什麼是比特幣閃電網絡？一文讀懂其工作原理、優缺點與節點設置

目錄

• 瞭解歷史：閃電網絡
• 閃電網絡的工作原理是什麼？
• 比特幣閃電網絡的優點和缺點是什麼？
• 變陣
• 閃電網絡節點設置指南
• 總結：比特幣閃電網絡的未來
• 常見問題：比特幣中的閃電網絡是什麼？

什麼是比特幣閃電網絡？瞭解更多關於快速且低成本的二層比特幣系統。瞭解比特幣閃電網絡的演變歷程！

閃電網絡是一個二層比特幣系統，專為低成本、快速且私密的支付而設計。

從本質上講，這意味著結算多筆閃電網絡交易可能隻需要較少的鏈上比特幣交易。

通過將多筆閃電網絡交易拆分成許多較小的比特幣交易，比特幣網絡上的礦工和用戶無需再確認和維護所有閃電網絡交易。或許最大的好處是，閃電網絡用戶因此支付的費用更低。

由於閃電網絡交易即時完成，用戶不再依賴比特幣網絡進行確認。閃電網絡支付使用類似於 Tor 的路由方式，因為交易記錄並不保存在區塊鏈上，這通常能為用戶提供更好的隱私保護。

瞭解歷史：閃電網絡

研究人員 Thaddeus Dryja 和 Joseph Poon 在一份名為《比特幣閃電網絡》的文檔中提出瞭閃電網絡的概念。他們的建議源於此前與比特幣創始人中本聰（Satoshi Nakamoto）就支付方式進行的討論。中本聰是位神秘人物。另一位開發者 Mike Hearn 曾與中本聰探討過支付方案，並在 2013 年公開瞭他們的討論內容。

該研究描述瞭一種基於支付信道的鏈下系統。由於采用瞭鏈下支付系統，價值可以在不接入主網的情況下在雙方之間轉移。

鏈下信道旨在解決比特幣的可擴展性問題。隨後，Poon 和 Dryja 解釋瞭 Visa 的交易處理速度 (TPS) 如何在 2013 年假日季期間提升至 47,000 筆。

比特幣需要能夠處理每個區塊 8GB 的​​交易，這遠遠超出瞭當前區塊鏈的容量，才能接近 Visa 的交易處理速度 (TPS)。在交易量僅為 300 字節左右的時候，比特幣最初的處理速度隻有每秒 7 筆。

此外，由於區塊大小限制為1兆字節，一個區塊一次最多隻能容納47,000筆比特幣交易。閃電網絡的鏈下支付信道正是為瞭解決比特幣容量有限的問題而開發的，因為它們允許進行各種小型交易，而不會給網絡帶來負擔。

Poon 和 Deyja 於 2016 年創立瞭 Lightning Labs，該公司致力於閃電網絡的擴展，同時還涉足其他幾項業務。盡管團隊成員幾經更迭，Lightning Labs 仍然成功地使該協議與比特幣內核網絡實現瞭對接。

2017 年，比特幣基於 SegWit 的軟分叉帶來瞭突破性進展，它允許每個區塊包含更多交易，並解​​決瞭長期存在的交易延展性問題。此前，由於交易延展性問題，用戶可以偽造交易，欺騙網絡，並將比特幣保留在自己的錢包中。

由於進行瞭預發佈測試，開發者可以立即開始為閃電網絡開發應用進程。錢包和遊戲平臺就是利用閃電網絡微交易功能的簡單應用進程的例子。

2018年，Lightning Labs正式發佈瞭基於比特幣主網上的Lightning Core網絡測試版。此時，包括Twitter聯合創始人傑克·多西在內的眾多知名人士開始支持該項目。例如，多西組建瞭一支進程員團隊，專門負責使用比特幣開發Lightning網絡。未來，他還計劃將Twitter接入Lightning網絡。

閃電網絡的工作原理是什麼？

消費者和面包店等兩個不同的參與方可以使用此協議創建點對點支付信道。連接後，該信道允許他們發送無限數量的低成本、近乎即時的交易。用戶甚至可以用它來支付像松餅這樣更便宜的商品和服務，將其用作自己的私人賬本，而無需擔心交易會對比特幣網絡產生任何影響。

要創建支付信道，付款方必須將一定數量的比特幣鎖定到網絡中。鎖定後，收款方可以開具任意數量的比特幣發票。如果消費者希望保持信道暢通，可以持續添加比特幣。

交易雙方均可通過閃電網絡信道進行交易。在比特幣區塊鏈上，某些交易的內部處理頻率高於其他交易。例如，當兩個用戶打開和關閉信道時，隻有主區塊鏈會被修改。

參與方無需通知主區塊鏈即可持續進行資金交換。這種方式大大降低瞭交易延遲，因為並非所有區塊鏈交易都需要所有節點的許可。通過連接參與方不同的支付方式，可以創建能夠路由交易的閃電網絡節點。閃電網絡正是通過集成多種支付方式而創建起來的。

當交易雙方完成交易後，信道即可關閉。隨後，信道內的所有數據將被合並成一筆交易，並轉發至比特幣主網以進行數據保存。合並操作通過將大量小交易合並成一筆交易，防止網絡因同時處理大量小交易而過載，從而使節點能夠快速便捷地進行驗證。如果沒有支付信道，小交易會幹擾大交易，導致網絡速度變慢，並增加節點驗證交易的負擔。

假設山姆經常從附近一傢面包店購買糕點，並且喜歡用比特幣支付。由於比特幣存在規模問題，他可能決定每次隻購買一個松餅，但交易驗證可能需要一個多小時。即使交易金額很小，山姆仍然必須支付比特幣網絡收取的高額手續費。

傳統支付方式，例如銀行卡，由於其每秒可處理超過 24,000 筆交易（TPS），尤其適用於 Visa 等企業，因此對小額交易非常有效。而比特幣每秒隻能驗證 7 筆交易。

山姆可以使用閃電網絡與面包店創建支付連接。通過該信道進行的每一筆松餅交易都會被監控，面包店也能收到款項。交易即時完成，成本極低，甚至可能完全免費。用於創建信道的比特幣用完後，山姆可以選擇關閉或續訂該信道。信道關閉後，其所有交易都會被添加到比特幣主區塊鏈中。

閃電網絡會在交易雙方之間創建智能合約。協議條款在合約創建之初即被寫入其中，且無法更改。由於合約最初創建時就包含所有參與方都同意的特定條款，智能合約編程還能確保合約履行的自動化。當特定條件滿足時，例如客戶支付瞭購買松餅的所需價格，合約便會立即完成。閃電網絡會在支付信道批準交易後對其進行加密。原本可以同時訪問的價值轉移的各個獨立交易都被隱藏起來。

交易可以在區塊鏈之外進行，不受任何限制。鏈下交易最終會在支付信道關閉後出現在主網上，因此可以預期它們會維護區塊鏈的完整性。主網負責仲裁每一筆交易。鏈下協議擁有自己的賬本，但由於主鏈是閃電網絡的內核，它們始終會重新集成到主鏈中。鏈下協議隻有在主鏈存在的情況下才能進行開發。

比特幣閃電網絡的優點和缺點是什麼？

優點 

閃電網絡最顯著的優勢在於交易速度更快、成本更低，這使得小額支付成為過去無法想象的現實。如果沒有閃電網絡，用戶即使是進行簡單的交易也需要支付高額手續費，並且需要等待一個小時甚至更長時間才能完成驗證。由於礦工會優先驗證金額較大的交易（因為獎勵更高），因此小額交易的等待時間也更長。

在比特幣區塊鏈之上，還有一個名為閃電網絡的層與之相連。由於二者之間清晰的互聯性，比特幣采用的安全機制也持續惠及閃電網絡。用戶無需再為安全問題擔憂，現在可以在主區塊鏈（用於大額交易）和鏈下閃電網絡（用於小額交易）之間自由切換。

由於觀察者隻能看到整個數據包，而不能看到每筆單獨的交易，因此閃電網絡支付信道提供私密交易。

原子互換是指無需中間人或交易所即可將一種加密貨幣兌換成另一種加密貨幣，加密貨幣愛好者們也對原子互換進行瞭測試。原子互換可以實現幾乎零成本或零錢包轉賬的即時兌換，使其比交易所更實用。

缺點

要使用閃電網絡，用戶必須擁有一個合適的錢包（或者一個免費的錢包也可以，因為閃電網絡錢包通常是免費的）。雖然很容易找到支持閃電網絡的錢包，但用戶必須使用比特幣錢包為其充值。由於從傳統錢包到閃電網絡錢包的初始交易會產生費用，因此使用該協議的用戶會在此過程中損失一些比特幣。用戶隻有在閃電網絡錢包中鎖定瞭比特幣才能開通支付信道。

比特幣錢包間轉移的難度和成本阻礙瞭新用戶。然而，一些錢包支持鏈上和鏈下支付，且不收取手續費，隨著時間的推移，它們的實用性無疑會越來越高。

參與者在使用已收到的任何資金之前，必須主動關閉支付信道才能取回他們的比特幣。例如，在保持信道開啟的情況下提取少量現金是不可能的。

為瞭開通或關閉支付信道，相關各方必須先支付一筆名為“信道費”的初始交易。開通支付信道的理念很簡單，但由於這些額外的費用，整個流程的成本遠超許多潛在用戶的承受范圍。

然而，離線交易欺詐是閃電網絡的主要問題之一。當一方離線時，另一方可以通過關閉支付信道竊取資金。等到另一方重新連接網絡時，采取任何行動都為時已晚。如果沒有連接，詐騙者可能就會停止作案。

閃電網絡也存在其他缺陷，例如支付阻塞，即未經驗證的出站交易。比特幣網絡會釋放阻塞的支付，但由於真實交易的驗證優先級高於被阻塞的交易，因此可能需要數天時間才能完成。

最後，即便閃電網絡解決瞭所有問題，監管機構也不會就此罷休。監管機構可能難以完全理解閃電網絡，從而制定必要的法規。

如果監管機構遇到問題，普通比特幣用戶可能難以使用閃電網絡。即使監管機構瞭解該協議，也可能因為閃電網絡的保密性而拒絕批準。由於匿名交易隻有在用戶退出支付信道後才能被查看，而隻有在信道內進行的交易才能被查看，因此立法者可能會對閃電網絡持反對態度。

變陣

Lightning Network 基礎設施公司 Lightning Labs 發佈瞭 Taro 守護進程的測試版本，這是一款新的軟件，它將使比特幣開發者能夠在比特幣區塊鏈上生成、發送和接收資產。

得益於今年四月發佈的基於 Taproot 的 Taro 協議，比特幣持有者現在可以在比特幣區塊鏈上發行穩定幣等資產。這些資產隨後可以通過閃電網絡進行即時、高容量、低成本的交易。

如上文所述，比特幣的二層擴容技術——閃電網絡——存在隱私問題。支付網絡用戶在進行支付、獲取退款或發起和關閉支付信道（閃電網絡節點之間的連接）時，可能會遇到隱私問題。

出於這些擔憂，人們提出瞭基於協議的替代方案，例如“閃電網絡技術基礎12”（BOLT 1​​2）。BOLT 1​​2 不僅提高瞭隱私性，還包含許多其他實用功能。與比特幣改進提案（BIP）類似，BOLT 也是閃電網絡的草案提案。

獨立解決方案也應運而生，其中最值得一提的是 LNURL，它是一套用於促進不同 Lightning 應用進程和服務之間通過網絡進行通信的工具；以及 Lnproxy，它是一款發票隱私工具（發票隻是付款請求）。

那麼，對於關註隱私的比特幣用戶來說，他們應該依賴新興的 BOLT 1​​2 規范，還是應該使用這些獨立的工具之一？

螺栓 12：它是什麼？

得益於 BOLT 1​​2，閃電網絡現在有瞭“交易”。官方 BOLT 1​​2 網站將“交易”描述為“發票的前身”，它“提供瞭關鍵功能，包括可重復使用的二維碼、收付款功能，當然還有更高的隱私性”。

可重復使用的二維碼為捐贈和定期訂閱等應用場景打開瞭大門。閃電ATM和私人退款現在可以實現收發功能。最後，付款人密鑰、路由盲化和Schnorr簽名等新功能將進一步提升隱私保護。

閃電網絡節點設置指南

與比特幣節點類似，閃電網絡節點連接到網絡，以便使用閃電協議與其他節點發送和接收比特幣。這些節點是閃電網絡的基本組成單元。

使用現成的解決方案，設置和維護閃電網絡節點非常簡單。大多數完整的比特幣節點軟件包都運行閃電網絡客戶端，並將運行節點所需的所有組件封裝在小巧的盒子裡，您隻需將其插入設備並按照屏幕上的說明操作即可。以下是設置第一個比特幣節點的幾種快速方法：

步驟1：組裝工具和硬件

運行節點需要前期投入硬件資金。

有很多選擇；樹莓派是最容易上手的選擇之一。

必須準備好以下額外設備：

一塊1TB的固態硬盤和一個用於存儲數據的micro SD卡

GPIO 連接、XPT2046 觸摸控制器、5 英尺以太網線、LCD 屏幕、3.5 英寸 RPi 顯示屏。

步驟2：安裝應用進程。

RaspBlitz 是一款特定的軟件，必須安裝在 Raspberry Pi 上並存儲在存儲卡中。

在樹莓派設備上安裝軟件最簡單的方法是通過 Raspberry Pi Imager。在網上找到適用於您操作系統的教程，然後按照說明操作即可。 

RaspiBlitz 可以用其他軟件代替，例如 Umbrel，它可以安裝在 Raspberry Pi 電腦或標準 PC 上。

步驟 3：加入網絡 

應用進程加載完成後，將通過分步教程指導您創建和加載錢包。

下一步是下載區塊鏈數據。請記住，這個過程可能需要幾個小時到幾天的時間。

打開閃電網絡信道，與節點創建連接，就完成瞭。現在您就可以從您的節點轉賬比特幣瞭！

在運行 Lightning 節點時，要通過另一個節點路由付款，必須先與該節點創建一個或多個付款信道；否則，該節點將無法傳輸付款。

專業提示：要在網絡上傳輸 BTC，您需要創建一個到具有出色容量的可靠節點的信道。

總結：比特幣閃電網絡的未來

盡管如此，閃電網絡的使用頻率越來越高。目前，閃電網絡鎖定瞭價值超過100億美元的比特幣。使用應用進程、進行賭博、支付商品和服務等的用戶，都可能屬於這一群體。

某些進程，例如兼容閃電網絡的錢包，對於網絡的使用至關重要。由於閃電網絡使用的協議與比特幣主網不同，用戶需要使用特定的錢包才能創建支付信道。如果沒有高效的錢包，交易平臺也無法使用閃電網絡。隨著閃電網絡普及率的提高，市場可以預期會有更多錢包開發商集成閃電網絡功能。在閃電網絡中，成為節點的用戶可以顯著提升交易速度。

此外，值得註意的是，閃電網絡的發展已經擴展到為各種應用提供二層解決方案。隨著越來越多的加密貨幣交易所開始采用該協議，盡可能多的交易者將能夠使用它。即使在交易繁忙時，客戶也可以通過采用閃電網絡的交易所快速且經濟地提取少量比特幣。由於比特幣的技術較為陳舊，如果沒有閃電網絡，用戶可能會遇到高昂的交易費用和較長的等待時間。

閃電網絡現在通過引入第三方服務 Watchtowers，為用戶提供額外的安全保障。這些專用節點會定期離線，關閉潛在的支付信道，從而防止欺詐交易。

參與者無需讓頻道無人看管，隻需向監控中心支付少量費用，並提交一個指示頻道交易的符號即可。監控中心使用該符號將用戶的頻道與其他所有頻道區分開來，並對其進行跟蹤。

如果監控系統檢測到惡意活動，例如有人試圖關閉支付信道，它會立即凍結資金並將其退還給離線用戶。監控系統還會懲罰惡意用戶，將其資金從信道中移除。

常見問題：比特幣中的閃電網絡是什麼？

1. 閃電網絡錢包：它們是什麼？

支持閃電網絡的錢包有多種版本，每種版本都有其獨特的功能和優缺點，與其他比特幣錢包類似。例如，如果您經常查看交易信道，桌面版閃電網絡錢包可能是您的首選。然而，由於閃電網絡最初旨在支持小額比特幣交易，許多用戶並不十分重視節點的安全性。

2. 如何設置 Lightning 信道？

要創建閃電網絡信道，您必須運行一個閃電網絡節點或擁有一個閃電網絡錢包。常用的選擇包括 Lightning App、Eclair、Zap 和 C-Lightning，以及 lnd（節點）（錢包）。完成這些步驟後，您可以使用與該閃電網絡節點關聯的特殊代碼，與其他閃電網絡節點或錢包創建支付信道。每種解決方案的具體操作方法略有不同。

3. 我是否需要開通自己的信道來發送或接收閃電支付？

要進行或接收閃電支付，理論上您必須至少激活一個支付信道。但是，如果您暫時不想開通閃電支付信道，還有其他多種替代方案。

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