闪电网络解释 – 快速概念 – 比特币和加密货币指南
在“快速概念”中，我们将以简化的格式向您解释区块链空间中使用的重要术语/技术/进步。今天的主题是Lightning Network.Introduction
以前，在Quick Concepts的第1章中，我们讨论了On-Chain区块链扩展解决方案Sharding。今天我们将研究一种脱链扩展解决方案，比特币的闪电网络。
背景：快速回顾 –区块链三难论。
在他的一个演讲中，Vitalik Buterin展示了Scalability Triangle。
任何高性能区块链都需要有3个主要属性。权力下放，安全性和可扩展性。
- 权力下放是中本聪的愿景的精髓。它确保没有中央权限来控制，从而使系统更公平，更安全。
- 安全性：安全性是区块链抵御外部攻击的能力。试图破解去中心化的区块链需要高计算能力并且不具成本效益，黑客需要访问在多台计算机上运行的每个实例。区块链越去中心化，它就越安全。
- 可伸缩性：可伸缩性是Blockchain处理事务的速度。目前，Visa的交易速度为每秒1,700笔交易。比特币区块链每秒可处理约3-7个事务，而以太坊区块链每秒可处理约12-30个事务。这意味着现有的区块链需要大规模扩展才能拥有真实的实际应用。
现在，这是问题所在。现有的区块链系统最多可以包含Vitalik可伸缩性三角形中提到的三个基本属性中的两个这是区块链Trilemma。
为什么传统的工作证明（PoW）协议不能像比特币那样规模？
像比特币和以太坊这样的传统PoW协议要求网络上的所有节点都存储和处理所有事务（整个区块链）。随着网络规模的指数级增长，使用更大的区块链保持网络完整性变得资源密集，事务确认需要更长时间，这反过来又会使网络变慢。
不同的扩展方案：
企业级区块链需要安全。因此，在现有项目中，权力下放或可扩展性都会受到影响。
在某些区块链中，只有选定的节点可以验证交易，从而提高可扩展性，但会影响去中心化。其他的不够可扩展。
没有单一而明确的解决方案来处理可伸缩性问题。已经提出了各种解决方案，其可以大致分类为：
闪电网络：概念
由Thaddeus Dryja和Joseph Poon在2015年白皮书中提出，Lightning Network是一个建立在比特币之上的新协议层，用于即时，高容量的小额支付。
Lightning Network论文演示了Lightning Network的特点如下：
- 在区块链中，如果只有两个参与者关心日常重复交易，则比特币网络中的所有其他节点都不必知道该交易。相反，最好只拥有区块链上最少的信息。这将减少区块链的负荷。
- Lightning Network开辟了Off-Chain微支付渠道，创造了双方之间的关系。使用庞大的小额支付渠道网络可以实现可扩展性。
- 使用此概念，可以在此网络内创建近乎无限量的事务。
- 向最终接受者提供资金的义务是通过链式授权的过程实现的。沿途的每个参与者都有义务向特定的接收者提供。每个参与者将此义务传递给路径中的下一个参与者。在其各自的HTLC（哈希时间锁合约）中定义的每个后续参与者在该路径上的义务与先前参与者相比具有更短的完成时间。这样，每个参与者都确信他们能够在沿着路径发送义务时索取资金。
- 比特币交易脚本（比特币交易脚本）是一种称为“智能合约”实施的形式，它使系统无需信任的保管清算所或托管服务。
- 合约的执行是通过在某些日期之前或之后为一方制定广播交易的责任来实施的。
闪电网络费用与区块链费用不同，直接在渠道内的参与者之间支付。
闪电网络：执行模型
Lightning Network是一个离线支付渠道网络。交易可以通过两种方式进行
- 2方之间的直接付款
- 2方之间的间接支付渠道
直接付款渠道：
- 开立支付渠道 – 交易对手将一定数量的比特币存入多重签名地址，作为保险箱。在购买的情况下，买方提供所有资金，这是一个单一资金渠道。
- 最初的交易被广播到比特币区块链。
- 卖方可以查看此初始交易（尽管他尚未收到该金额），这使他信任并且可以决定与同一买方进行进一步交易，直到他希望结束合约并在其钱包中收到付款为止。
- 资产负债表也在Off-Chain创建，并记录双方的余额。
- 如果买方有进一步的余额，他可以与卖方进行更多交易。
- 每次资产负债表更新时，交易金额都会从买方的余额转移到卖方的余额。
- 每次这些时间，资产负债表都与买方和卖方的私钥签订，确认协议。
- 当一方决定关闭支付渠道时，该方只是将双方签署的最新资产负债表广播到区块链网络。
- 比特币矿工将验证资产负债表签名并确认资金的发放。
因此，闪电网络只需要比特币区块链中的2笔交易，
-
- 打开付款渠道（存入比特币），和
- 关闭付款渠道（结算帐单）。
这显着降低了比特币区块链的负载。
间接付款渠道：
无需为每个人创建付款渠道。如果买方和卖方之间没有既定渠道，
- 卖方生成一个名为preimage的密钥，该密钥被哈希并放入发票中
- 发票将发送给买方
- 买方使用发票创建哈希时间锁合约（HTLC）
- 购买者通过Lightning Network内的频道发送HTLC。
- 直接收件人不能索取该金额，因为他没有
- 因此，他用自己的资金创建了一个HTLC（他收取了一些费用）。
- Lightning Network发现支付渠道最快（中间体数量最少）且最便宜。
- 在渠道结束时，卖方使用自己的原像来申请基金。
来源维基百科
以下视频还提供了精彩的演示
闪电网络使用案例
闪电网络文件提到了各种用例：
- 即时交易。使用Lightning Network，比特币交易现在几乎是任何一方的即时交易（直接不可撤销的支付，以毫秒为单位）。
- 交易所套利。由于3-6个区块确认时间，目前有动力在交易所持有资金以准备进行大规模市场走势。交易所可以参与这个网络，并且客户可以几乎立即在交易所上下交易所订单。
- 小额支付。比特币区块链费用太高，无法接受小额支付，尤其是价值最小的小额支付。使用Lightning Network，可以在没有第三方保管人的情况下使用比特币进行近乎即时的小额支付。例如，它可以支付每兆字节的互联网服务或每篇文章的费用来阅读报纸。
- 财务智能合约和托管。可以拥有高度复杂的交易合约条款而无需使用区块链。
- 跨链支付。可以使用不同的共识规则在多个链上路由事务。
- 隐私。由于Lightning Network上的交易未记录在区块链上，因此用户可以通过更私密的方式处理比特币。
采用
Lightening Network获得了巨大的支持。
在2018年4月24日，我们报道了Lightning Network有2027个节点，5818个频道，网络容量为15.5万美元。
在2019年4月8日将近一年之后，Lightning网络拥有7882个节点，39017个频道和5670.7万美元的网络容量。
来源：1毫升
有关最近采用的更深入的详细信息，请参阅本文。
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