淺談閃電網路

公眾號回復「1」，拉你進區塊鏈技術討論微信群

作者：樹下老男孩

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在聊什麼是閃電網路之前，我們需要先聊為什麼需要閃電網路，閃電網路到底是解決什麼問題！

眾所周知,現階段公鏈都面臨一個擴展性的問題,一條公鏈可用性以及擴展性和安全性一直都是一個三角不可能定理。

一方面區塊一旦擴容過大,可能就會導致節點中心化，出塊時間過快也會導致競爭區塊過多導致短時間分叉，那麼二層協議也就是我們常說的側鏈，就是通過一種（OFF-blockchain）離鏈的方式來解決擴展性的問題。

舉個例子，日常生活比較常見的場景：比如說我去買杯豆漿，我們一般都使用支付寶,在中心化的情況共識很容易就達成，如果網路快的情況可能幾秒鐘就確認交易了。如果我們使用以太坊，假設以太坊不擁堵的情況，12秒出一個塊，假設三個塊的深度我就認為得到了最終的確認，那也需要等待將近一分鐘，那麼用戶的體驗感肯定非常差。那麼能不能在保證去中心化的情況下，同時還能達到秒級的支付，這時閃電網路就出現了？

閃電網路的核心概念有兩個: RSMC以及HTLC。首先我們來講RSMC，Recoverable Sequence Maturity Contract，中文可以翻譯為「可撤銷的順序成熟度合同」。舉個例子，老王是一家水果店的老闆，小李是一家餐廳的老闆，他們之間互相交易，但是為了減少現金交易的麻煩，他們通過小徐各自存入一筆等值的現金，小徐給了他們一本賬本。

從圖上可以看見，我們這裡有老王和小李以及小徐。老王和小李經常互相交易，所以為了減少現金交易的麻煩，他們通過小徐簽署了一個合約，同時存入等值的現金，然後小徐交給了他們一本賬本。那麼以後他們交易只需要通過修改賬本的方式就可以進行支付，不需要支付現金。如果任意一方想要拿回現金，他就可以拿著賬本去找小徐。

那麼這裡就會產生一個問題，如果惡意的一方拿了一本假的賬本來欺騙小徐怎麼辦？首先小徐會驗證簽名的有效性，然後等待另外一方確認(這裡有一個等待時間)。如果另外一方在等待時間沒有確認，則按最後一筆合法的交易，將對應的金額打入對應的賬戶。如果某一方拿出一本舊賬本，對於小徐而言，簽名是合法的，這裡有一個機制，如果質疑方能夠拿出完整的賬本，那麼質疑方會獲得所有的錢。這裡就保證了沒人會拿一個舊的交易來提現。

這就是所謂的可撤銷的順序成熟度合約，實際上就是一本賬本，只有最後一筆會打包上區塊鏈，這就大大降低了交易成本。

接下來我們接著講哈希時間鎖合約(HTLC)，具體的意思就是發起交易時，雙方約定轉賬方先凍結一筆錢，並提供了一個哈希值，如果在一定時間內有人能提出一個密文，並且哈希後的值與已知的哈希匹配，則這筆錢就轉給接收方（實際上是重新簽署一筆交易,修改餘額再加上雙方的簽名）。這個密文你就可以理解為口令紅包，

首先A通過某種途徑將密文發送給E，這時候A和B簽署一個合約,如果能在特定的時間內能夠從C獲取到合法的密文,則交易成功,否則超過時間則比特幣將解鎖,重新回到A賬戶下，然後依次執行簽署合約。那麼a是通過什麼途徑知道可以通過B C D 這三個通道找到E的呢？節點之間的獲取路徑是通過交換路由表的方式來完成的，這個有點類似比特幣的p2p模塊，而至於尋徑是通過特定的演算法實現的，就不詳細介紹了。

閃電網路的優點

1. 可以即時支付。

2.對節點的性能需求並不高。

3.通過路由系統自動尋徑(尋找花費最少的路徑)，網路中的節點充分競爭使得交易費用可以低。

4.匿名性(每一個節點只記錄該通道內的交易)。

閃電網路的缺點

1.如果換一種代幣就需要重新開啟通道，節點和用戶的成本都相當的高。

2.沒有足夠的商家支持閃電網路，使得作為節點的收益並不高，由於沒有足夠的商家支持，用戶使用閃電網路的需求並不高。

3.閃電網路是小額支付，開啟通道是需要使用公網的，使用公網意味著要發起一次交易，如果只轉入幾百塊，一次交易就需要幾十塊，可能就得不償失了。

4.關閉通道時，也需要發起交易，將通道中的幣分配給通道以及用戶，這又需要發起一次交易，又需要發起一次交易。

5.其次每個節點都需要抵押一定的比特幣，才能開啟節點，長時間暴露在公網中，可能會存在私鑰泄露的問題。

6.現階段閃電網路並不完善處於一個初始版本。

7.由於賬本只保存在本地，可能會存在賬本丟失的問題，如果這時節點做惡，發送一筆作廢了的交易結束該通道，理論上也是可行的。

8.極端的情況下，可能閃電節點會被攻擊，賬本全部丟失。如果這時用戶在通道內的幣高於節點，可能就虧了，反之用戶就賺大發了，所以現階段閃電網路還需要解決很多問題。

很多人講閃電網路會中心化，這個我是不認同的，只能說部分中心化，畢竟搭設一個閃電節點的成本並不高，而且理論上任何一個人都可以搭建閃電節點，一台舊筆記本足以，網路中的節點都互相競爭，現在比特幣的閃電網路的交易費用只有幾聰。

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