什么是闪电网络?比特币闪电网络是怎么回事?

时间:2024-07-28  分类:电子

闪电网络如何预防作假?


我们可能会注意到此处存在攻击向量。假设Bob现有余额为1BTC,要怎样才能阻止他发布余额更高的旧交易?毕竟他已经从Alice那里拿到了半签名的交易,他只需加上自己的签名就可以发布了,对吧?


没有任何措施能阻止他这样操作。但如果真要这么做,他可能会损失全部余额。假设他确实发布了旧交易,交易内容是向Alice支付1枚代币,并向我们此前提到的多重签名地址支付5枚代币。


Alice马上就会收到代币,但Bob必须等到时间锁到期才能从多重签名地址进行花销。是否记得我们上面提过,还要具备另一个条件,Alice才能立即动用同一笔资金?她需要一个自己当时不掌握的秘密。但是现在她已经知道这个秘密了第二轮交易刚刚创建,Bob泄露了这个秘密。


在Bob只能静待时间锁到期时,Alice就能挪走所有资金。这种带有惩罚性质的机制确保参与者不会打歪主意试图作假,否则交易对手将获得他们的代币。


通道支付


我们之前说到过这个问题,通道之间可以建立连接,否则闪电网络无法有效支持支付功能。试想我们是否真的会预存500美元到同一家咖啡店,就为了接下来几个月每天都去喝上一杯?


其实完全没有必要这样做。Alice和Bob开启了通道,Bob和Carol也已建立通道,那么Bob就能通过通道向二者付款。Alice通过这种方式跨越多个跳点,就能支付到路径中的所有人。



在这种情况下,Alice可通过多通道抵达Frank处。实际操作时,她一定会选择最便捷的通道。


中间机构在通道中起到一定作用,会收取少量费用,但非强制收取。闪电网络尚处于新兴阶段,收费市场还未成形。许多人期望能够基于流动性收取费用。


在基础链中,用户需根据占用的区块空间来支付费用,但与传输的价值无关。也就是说,支付1美元与1000万美元的费用是相同的。与之相反,闪电网络没有区块空间一说。


但是,存在本地余额和远程余额的概念。本地余额是指一方可推送到通道另一端的金额,而远程余额则是指交易对手可推送回本地一方的金额。


再来举个例子。下面我们详细了解一下上述其中一条路径:Alice<>Carol<>Frank



Alice向Frank转账0.3BTC之前和之后各位用户的余额。


Alice<>CarolCarol<>Frank两条路径各有1BTC的总容量。Alice的本地余额为0.7BTC。大家此时在区块链中结算,则Alice收到0.7BTC,Carol收到0.3BTC的远程余额。


假设Alice要向Frank发送0.3BTC,她会向Carol通道一侧推送0.3BTC。然后Carol从自己的本地余额经通道向Frank推送0.3BTC。最终,Carol的余额保持不变:来自Alice的+0.3BTC和发送至Frank的-0.3BTC相互抵消。


Carol充当Frank的中间连接没有损失价值,但是自己的资金支配灵活性变差。可以看到,她目前在与Alice的通道中可花销0.6BTC,但在与Frank的通道端只能支配0.1BTC。


我们设想一种情况,Alice只与Carol连接,而Frank连接的网络范围更广。此前,Carol通过Frank可向他人共计发送0.4BTC,但现在她的通道一端只有0.1BTC可供向外推送。


在这种情况下,Alice实际上正在蚕食Carol的资金流动性。在没有任何激励的情况下,Carol并不想让自己处于劣势。因此,她可能会提出从我的通道每输出0.01BTC,我将收取10聪的费用。这样一来,Carol在较强路径中舍弃的本地余额越高,赚得就越多。


如前所述,这里并没有事实上的收费要求。有人并不担心流动性变差,而有人只想与接收者直接开启通道。


闪电网络的局限性


如果事实证明,闪电网络能让比特币所有可扩展性问题迎刃而解,就皆大欢喜。但很遗憾,闪电网络存在着阻碍自身发展的缺点。


可用性


对于初学者而言,比特币并不是最直观的系统,地址、费用等等,可能都会让人摸不着头绪。但是钱包则抽离了这些复杂的内容,为用户提供与现有支付系统较为相似的操作。我们可以让他人下载智能手机钱包,并向他们发送代币。这样他们会很愿意去完成操作。


闪电网络目前无法做到这一点,其智能手机应用程序选择还十分有限。通常来说,闪电网络节点需访问比特币节点才能充分使用。


设置好客户端之后,用户还需开启通道才能进行支付。这个过程非常耗时,尤其当新人接触到入站/出站容量等概念,更是一头雾水。


所以说,闪电网络还需不断改进,降低准入门槛,让用户获得更流畅的体验。


流动性


闪电网络的一大诟病在于用户的交易能力受到了限制。个人支出不能超过锁定在通道中的金额。如果有人要支出所有资金,把通道的所有资金转到远程余额,则必须关闭该通道。或者,被动等待他人通过该通道进行支付,但这并不是理想的方式。


个人路径受限于通道总容量。以此前的Alice<>Carol<>Frank为例。如果Alice和Carol的通道有5BTC的容量,而Carol和Frank的容量仅为1BTC,那么Alice永远无法发送超过1BTC的金额。即便如此,所有余额需在Carol<>Frank通道的Carol一端才能保证闪电网络的正常运作。这会严重限制通过闪电网络通道传输的资金量,继而连带影响到网络的实用性。


中心化枢纽


基于前面提到的问题,有人担心这样的网络会催生出大量枢纽,即具有强劲流动性且密切关联的大型实体,让所有大额支付都通过这些实体通道。


显然,这种发展势头并不是好现象。中心化枢纽会削弱系统,因为这些实体离线会严重扰乱用户之间的关系。此外,由于只有少数几个点进行交易,审查风险随之增加。


闪电网络的现状


截至2022年3月,闪电网络的运作一切正常,拥有超过3.5万个在线节点,8.5万多个活跃通道,并且容量突破3,570BTC。



闪电网络节点的全球分布。资料来源:explorer.acinq.co


在众多不同的节点实现当中,Blockstream的c-lightning、闪电实验室(LightningLabs)的闪电网络守护进程(LightningNetworkDaemon)以及ACINQ的Eclair尤为热门。针对不太精通技术的用户,许多公司推出了即插即用节点。用户只需接通设备电源,就能开始使用闪电网络。


总结


闪电网络主网于2018年上线,尽管许多人认为它仍处于测试阶段,但该网络已经呈现出惊人的发展势头。


目前,只有具备一定技术熟练程度的用户才会操作闪电网络节点,因此网络仍需攻克一些可用性障碍。随着网络大力开发,准入门槛正在逐渐降低。


只要问题得以顺利解决,闪电网络将成为比特币生态系统中不可或缺的一部分,大大提升可扩展性和交易速度。



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