五分钟简评著名的比特币layer-2扩展协议闪电网络

RSMC：RSMC是一个串行到期可撤销合约，本质上是一个智能合约。 假设有Alice（简称A）和B（简称B）两个用户，双方拿出0.5 BTC建立一个funding Tx（2-2多重签名地址），最后双方都需要完成签名并将其广播到链上以确认资金转移。 A构造C1a（多重签名地址A的部分）和Rd1a（C1a的UTXO，给Alice 0.5BTC）提交给B签名，此时输出为B的0.5BTC。 然后B构造C1b（多重签名地址B的部分）和Rd1b（C1a的UTXO，给Bob 0.5BTC）提交给A签名，输出为A的0.5BTC。 A 和 B 构建同时运行。 然后向对方发送请求，申请签名。 Commitment TX 的相互签名完成后，Funding Tx 被签署和交换，最后广播交易。 在 Funding TX 签署后，为了保证任何一方不会利用 Commitment TX 状态作恶，A 和 B 都需要将私钥的两部分给对方。 一旦一方毁约，所有币都将丢失。

同样，Seq 指的是序列。 为防止RD1x（x为a或b）进入区块，即毁约，对方将有1000个区块执行惩罚交易。 RSMC 和配套的惩罚窗口机制可以最大程度地防止交易作恶的发生，但其最大的问题是仅 P2P 交易无法形成网络交易结构。 所以闪电网络引入了HLTC来解决这个问题。

HLTC：HLTC是一个哈希时间锁定合约，主要解决中转交易的问题。 假设ABC的三个用户在一笔交易中，A和B之间没有单向的闪电网络通道需要经过C。A会先通知B这笔交易，此时B会收到一个随机数，B收到后会返回一个散列数给A。 为了通过C完成交易，A会要求C获取B收到的随机数来开启通道。 同样，B会请求更新通道的支付分布，并将随机数交给C，C得到随机数后通知A。 A验证无误后更新通道的支付分布，完成一次三方交易。

但是这中间有个问题，如果B或C一方收了钱，不给随机数怎么办，所以引入时间锁的概念，即双方提交一个有限的交易，提交一定时间内的交易。 号码有效，否则交易被取消。 也就是说，这个随机数可以看作是一个密码，只有验证密码正确后才能进行转账，这个密码就叫做哈希锁。 简单来说，HLTC要求收款人和中介人在完成交易前，证明自己知晓某个特殊秘密一段时间。

网络路由：闪电网络中有很多通道，其中一些通道​​是非广告的，不能用于路由。 当网络需要多方路由时，使用发送方的路由，也就是说整条传输线路由发送方决定，而不是由路由器设置最优路由。 这意味着发送方需要在评估后获得整个网络的信息。 为了选择线路，发送客户端的负载非常重。 现在考虑以轻节点的方式操作一些路由节点，以提供更多的缓冲。 同时，闪电网络使用洋葱路由进行多跳支付。 中间节点只知道前后两个节点的信息，不知道网络中其他参与者，保护了发送方和接收方。

以上就是闪电网络的核心技术。 RSMC保证交易双方都能完成交易，抑制作恶。 HLTC将两点之间的P2P交易扩展到全网。 它们是闪电网络的基础，与网络路由机制相匹配。 ，完成整个网络。 但是，闪电网络仍然有很大的局限性，比如利用旧状态对不在线的用户进行诈骗，受限于通道低抵押资金，无法进行大额资金转移等。因此，闪电网络增加了一些功能来解决这些问题。

瞭望塔：瞭望塔用于监视旧状态的广播，负责找出试图广播旧状态的作恶者，并响应惩罚作恶者。 瞭望塔需要用户资金搭建或授权第三方瞭望塔进行监控。 解决方法是在RSMC的过程中利用Commitment TX的签名作恶。 引入watchtower后，B可以创建撤销交易，将预签名的交易和交易中放置的number交给watchtower。 瞭望塔可以通过识别这个数字来判断它是否是邪恶的。 不良行为发生自动播报，惩罚肇事者。 解决了RSMC过程中用户未必能在Seq时间内提出异议的问题。

Atomic Multipath Payments：Atomic Multipath Payments 在 2019 年底和 2020 年初，闪电网络的三个主要客户端都更新了多路径支付功能。 该功能主要针对通过闪电网络进行大额比特币支付。 原理很简单，就是将单个支付事件拆分成多个小的支付事件，然后通过不同的中间通道传递。 但是拆分意味着需要验证，可能有40%的成功，60%的失败。 解决方案是以原子方式执行所有过程。 只有当所有的支付事件都完成后，对方才会一次性收到所有的钱。 一旦某个支付事件失败，资金将退还给付款人。 这样也解决了通过闪电网络进行大额支付的不便。

目前闪电网络的三个客户端在GitHub上是完全开源的，很多狂野的开发者都在为这个项目做贡献。 可以说，闪电网络是继比特币之后为数不多的社区驱动项目之一。 因为足够去中心化，自然会损失一些效率。 闪电网络的发展进度不是很快，到目前为止用户体验仍然很差。 如果用户只做单次P2P转账，搭建通道的效率不高，成本太低。 使用时，用户必须同时在线，还有很多漏洞会导致资金流失等问题。 但是，不断的技术迭代和产品更新正在一一解决这些问题，整个开源社区都在帮助他们。 除了活跃在Github上的野外开发者，Bitmex等业内知名机构也纷纷涉足数据监控等方面。 支持闪电网络。 相信在未来几年，依托于比特币的闪电网络将会真正落地，成为比特币与现实世界的纽带之一。

团队（8.5分）

闪电网络最早由 Joseph Poon 和 Thadeus Dryja 于 2015 年 2 月提出，目前主要有三个客户端，分别是 Eclair、Lnd 和 C-lightning。 C-lighting 由 Blockstream 开发和维护。 该公司由 Adam Back 和几位比特币核心开发人员于 2014 年创立，包括 Gregory Maxwell、Jonathan Wilkins、Matt Corallo 等。

同年，Blockstream 发布了侧链项目白皮书比特币网络，目前 Lisk、Loom 等项目都是在此基础上构建的。 2015年发布比特币侧链结算网络Liquid Network、Blockstream绿色多重签名钱包、2015年通过卫星将比特币网络送上太空的Blockstream Satellite。C-lighting客户端Lightning Network由著名的Linux开发开发者 Rusty Russell。

Éclair由Acinq开发，主要致力于比特币的扩容，已完成第二代闪电网络钱包Phoenix、Acinq节点闪电网络节点和Strike闪电网络商业API。 该团队位于法国。 创始人毕业于法国Ecole Centrale Polytechnique电子工程系，具有金融领域从业经验。 CTO 毕业于帝国理工学院，曾在 Sagem Security Systems 工作七年多。 Lnd 是闪电实验室发布的闪电网络客户端。 主要产品包括轻量级客户端Loop和帮助企业完成渠道持续打通的Neutrino。 CEO Elizabeth Stark 拥有耶鲁大学法学学位，在推特上拥有众多粉丝。 CTO Olaoluwa Osuntokun 拥有 UCSB 计算机科学硕士学位，曾在谷歌实习。 三个闪电网络客户端的团队非常强大。 他们互相学习，赶上发展进度。 他们在不同的客户端上实现闪电网络，并承担闪电网络部分节点的运行。

生态学（8分）

根据1ML网站提供的数据，截至2020年3月3日，闪电网络上共有11624个节点和36326个支付通道，网络中锁定的总价值为896.48 BTC。 从 2019 年初到 2020 年初，闪电网络的节点总数和锁定的总价值都没有明显增加。 这也可能是因为当整体加密市场向好时，交易者作为流动性的主要提供者，会将大部分资产存放在交易所，并尝试通过以太坊等速度更快的加密货币在交易所之间转移资金。

此外，以太坊上 USDT 的大量发行也加剧了这一过程。 然而，真正想通过比特币消费的比特币持有者却寥寥无几。 这种消费方式还是不够方便，或者这种消费方式存在用户体验差、支持的商家少等缺点。 生态的建设需要技术的易用性和更广泛的推广。 一方面，闪电网络在易用性方面有待提高。 例如，瞭望塔的加入降低了被骗的可能性，原子多路支付提供了一种转移大额资金的方式。 如果这些问题一一解决，闪电网络的整体易用性会变得更好，如果在现实世界中推广，相信闪电网络的整体运行数据会好很多。

闪电网络上的应用称为Lapps，Bluewallet钱包给出的应用列表包括服务、游戏、社交、商品等几大类。 在2019年10月举行的闪电网络大会上，也能看到一些闪电网络的应用。 可见Bitrefiil可以通过闪电网络为礼品卡充值。 香港的Megabox也支持闪电网络购买商品。 通过在Zap上的应用，为闪电网络建立了一个快速通道，可以用法币购买比特币。 在 Satoshi.game 上可以找到很多支持闪电网络的小游戏。 虽然闪电网络的用户不多，应用也还比较简陋，但是正朝着好的趋势发展。

钱包方面，除了Éclair、Zap等闪电网络原生钱包外，包括Cobo在内的一些一线钱包也支持闪电网络。 交易所方面，2019年12月老牌交易所Bitfinex成为首家支持闪电网络的主流交易所。 此外，Bitrefill于2016年6月将第三方闪电网络服务接入Coinbase，相信未来会有越来越多的交易所支持闪电网络，帮助用户更快地提现比特币。

总结（8.6分）

闪电网络作为比特币的二级支付协议，在一定意义上解决了比特币PoW机制下效率低下的问题。 该项目巧妙地利用RSMC（串行到期可撤销合约）和HLTC（哈希时间锁定合约）构建链下支付网络。 并且上线后还增加了多项功能，解决可能存在的漏洞和不便。 诚然比特币网络，闪电网络目前还不完善，不适合普通人使用。

但是，作为区块链世界中一个非常社区化和开源协作的项目，我相信解决这些问题只需要更多的时间和共识。 比特币的价值逐渐被大众所认可，但是比特币的使用门槛很高，不如很多日常生活中使用的普通货币。 闪电网络可能是一个机会，可以简化使用比特币和持有比特币的要求，从而将比特币和区块链应用推广到全世界。

资料来源：官方文档和官方媒体、Twitter、Pitchbook、Blocking 网站

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