跳躍中到達多個節點以及最終到達所有節點的能力顯著降低。

圖25–johnmsi在不同假設下給定跳數后的可到達節點。

維護和管理您自己的節點是一項技術挑戰。有些人依靠閃電網絡之上的保管系統來避免這個問題。盡管如此，仍有大量公司提供服務，使網絡上的自托管節點更易于維護，在本報告中稱之為節點管理服務。這些服務對于以非監護方式廣泛采用的可能性至關重要。

流動性問題的產生有多種原因。一個常見的問題是，渠道有向特定方向移動資金的趨勢。為了避免不得不關閉和重新打開渠道，并堅持收取連鎖費用，節點將不得不以另一種方式重新平衡其渠道。對于許多節點，這可能很難單獨完成。為了緩解這些節點的通道不平衡問題，它們可以使用閃電網絡上提供的各種流動性服務。

支付解決方案和節約使閃電網絡可訪問

技術基礎使其他人能夠在閃電網絡上建立服務。為了使比特幣被廣泛用作交換媒介，公司開發了更易于使用的解決方案，用于在閃電網絡上持有、消費和接收比特幣。

用戶通過錢包與閃電網絡交互可以運行自己的錢包，而無需依賴他人的服務，但這是一項具有挑戰性的技術任務。大多數用戶會避免這種情況，并選擇一個或多個可用的錢包解決方案。這些錢包的結構可以用不同的方式設置。不同的錢包滿足不同的需求，有些側重于方便獲取，而另一些側重于持有者的自我主權。

商戶支付解決方案為全球商戶實現閃電式集成。這通常包括向商戶提供錢包，但企業需要額外的功能來遵守稅收規則、法律法規等。一些商戶支付解決方案可實現BTC到FIAT的即時轉換，反之亦然。另一個重點是易于訪問高級API系統，為商家提供定制服務以滿足其需求的可選性。這些支付處理器致力于讓商家更容易開始接受比特幣支付，或利用閃電網絡提供的即時支付功能，在購買商品或服務時促進快速結算。

2.2商業

如果沒有地方消費或使用你的satoshis，那么好的錢包和支付解決方案就沒有什么用處。因此，接受閃電支付的企業對于閃電網絡的成功至關重要。在本章開頭，我們將商業分為兩個更廣泛的子類別。類型1子類別包括通過閃電網絡接受比特幣作為支付的企業，其商業模式不會因閃電網絡而發生任何實質性變化。第2類子類別中的公司也通過閃電網絡接受比特幣，并在其產品中利用閃電網絡的功能。

在所有情況下，1類和2類商業之間的區別并不明顯。例如，接受閃電支付禮品卡的公司與接受閃電存款和提款的平臺在如何利用閃電網絡方面是否存在固有差異？不一定有，但在大多數情況下，有。禮品卡賣家通常會提供以美元或其他法定貨幣計價的禮品卡。買一張帶有少量satoshis的禮品卡真的沒有意義，因為它的法定價值太低了，你不能用它做任何事情。此外，如此小的金額將無法彌補賣家的幕后成本，因此他們要么不會出售，要么需要支付相當于禮品卡價值數倍的費用。

但是，在閃電平臺的情況下，您仍然可以使用少量satoshis進入平臺，并獲得對服務的完全訪問權。小額和大額之間的唯一區別是你所持股份的價值變化。互聯網上到處都是平臺，提供用法定貨幣存取款的機會，那么閃電平臺是如何成為一種新型平臺的呢？

首先，法定支付系統要求在任何人愿意轉帳之前支付一定數額的款項。在閃電網絡上，這種支付的最低限額比通過借記卡或銀行存款等方式低數倍。在網上平臺，存款通常是即時的，但取款需要幾天時間。閃電平臺并非如此；取款和存款一樣迅速。

總之，閃電平臺比禮品卡賣家更能利用閃電網絡傳遞小額支付和即時結算方式的能力，并提供與傳統在線平臺截然不同的服務。在我們利用閃電網絡的業務類型差異化中，禮品卡賣家應為1類，閃電平臺應為2類。

接下來，我們將更詳細地了解用戶可以通過閃電網絡訪問的不同產品。

獎勵和收入

閃電網絡非常適合即時小額支付。在許多情況下，應該稱之為“獎勵”還是“收益”是一個定義問題。在本文中，獎勵是指您必須花錢才能獲得獎勵的服務。對于上述提供獎勵的上市公司，這是所謂的“satsback”形式，用于在線法定支付。收入指的是用戶在不花錢的情況下做了一些事情來獲得satoshis或根據他們在非偶然游戲中的技能獲得satoshis。這有多種形式。有一些小費服務可以讓用戶將satoshis發送給他們喜歡的服務或個人，比如用戶發布的有趣視頻或Twitter剛剛發布的視頻，發送到他們喜歡的Twitter個人資料中。

隨著比特幣越來越受歡迎，satsback產品的受歡迎程度也急劇增加，現在在閃電網絡上也是如此。根據我們收集的信息，閃電網絡的絕對水平仍然相對較低。

游戲

游戲與閃電網絡上的收入和下注密切相關。許多游戲根據用戶在游戲中的表現提供收益，而用戶沒有任何賭注。其他服務允許您在玩游戲時對自己下注。閃電網絡還提供各種服務。最受歡迎的是典型的游戲，提供公平透明的賠率，換句話說，沒有眾議院優勢。

資產

我們將使用閃電網絡的金融服務分為兩個子類。第一個是我們稱之為閃電本地金融服務。這些服務首先通過閃電網絡提供。雙服務金融是指除了提供其他替代服務外，還提供閃電網絡服務的公司。對于這一組中的大多數公司來說，這只是通過閃電網絡在其現有服務上下車的可能性。

雙服務子類別涉及幾個成熟的加密交換機進入閃電網絡，尋求擴展其平臺的可用性。Bitfinex、Okcoin和OKEx已經實施了閃電集成，而Kraken正在實施閃電集成。閃電網絡的低費用是大多數交易所實施閃電集成的核心動機。正如我們在本文中已經提到的，閃電網絡的關鍵功能是低費用，使快速和小型交易在經濟上可行，同時也可以擴展比特幣。

深入研究可用數據有助于提高我們對閃電網絡實施完善交易所背后的原因以及與閃電交易的用戶之間的一些共同特征的理解。2019年12月，Bitfinex將其腳趾伸入閃電網絡。在上線近兩年后，用戶有時間發現并使用這些新服務，讓我們了解閃電網絡在雙重服務中的可用性以及它們帶來的好處。通過查詢7月15日至8月14日Bitfinex的存款和取款數據，我們發現閃電轉賬非常頻繁，占同期所有比特幣相關交易的34%。與此同時，該期間只有0.45%的交易價值是基于閃電交易的，正如人們所預期的那樣，強調閃電交易確實比鏈上交易小。

圖26-按交易方式劃分的Bitfinex存款和取款

閃電網絡本機服務已從不同的角度進入市場，以閃電網絡作為其概念的核心構建塊構建其服務。這些金融服務在本質上更具實驗性，但卻提供了有趣的產品。Boltz是一個用戶無需用戶注冊即可將閃電比特幣轉換為鏈上比特幣或altcoins的市場。我們的目標是實現一個非托管中介免費解決方案，以便在資產之間進行交換。

在LightningNativeservices的金融部門中，也有一些服務正在興起，正在嘗試通過閃電網絡啟用衍生品市場。LNMarkets2是迄今為止最值得關注的閃電衍生品交易所。它是一個建立在比特幣閃電網絡上的交易平臺，使用通過網絡支付和結算的比特幣作為衍生品交易的抵押品。在衍生產品領域，另一個處于阿爾法測試階段的開發項目是Kollider。Kollider利用閃電網絡為該賬戶提供資金，建立了一個基于點對點訂單的衍生品市場。

通過檢查LN市場的數據，我們發現價值與我們在整個閃電網絡行業中看到的價值相似。存款往往很小，根據我們下面的圖表，LN市場上超過50%的存款低于50美元。大約30%的存款少于10美元。這表明，許多人利用LN市場進行閃電實驗，同時也受到了利用杠桿進行比特幣投機的刺激。然而，自成立以來，該公司的累計交易額接近2.5億美元，這表明了對通過閃電網絡進行衍生品交易的實際需求。

圖27-存款至LN市場的累積分布

另外

包括上述類別，我們已經合并了閃電網絡的商業部門中提供的其他服務的子集。在廣泛的“其他”類別中，我們發現了各種市場利基。電子商務部門代表人們可以購買實物和藝術品的商店。這些社交應用包括基于加密消息的服務，允許用戶通過閃電網絡聊天和付費。然而，在影響深遠的“其他”類別中，使用最廣泛的子部門是禮品卡和代金券提供商。

禮品卡和代金券服務使用戶可以在禮品卡上消費satoshis，預訂旅行，并為手機充值。這些服務在閃電網絡中很受歡迎，Bitrefill提供了該行業中使用最廣泛的服務。

BitReill提供的數據說明了某些國家的閃電穿透情況。下圖所示的數據顯示了Bitrefill在2021年8月從某個國家收到的閃電付款占該國收到的付款總額的份額數據。這組數據表明，一些發展中國家的閃電穿透率非常高。來自薩爾瓦多的Bitrefill所有付款中90%以上是通過閃電網絡進行的。此外，來自巴西和尼日利亞的付款中有三分之一以上是通過閃電網絡支付的。

圖28-閃電網絡支付計數百分比，比特率

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