今年 1 月份，比特幣閃電網絡發起了一場“火炬傳遞”實驗，這場實驗在推特上迅速燎燃——歷時 80 多天，經歷 275 人之手，跨越 6 大洲，最終演變成一個世界級現象。

　　這場聲勢浩大加密網絡信任傳遞活動，吸引了各界大 V 和各路名人的參與，包括 BitMexResearch、幣安 CEO 趙長鵬、波場孫宇晨、《精通掌握比特幣》一書作者 Andreas Antonopoulos 、Shapeshift 的 CEO Erik Voorhees、比特幣耶穌 Roger Ver、Twitter 創始人 JackDorsey 、芬蘭環球小姐 Rosa-Maria Ryyti 等，而這些人的加入，反過來又引發了社會對比特幣和閃電網絡的廣泛關注。

　　但由於每個閃電網絡通道都有支付額度的上限，因此，這次閃電火炬活動很快就要“熄滅”了，這場風靡全球的支付實驗也即將接近尾聲。

　　雖然閃電火炬活動接近尾聲，但閃電網絡的探索仍在繼續。

　　上線僅 15 個月的閃電網絡，發展速度不可小覷。根據 1ml 的數據，閃電網絡上已經有近 8000 個節點，近 40000 個通道。如今閃電網絡的容量已經超過了 1000 個比特幣，容量的數據比上個月同期增長了近 50%， 閃電網絡正在以驚人的速度增長。

　　值此關鍵時間節點，31QU 特邀 BitTribeLab 發起人之一劉濤先生和 BitTribeLab 首席技術官鄒傑博士，爲我們進一步講解閃電網絡的進展、使用場景、技術瓶頸等。

　　爲什麼國內閃電網絡節點稀少？閃電網絡是否會對比特幣礦工的收入產生影響？節點部署的成本、收益和經濟激勵、閃電網絡的安全、作惡和隱私等問題要如何解決？除了閃電網絡還有哪些優質的 Layer 2 項目值得我們關注？

　　這些與閃電網絡命運息息相關的問題，兩位作者將一一爲我們解答。

　　文 / BitTribeLab

　　編輯 / 小萍

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　　BTC 擴容解決方案，提升交易速度

　　1. 閃電網絡是如何工作的？

　　閃電網絡是在兩個無需信任的節點之間通過多籤的方式，雙方抵押同等數量的比特幣來建立一個雙向支付通道，在這個雙向支付通道中進行交易行爲的一個比特幣的二層（Layer 2）網絡。

　　理論上，雙方抵押的比特幣數量不做限制，但現在一般的節點通常會在通道內抵押 0.16 個比特幣。原因是 BOLT1.0（Basics of Lightning RFC）標準上的閃電網絡通道的容量是約 0.16 個比特幣。

　　由於這個雙向支付通道里的支付是在比特幣鏈外的支付，所以是實時且免費的。這種支付行爲，本質上是用哈希時間鎖和智能合約（比特幣 Script 腳本）來安全地進行鏈外確認交易的一種機制。

　　如果兩個節點之間沒有直接建立通道，支付路徑得經過一個或多箇中間節點。則中間節點就可以通過收取路費的方式來提供路徑服務，路費有兩種形式，按次收和按交易比例收。但是路費是遠遠低於比特幣鏈上交易的礦工費的。路徑服務是通過 HTLC 原子交易協議來實現和保證安全的。

　　路徑服務和路費的產生，同時也催生了閃電網絡的節點運營商的興起。

　　2. 閃電網絡主要是解決了什麼問題？

　　對比特幣有所瞭解的人都知道，比特幣存在網絡擁堵、轉賬交易手續費高、轉賬速度緩慢等問題，這嚴重地制約了比特幣的發展。

　　爲了解決這些問題，比特幣社區的爭論從未停止，共識分歧嚴重，也造成了多次比特幣分叉。

　　目前來看，社區共識無法達成一致，但有一點很明確，那就是，比特幣現有問題的解決方案將寄託於比特幣的二層（Layer 2）網絡上，而閃電網絡就是目前的解決方案。閃電網絡主要解決了比特幣鏈上交易太慢（需要半個小時到一個小時才能確認）的問題，以及在無需鏈上擴容的情況下無限提高交易量的問題。

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　　在小額支付和日常消費領域有大規模採用潛力

　　3.目前，閃電網絡進展如何？能被廣泛採用和擴展嗎？

　　閃電網絡實時進展可在這鏈接裏看到 https://1ml.com/statistics。

　　閃電網絡實時統計數據

　　截至到發稿時間，閃電網絡上已經有近 8000 個節點，以及近 40000 個通道。目前的容量已經超過了 1000 個比特幣，容量的數據比上個月同期增長了近 50%。這個速度可以說是飛快發展了。

　　閃電網絡擴展是沒上限的，因爲每個節點和通道都是平行獨立的。目前有很多開發商都在開發閃電網絡應用 Lapp。

　　閃電網絡未來的廣泛採用，主要依靠手機比特幣錢包和商家閃電網絡節點 POS 機。就像支付寶一樣，主要依靠手機 App 和商家支付寶 POS 機。就像現在掃碼付款一樣，要麼“你掃我“，要麼”我掃你“。

　　閃電網絡的商家採用纔剛剛開始很零散，還沒成氣候。

　　需要注意的是，與支付寶收款碼不同的是，每次收錢時收款碼都是不一樣的。這是爲了保護錢包私鑰的安全。

　　但閃電網絡節點在手機上還不是很成熟。現在基本上要用一個外部閃電網絡節點來實現支付。我們也對這個問題正在攻關中。

　　4. Cobo、 imToken、比特派等一些錢包對閃電網絡的整合，會對整個生態產生什麼影響？

　　錢包集成閃電網絡，更有助於讓錢包作爲數字世界經濟系統的一個入口，就像支付寶，微信支付一樣。

　　在未來，這些錢包不僅僅需要集成閃電網絡，還會集成去中心化的 IM，可能存在 Dapp 和 Lapp 。這對整個新的數字世界會起到積極促進的作用。

　　5. Lapp 是什麼？和 Dapp 有什麼區別？目前有多少 Lapp ？

　　在閃電網絡上開發的應用程序，叫 Lapp ，包括各種支付服務，以及在支付服務基礎上的各種金融服務和衍生品。

　　Lapp 與 Dapp 的主要區別是，Lapp 是一個閃電網絡比特幣支付應用，而 Dapp 則是一個廣義的去中心化的智能合約。一個支付應用需要非常昂貴的開發。

　　目前還沒有 Lapp 數量的統計數據。

　　6.如何看待閃電網絡未來的發展？規模會有多大？

　　和支付寶類似，閃電網絡目前的主要使用場景是在小額支付和日常消費，比如，平時的消費，買早餐，買咖啡，特別是在國外，沒有支付寶類似的支付系統。還有一種使用場景和微信類似，比如打賞喜歡的作者，小額捐款等。

　　未來，我認爲，閃電網絡會在這兩個領域有大規模的發展。

　　這主要是因爲，小額支付和日常消費並不需要使用者擁有大量比特幣。同時，用戶還可以非常低價地部署閃電網絡支付節點及硬件（特別是建立在樹莓派 Raspberry Pi 基礎上的）。這能保證較高的安全度。

　　對於一些發展中國家而言，可以跳過信用卡和支付寶這兩個階段，直接進入到閃電網絡的支付階段。這就像中國基本上跳過了信用卡階段直接進入支付寶階段一樣。在一些法幣不穩定的國家，閃電網絡可直接成爲用比特幣支付的主流支付手段，就像黃金在動亂時期成爲主流貨幣和支付手段一樣。閃電網絡的支付系統就是數字黃金支付系統。

　　在發達國家，閃電網絡支付將主要用來取代信用卡支付，同時跳過支付寶階段。使用閃電網絡，商家可以以極其低廉的成本部署支付節點硬件 POS，同時還保證了安全性。因爲無需額外的網絡設施，因此可以非常容易地取代商家現有的信用卡網絡。

　　商家幾乎再也不需要支付高額的信用卡手續費了，這將是推動商家採用閃電網絡的主要動力。

　　7. 閃電網絡在比特幣生態中扮演了什麼樣的角色？

　　閃電網絡是第一次真正意義上實現了中本聰理想中的點對點現金支付系統，它是比特幣在日常生活流通的通道，將會大大地推動比特幣的流通，從而推動比特幣在現實世界生活中的應用。

　　我們歸回中本聰的初心。閱讀中本聰曾經的郵件，我們發現，這就是中本聰的初心。中本聰曾經提到（原文是這樣的）：

　　信中主要講述了交易通道的概念，這也是構建閃電網絡的一個最原始的想法

　　8.可以說一些目前已經落地，比較有意思的閃電網絡用例嗎？

　　倫敦出租車司機用閃電網絡收比特幣，然後再快速賣掉比特幣賺差價，這就是因爲閃電網絡具有實時支付的能力。

　　在 Pollofeed.com 網站上，可以通過閃電網絡支付比特幣在線餵雞。

　　可通過閃電網絡接受比特幣支付的可口可樂自動售貨機。

　　可接受閃電網絡支付比特幣的街機遊戲。

　　可通過閃電網絡支付小額比特幣，從糖果分發器買糖果。這種技術也可用來在非營業時間購買藥品及其它商品。

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　　瓶頸：通道容量上限和錢包無法一直在線

　　9.閃電網絡還有哪些尚待解決的問題和發展瓶頸？

　　閃電網絡目前還處於發展初期。至今閃電網絡的兩大主要開發團隊（閃電網絡實驗室 Lightning Lab 和比特幣代碼核心開發團隊 Blockstream），還把他們的閃電網絡軟件的部署默認爲比特幣測試網，而不是比特幣主網，並警告在比特幣主網上使用的風險。

　　針對閃電網絡節點通道的容量問題，目前 BOLT1.1 正在提議將閃電網絡節點通道的默認容量從 0.16BTC 增加到 2.56BTC ，從而支持更大數量的容量，讓轉賬更加方便。這種解決方案在於，給現有通道充錢以增加通道容量，而不是關掉通道重新開一個新的通道，因爲關掉通道和開新通道，都是比特幣鏈上交易，需要付兩次礦工費。

　　支持潛水艇交換交易，就是從比特幣鏈上支付到閃電網絡節點，然後從閃電網絡節點支付到比特幣鏈上。

　　注：現在所有開發團隊都在 BOLT1.0 的標準上開發

　　https://github.com/lightningnetwork/lightning-rfc/tree/v1.0。

　　目前來看，閃電網絡發展的較大瓶頸是，手機錢包無法支持閃電網絡通道一直在線的問題。因爲閃電網絡的通道需要一直在線狀態。而手機錢包並不總是在線狀態，因此它的閃電網絡通道也並不總是在線狀態。這會導致兩個問題，一個是安全性問題，另一個是無法總是支持實時支付。

　　10.閃電網絡的使用率高嗎？據說閃電網絡的中國節點比較少？爲什麼會出現這種情況？

　　目前閃電網絡的使用率還不高，都還在探索階段。

　　閃電網絡的中國節點不是比較少，是少的可憐。目前統計到的只有 38 個節點，佔全球節點總數的 0.92%，通道容量只有不到 5 個比特幣，佔全球總量的 0.44%。

　　相比之下，美國則擁有 1146 個節點，佔全球節點總數的 27.84%，通道容量有近 664 個比特幣，佔全球容量的61.7%。

　　我認爲主要有兩個原因，一是因爲本身中國比特幣全節點就比較少，只佔有4%，大概只有 400 個。第二個原因是，在中國固定 IPv4 的資源有限，成本較高。也許 IPv6 是一個可能的解決方案。因爲閃電網絡節點是支持 IPv6 的。

　　編者注： IPv4 是英文 Internet Protocol version 4 的縮寫，中文名爲互聯網協議版本 4

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　　節點成本，收益和競爭對手

　　11.部署閃電網絡的成本有多高？如何激勵閃電網絡搭建節點？

　　個人部署一個閃電網絡節點基本不需要什麼成本，用一臺 PC 機就可以部署一個節點，即可與其他節點建立交易通道。

　　但是，閃電網絡節點需要固定 ip 才能夠對外提供服務，由於國內有 ip 的限制，個人用戶部署的網絡節點因爲沒有固定 ip，實際上是無法對外提供服務的。

　　如果我們去雲服務廠商購買一個雲服務器來部署一個閃電網絡節點，按最基本的配置和現在的雲服務廠商的價格計算，一個閃電網絡節點每年大概需要花費 200-400 美元的成本。如果去部署多個節點，就要考慮到地域的佈局。

　　其實在國外，因爲個人用戶基本都擁有固定的 ip，因此，個人用戶可以在家庭中部署一個閃電網絡節點，使其永久在線。就像路由器一樣，並對外提供服務。那麼對於個人用戶來說，閃電網絡節點在自己家裏會更加安全，並且經過節點的交易還能收取一定的路由費用，何樂而不爲呢？目前已經有廠商在做這種低成本的設備，用來運行閃電網絡節點，這將大大降低閃電網絡節點的運營部署費用。

　　12.閃電網絡是比特幣的競爭對手嗎？閃電網絡會對比特幣礦工的收入產生影響嗎？

　　閃電網絡並不是比特幣的競爭對手，他僅僅只是比特幣的一個二層（Layer 2）網絡，能夠讓比特幣更方便地使用。相反，閃電網絡會讓比特幣向更爲良性的方向發展，否則必然會出現難以共識，分叉等現象。

　　至於對比特幣礦工收入的影響，我覺得這個問題需要從比特幣網絡的共識程度上來談。也就是說，假設目前對比特幣形成共識的人數爲 N，當閃電網絡規模化應用之後，用戶仍是 N 的話，則礦工的收入會大大受到影響。但如果閃電網絡規模化應用之後，用戶增加，鏈上交易數量不變或是也增加的話，則礦工的收入也將不會發生變化或者還會增加。閃電網絡將極大地增加比特幣的流通，所以將大大地增加比特幣鏈上交易。

　　其實我們生活中就有這樣的例子，就像我們生活在北京，你有沒有覺得地鐵修得越多越擠？當年只有 1 號線，2 號線的時候，都還能有空座位？這就是因爲地鐵規模化以後，用戶大規模增加，對地鐵的承運能力要求更高了。

　　13.最近 bitmex 研究院出了一個報告，說閃電網絡運營節點收益欠佳，中短期無法普及，你怎麼看？

　　關於 bitmex 的研究報告，我仔細讀了一遍。我認爲，未來閃電網絡運營商是處於一個自由競爭的狀態。其收益具有很大的不確定性，但並不會出現爆發式收益。

　　閃電網絡中短期無法普及，並不取決於閃電網絡節點運營商的收益多少，而是取決於實際落地的應用有多少。

　　現階段，閃電網絡的技術還並不成熟，比特幣核心開發團隊也只是將其部署在比特幣的測試網上。閃電網絡的普及確實還需要走一段路程，目前閃電網絡是處於厚積薄發的厚積階段。

　　14.如果未來出現更多以太坊的二層（Layer 2）方案，並且支持 Dai, 會對閃電網絡產生影響嗎？

　　我覺得影響會很小，如果把比特幣比做成黃金，那麼以太坊充其量也就是白銀。未來一定會有比特幣上的穩定幣出現，就像以太坊和 Dai 的關係一樣，我們目前也正在做一些這方面的研究。另外， 以太坊上也有很多項目正在開發基於狀態通道（State Channel）技術的高速支付系統。

　　15.作爲一個 Layer 2 擴容解決方案，閃電網絡會對 Layer 1 解決方案 BCH 有什麼影響？你覺得誰更有前景？

　　這個問題很有意思， Layer 1 的解決方案可能最終都會導致硬分叉，出現硬分叉後，就會出現不同的利益集團進行博弈。

　　這不禁讓我想到了幾個月前的神仙打架的場景，就是 BCH 的硬分叉大戰。分叉結果產生了 BCH ABC 和 BCH SV。在這場硬分叉大戰的過程中，原本公平、正義、去中心化的區塊鏈數字貨幣卻被兩個利益集團隨意操縱。這種操縱，勢必會導致兩敗俱傷，甚至魚死網破的結局。

　　要解決比特幣擴容的問題， Layer 2 的方案是正確的方向，而閃電網絡可能是目前最好的解決方案。

　　16.二層（Layer 2）解決方案，除了閃電網絡之外，還有哪些其他不錯的項目？

　　1、Liquidity Network，提出了 REVIVE 路由算法和多樞紐的概念，樞紐的概念是在鏈下進行的中心化快速交易。但是樞紐並沒有中心化的職能。

　　2、Loom Network，專注側鏈技術，讓區塊鏈上的遊戲應用和 Dapp 具有高度擴展性。

　　3、比特幣代碼核心開發團對 blockstream 用 Liquid 側鏈來實現高速支付。

　　https://blockstream.com/liquid/ 這在他們的閃電網絡實現中 c-lightning 也支持 Liquid 側鏈交易。但其它閃電網絡開發者並不支持。

　　4、 Celer Network，是構建在公有鏈之上的一層協議層（無獨立公鏈），致力於以鏈下擴容技術爲基石，構建匹配互聯網規模的區塊鏈應用入口平臺。邏輯類似於閃電網絡和雷電網絡。當然這樣一個廣義 Layer 2 協議層的實現，將是一個長期目標。目前支持兩個不同鏈上的支付系統，還有很長的路要走。

　　當然還有雷電網絡，我認爲都是不錯的解決方案。

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　　質疑：作惡，安全和隱私

　　17.有些質疑聲說，閃電網絡和銀行沒有不同，因爲是鏈下的解決方案，你怎麼看？既然是鏈下的，那如何保障安全？

　　我認爲這種說法有些片面，或者是對閃電網絡的設計邏輯瞭解不夠準確。

　　在閃電網絡設計中，考慮到了各種作惡的可能性，其嚴謹的設計確保了通道的任何一方都不敢真正作惡，否則將會受到嚴厲的懲罰。這種巧妙設計，確保了在無第三方的情況下也可安全地實現即時支付。可以說，懲罰機制是保證閃電網絡安全最關鍵的部分。

　　關於這個懲罰機制，我儘量嘗試用最通俗易懂的語言來描述。

　　我們假設交易雙方是 A 和 B。A 和 B 的交易相當於構建一個合同。這個合同分爲以下幾個部分：

　　1、 一個交易明細記錄，例如交易完成後 A 的餘額，B 的餘額記錄。

　　2、 一把鎖。A，B 雙方都會買一把鎖，自己留下鑰匙，把鎖交給對方，這個鎖的內容是將原本屬於自己的資產打給對方。

　　3、 一個簽字，A，B雙方都會根據這個交易構建合同，並分別簽字。

　　4、 一個合約，經過一定時間，一般是 1000 個塊後，將屬於對方的資產打給對方。

　　合同構建完成以後，雙方將互相發送合同給對方。這一次交易完成。

　　重點在於，當第二次交易開始之前，雙方需要交換第一次交易中鎖的鑰匙。這就代表第二次交易將第一次交易作廢。如果發生作惡的情況，例如仍然廣播第一次交易，則由於第二次交易開始時已經有了第一次交易中鎖的鑰匙，所以作惡方將受到懲罰，懲罰結果就是拿不到任何資產。當然交易方必須隨時查看鏈上交易紀錄以防對方作惡。這就是爲什麼閃電網絡節點需要總是在線。

　　具體關於閃電網絡的原理分析可以參考文章《一文讀懂閃電網原理解析》鏈接：https://www.chainnode.com/post/310181

　　18.有人說閃電網絡會產生中心化和隱私問題，你怎麼看？

　　我認爲閃電網絡會產生超級節點，但並不會出現壟斷的中心化問題。閃電網絡的節點很可能會是一個多中心化的存在形式。

　　也曾經有人說過閃電網絡會死於中心化和超級節點，我並不這麼認爲。我們可以假設一種情況，就是經過節點運營商的博弈，最終只剩下一個節點運營商和這個節點運營商部署的閃電網絡的超級節點。整個閃電網絡被這個節點運營商壟斷，這種情況實際上是變成了一箇中心化交易所，而且如果僅有超級大節點，整個網絡的壓力也會受到挑戰，並且很有可能無法工作，這種情況在自由競爭的環境下很難發生。

　　更現實的情況是，對於支付而言，每一個個人，企業等都有需求，隨着閃電網絡節點部署的門檻逐漸降低，他們會很容易，很快速的建立起自己的閃電網絡節點。

　　我覺得閃電網絡並不會帶來隱私問題，相反，閃電網絡可能更能在一定程度上保護了用戶的隱私。其實我們現在交易比特幣基本上已經沒有隱私可言了，幾乎所有的交易所包括 OTC 等都會做 KYC。閃電網絡中的交易，可能流經多個節點，會實現匿名高速支付的場景。

　　這裏我想分享一點，在紙質現金逐漸被取代以後，所有的用戶交易都被實名記錄，這是很可怕的，這會對人類最基本的隱私構成挑戰。就好像你們家鄰居都可以知道你的所有消費行爲。我們需要，也非常必要的爲人類保留這麼一部分隱私空間。

　　關於 BitTribeLab

　　BitTribe Lab 是一個全球創新實驗室（節點）網絡，以建設去中心化未來信息基礎設施和去中心化金融（Defi）新世界爲願景，元道老師作爲首席佈道師，並邀請了各位思想家、科幻小說愛好者、技術極客、開源軟件開發者等等加盟。

　　BitTribeLab 將致力於基於區塊鏈相關產品的實現，包括比特幣的安全存管產品，高速支付網絡，去中心化交易所以及比特幣鏈上的穩定幣的實現等。

　　BitTribeLab 已經發起併成立了閃電網絡北京研發小組，這是一個由北京地區專注於區塊鏈以及閃電網絡技術研究的愛好者組成的開放性社羣。BitTribeLab 希望能夠推進閃電網絡的發展，推進閃電網絡的技術和產品。同時也在招募其他地域的小夥伴共同發起成立不同地區的閃電網絡研發小組，實現共建。

　　歡迎看好區塊鏈技術、想與 BitTribeLab 共同設計產品、研發產品的同學加入，爲未來去中心化未來信息基礎設施等產品的實現貢獻自己的力量。同時可以在微信公衆號、巴比特（鏈節點）、簡書、csdn 關注 BitTribeLab，會有不定期的活動和技術文章分享。