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不懂闪电网络?零基础也能秒懂的专业解读送上
2019-04-12 10:02:50 作者:31QU 查看数量:7393 来源:巴比特资讯
摘要: 今年 1 月份,比特币闪电网络发起了一场“火炬传递”实验,这场实验在推特上迅速燎燃——历时 80 多天,经历 275 人之手,跨越 6 大洲,最终演变成一个世界级现象。

这场声势浩大加密网络信任传递活动,吸引了各界大 V 和各路名人的参与,包括 BitMexResearch、币安 CEO 赵长鹏、波场孙宇晨、《精通掌握比特币》一书作者 Andreas Antonopoulos 、Shapeshift 的 CEO Erik Voorhees、比特币耶稣 Roger Ver、Twitter 创始人 JackDorsey 、芬兰环球小姐 Rosa-Maria Ryyti 等,而这些人的加入,反过来又引发了社会对比特币和闪电网络的广泛关注。

但由于每个闪电网络通道都有支付额度的上限,因此,这次闪电火炬活动很快就要“熄灭”了,这场风靡全球的支付实验也即将接近尾声。

虽然闪电火炬活动接近尾声,但闪电网络的探索仍在继续。

上线仅 15 个月的闪电网络,发展速度不可小觑。根据 1ml 的数据,闪电网络上已经有近 8000 个节点,近 40000 个通道。如今闪电网络的容量已经超过了 1000 个比特币,容量的数据比上个月同期增长了近 50%, 闪电网络正在以惊人的速度增长。

值此关键时间节点,31QU 特邀 BitTribeLab 发起人之一刘涛先生和 BitTribeLab 首席技术官邹杰博士,为我们进一步讲解闪电网络的进展、使用场景、技术瓶颈等。

为什么国内闪电网络节点稀少?闪电网络是否会对比特币矿工的收入产生影响?节点部署的成本、收益和经济激励、闪电网络的安全、作恶和隐私等问题要如何解决?除了闪电网络还有哪些优质的 Layer 2 项目值得我们关注?

 

这些与闪电网络命运息息相关的问题,两位作者将一一为我们解答。

文 / BitTribeLab

编辑 / 小萍


BTC 扩容解决方案,提升交易速度

1. 闪电网络是如何工作的?

闪电网络是在两个无需信任的节点之间通过多签的方式,双方抵押同等数量的比特币来建立一个双向支付通道,在这个双向支付通道中进行交易行为的一个比特币的二层(Layer 2)网络

理论上,双方抵押的比特币数量不做限制,但现在一般的节点通常会在通道内抵押 0.16 个比特币。原因是 BOLT1.0(Basics of Lightning RFC)标准上的闪电网络通道的容量是约 0.16 个比特币。

由于这个双向支付通道里的支付是在比特币链外的支付,所以是实时且免费的。这种支付行为,本质上是用哈希时间锁和智能合约(比特币 Script 脚本)来安全地进行链外确认交易的一种机制。

如果两个节点之间没有直接建立通道,支付路径得经过一个或多个中间节点。则中间节点就可以通过收取路费的方式来提供路径服务,路费有两种形式,按次收和按交易比例收。但是路费是远远低于比特币链上交易的矿工费的。路径服务是通过 HTLC 原子交易协议来实现和保证安全的。

路径服务和路费的产生,同时也催生了闪电网络的节点运营商的兴起。

 

2. 闪电网络主要是解决了什么问题?

对比特币有所了解的人都知道,比特币存在网络拥堵、转账交易手续费高、转账速度缓慢等问题,这严重地制约了比特币的发展。

为了解决这些问题,比特币社区的争论从未停止,共识分歧严重,也造成了多次比特币分叉。

目前来看,社区共识无法达成一致,但有一点很明确,那就是,比特币现有问题的解决方案将寄托于比特币的二层(Layer 2)网络上,而闪电网络就是目前的解决方案。闪电网络主要解决了比特币链上交易太慢(需要半个小时到一个小时才能确认)的问题,以及在无需链上扩容的情况下无限提高交易量的问题。


在小额支付和日常消费领域有大规模采用潜力

3.目前,闪电网络进展如何?能被广泛采用和扩展吗?

闪电网络实时进展可在这链接里看到 https://1ml.com/statistics。


闪电网络实时统计数据

截至到发稿时间,闪电网络上已经有近 8000 个节点,以及近 40000 个通道。目前的容量已经超过了 1000 个比特币,容量的数据比上个月同期增长了近 50%。这个速度可以说是飞快发展了。

闪电网络扩展是没上限的,因为每个节点和通道都是平行独立的。目前有很多开发商都在开发闪电网络应用 Lapp。

闪电网络未来的广泛采用,主要依靠手机比特币钱包和商家闪电网络节点 POS 机。就像支付宝一样,主要依靠手机 App 和商家支付宝 POS 机。就像现在扫码付款一样,要么“你扫我“,要么”我扫你“。

闪电网络的商家采用才刚刚开始很零散,还没成气候。

需要注意的是,与支付宝收款码不同的是,每次收钱时收款码都是不一样的。这是为了保护钱包私钥的安全。

闪电网络节点在手机上还不是很成熟。现在基本上要用一个外部闪电网络节点来实现支付。我们也对这个问题正在攻关中。

4. Cobo、 imToken、比特派等一些钱包对闪电网络的整合,会对整个生态产生什么影响?

钱包集成闪电网络,更有助于让钱包作为数字世界经济系统的一个入口,就像支付宝,微信支付一样。

在未来,这些钱包不仅仅需要集成闪电网络,还会集成去中心化的 IM,可能存在 Dapp 和 Lapp 。这对整个新的数字世界会起到积极促进的作用。

5. Lapp 是什么?和 Dapp 有什么区别?目前有多少 Lapp ?

在闪电网络上开发的应用程序,叫 Lapp ,包括各种支付服务,以及在支付服务基础上的各种金融服务和衍生品。

Lapp 与 Dapp 的主要区别是,Lapp 是一个闪电网络比特币支付应用,而 Dapp 则是一个广义的去中心化的智能合约。一个支付应用需要非常昂贵的开发。

目前还没有 Lapp 数量的统计数据。

6.如何看待闪电网络未来的发展?规模会有多大?

和支付宝类似,闪电网络目前的主要使用场景是在小额支付和日常消费,比如,平时的消费,买早餐,买咖啡,特别是在国外,没有支付宝类似的支付系统。还有一种使用场景和微信类似,比如打赏喜欢的作者,小额捐款等。

未来,我认为,闪电网络会在这两个领域有大规模的发展。

这主要是因为,小额支付和日常消费并不需要使用者拥有大量比特币。同时,用户还可以非常低价地部署闪电网络支付节点及硬件(特别是建立在树莓派 Raspberry Pi 基础上的)。这能保证较高的安全度。

对于一些发展中国家而言,可以跳过信用卡和支付宝这两个阶段,直接进入到闪电网络的支付阶段。这就像中国基本上跳过了信用卡阶段直接进入支付宝阶段一样。在一些法币不稳定的国家,闪电网络可直接成为用比特币支付的主流支付手段,就像黄金在动乱时期成为主流货币和支付手段一样。闪电网络的支付系统就是数字黄金支付系统。

在发达国家,闪电网络支付将主要用来取代信用卡支付,同时跳过支付宝阶段。使用闪电网络,商家可以以极其低廉的成本部署支付节点硬件 POS,同时还保证了安全性。因为无需额外的网络设施,因此可以非常容易地取代商家现有的信用卡网络。

商家几乎再也不需要支付高额的信用卡手续费了,这将是推动商家采用闪电网络的主要动力。

7. 闪电网络在比特币生态中扮演了什么样的角色?

闪电网络是第一次真正意义上实现了中本聪理想中的点对点现金支付系统,它是比特币在日常生活流通的通道,将会大大地推动比特币的流通,从而推动比特币在现实世界生活中的应用。

我们归回中本聪的初心。阅读中本聪曾经的邮件,我们发现,这就是中本聪的初心。中本聪曾经提到(原文是这样的):


信中主要讲述了交易通道的概念,这也是构建闪电网络的一个最原始的想法

8.可以说一些目前已经落地,比较有意思的闪电网络用例吗?

伦敦出租车司机用闪电网络收比特币,然后再快速卖掉比特币赚差价,这就是因为闪电网络具有实时支付的能力。

在 Pollofeed.com 网站上,可以通过闪电网络支付比特币在线喂鸡。

可通过闪电网络接受比特币支付的可口可乐自动售货机。

可接受闪电网络支付比特币的街机游戏。

可通过闪电网络支付小额比特币,从糖果分发器买糖果。这种技术也可用来在非营业时间购买药品及其它商品。


瓶颈:通道容量上限和钱包无法一直在线

9.闪电网络还有哪些尚待解决的问题和发展瓶颈?

闪电网络目前还处于发展初期。至今闪电网络的两大主要开发团队(闪电网络实验室 Lightning Lab 和比特币代码核心开发团队 Blockstream),还把他们的闪电网络软件的部署默认为比特币测试网,而不是比特币主网,并警告在比特币主网上使用的风险。

 

针对闪电网络节点通道的容量问题,目前 BOLT1.1 正在提议将闪电网络节点通道的默认容量从 0.16BTC 增加到 2.56BTC ,从而支持更大数量的容量,让转账更加方便。这种解决方案在于,给现有通道充钱以增加通道容量,而不是关掉通道重新开一个新的通道,因为关掉通道和开新通道,都是比特币链上交易,需要付两次矿工费。

支持潜水艇交换交易,就是从比特币链上支付到闪电网络节点,然后从闪电网络节点支付到比特币链上。

 

注:现在所有开发团队都在 BOLT1.0 的标准上开发

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

 

目前来看,闪电网络发展的较大瓶颈是,手机钱包无法支持闪电网络通道一直在线的问题。因为闪电网络的通道需要一直在线状态。而手机钱包并不总是在线状态,因此它的闪电网络通道也并不总是在线状态。这会导致两个问题,一个是安全性问题,另一个是无法总是支持实时支付。

 

10.闪电网络的使用率高吗?据说闪电网络的中国节点比较少?为什么会出现这种情况?

目前闪电网络的使用率还不高,都还在探索阶段。

闪电网络的中国节点不是比较少,是少的可怜。目前统计到的只有 38 个节点,占全球节点总数的 0.92%,通道容量只有不到 5 个比特币,占全球总量的 0.44%。

相比之下,美国则拥有 1146 个节点,占全球节点总数的 27.84%,通道容量有近 664 个比特币,占全球容量的61.7%。

我认为主要有两个原因,一是因为本身中国比特币全节点就比较少,只占有4%,大概只有 400 个。第二个原因是,在中国固定 IPv4 的资源有限,成本较高。也许 IPv6 是一个可能的解决方案。因为闪电网络节点是支持 IPv6 的。

编者注: IPv4 是英文 Internet Protocol version 4 的缩写,中文名为互联网协议版本 4


节点成本,收益和竞争对手

11.部署闪电网络的成本有多高?如何激励闪电网络搭建节点?

个人部署一个闪电网络节点基本不需要什么成本,用一台 PC 机就可以部署一个节点,即可与其他节点建立交易通道。

但是,闪电网络节点需要固定 ip 才能够对外提供服务,由于国内有 ip 的限制,个人用户部署的网络节点因为没有固定 ip,实际上是无法对外提供服务的。

 

如果我们去云服务厂商购买一个云服务器来部署一个闪电网络节点,按最基本的配置和现在的云服务厂商的价格计算,一个闪电网络节点每年大概需要花费 200-400 美元的成本。如果去部署多个节点,就要考虑到地域的布局。

其实在国外,因为个人用户基本都拥有固定的 ip,因此,个人用户可以在家庭中部署一个闪电网络节点,使其永久在线。就像路由器一样,并对外提供服务。那么对于个人用户来说,闪电网络节点在自己家里会更加安全,并且经过节点的交易还能收取一定的路由费用,何乐而不为呢?目前已经有厂商在做这种低成本的设备,用来运行闪电网络节点,这将大大降低闪电网络节点的运营部署费用。

12.闪电网络是比特币的竞争对手吗?闪电网络会对比特币矿工的收入产生影响吗?

闪电网络并不是比特币的竞争对手,他仅仅只是比特币的一个二层(Layer 2)网络,能够让比特币更方便地使用。相反,闪电网络会让比特币向更为良性的方向发展,否则必然会出现难以共识,分叉等现象。

至于对比特币矿工收入的影响,我觉得这个问题需要从比特币网络的共识程度上来谈。也就是说,假设目前对比特币形成共识的人数为 N,当闪电网络规模化应用之后,用户仍是 N 的话,则矿工的收入会大大受到影响。但如果闪电网络规模化应用之后,用户增加,链上交易数量不变或是也增加的话,则矿工的收入也将不会发生变化或者还会增加。闪电网络将极大地增加比特币的流通,所以将大大地增加比特币链上交易。

其实我们生活中就有这样的例子,就像我们生活在北京,你有没有觉得地铁修得越多越挤?当年只有 1 号线,2 号线的时候,都还能有空座位?这就是因为地铁规模化以后,用户大规模增加,对地铁的承运能力要求更高了。

13.最近 bitmex 研究院出了一个报告,说闪电网络运营节点收益欠佳,中短期无法普及,你怎么看?

关于 bitmex 的研究报告,我仔细读了一遍。我认为,未来闪电网络运营商是处于一个自由竞争的状态。其收益具有很大的不确定性,但并不会出现爆发式收益。

 

闪电网络中短期无法普及,并不取决于闪电网络节点运营商的收益多少,而是取决于实际落地的应用有多少。

现阶段,闪电网络的技术还并不成熟,比特币核心开发团队也只是将其部署在比特币的测试网上。闪电网络的普及确实还需要走一段路程,目前闪电网络是处于厚积薄发的厚积阶段。

14.如果未来出现更多以太坊的二层(Layer 2)方案,并且支持 Dai, 会对闪电网络产生影响吗?

我觉得影响会很小,如果把比特币比做成黄金,那么以太坊充其量也就是白银。未来一定会有比特币上的稳定币出现,就像以太坊和 Dai 的关系一样,我们目前也正在做一些这方面的研究。另外, 以太坊上也有很多项目正在开发基于状态通道(State Channel)技术的高速支付系统。

15.作为一个 Layer 2 扩容解决方案,闪电网络会对 Layer 1 解决方案 BCH 有什么影响?你觉得谁更有前景?

这个问题很有意思, Layer 1 的解决方案可能最终都会导致硬分叉,出现硬分叉后,就会出现不同的利益集团进行博弈。

这不禁让我想到了几个月前的神仙打架的场景,就是 BCH 的硬分叉大战。分叉结果产生了 BCH ABC 和 BCH SV。在这场硬分叉大战的过程中,原本公平、正义、去中心化的区块链数字货币却被两个利益集团随意操纵。这种操纵,势必会导致两败俱伤,甚至鱼死网破的结局。

要解决比特币扩容的问题, Layer 2 的方案是正确的方向,而闪电网络可能是目前最好的解决方案。

 

16.二层(Layer 2)解决方案,除了闪电网络之外,还有哪些其他不错的项目?

1、Liquidity Network,提出了 REVIVE 路由算法和多枢纽的概念,枢纽的概念是在链下进行的中心化快速交易。但是枢纽并没有中心化的职能。

2、Loom Network,专注侧链技术,让区块链上的游戏应用和 Dapp 具有高度扩展性。

3、比特币代码核心开发团对 blockstream 用 Liquid 侧链来实现高速支付。

https://blockstream.com/liquid/ 这在他们的闪电网络实现中 c-lightning 也支持 Liquid 侧链交易。但其它闪电网络开发者并不支持。

4、 Celer Network,是构建在公有链之上的一层协议层(无独立公链),致力于以链下扩容技术为基石,构建匹配互联网规模的区块链应用入口平台。逻辑类似于闪电网络和雷电网络。当然这样一个广义 Layer 2 协议层的实现,将是一个长期目标。目前支持两个不同链上的支付系统,还有很长的路要走。

当然还有雷电网络,我认为都是不错的解决方案。


质疑:作恶,安全和隐私

17.有些质疑声说,闪电网络和银行没有不同,因为是链下的解决方案,你怎么看?既然是链下的,那如何保障安全?

我认为这种说法有些片面,或者是对闪电网络的设计逻辑了解不够准确。

在闪电网络设计中,考虑到了各种作恶的可能性,其严谨的设计确保了通道的任何一方都不敢真正作恶,否则将会受到严厉的惩罚。这种巧妙设计,确保了在无第三方的情况下也可安全地实现即时支付。可以说,惩罚机制是保证闪电网络安全最关键的部分。

关于这个惩罚机制,我尽量尝试用最通俗易懂的语言来描述。

我们假设交易双方是 A 和 B。A 和 B 的交易相当于构建一个合同。这个合同分为以下几个部分:

  1.  一个交易明细记录,例如交易完成后 A 的余额,B 的余额记录。
  2.  一把锁。A,B 双方都会买一把锁,自己留下钥匙,把锁交给对方,这个锁的内容是将原本属于自己的资产打给对方。
  3.  一个签字,A,B双方都会根据这个交易构建合同,并分别签字。
  4.  一个合约,经过一定时间,一般是 1000 个块后,将属于对方的资产打给对方。

合同构建完成以后,双方将互相发送合同给对方。这一次交易完成。

重点在于,当第二次交易开始之前,双方需要交换第一次交易中锁的钥匙。这就代表第二次交易将第一次交易作废。如果发生作恶的情况,例如仍然广播第一次交易,则由于第二次交易开始时已经有了第一次交易中锁的钥匙,所以作恶方将受到惩罚,惩罚结果就是拿不到任何资产。当然交易方必须随时查看链上交易纪录以防对方作恶。这就是为什么闪电网络节点需要总是在线。

具体关于闪电网络的原理分析可以参考文章《一文读懂闪电网原理解析》链接:https://www.chainnode.com/post/310181

18.有人说闪电网络会产生中心化和隐私问题,你怎么看?

我认为闪电网络会产生超级节点,但并不会出现垄断的中心化问题。闪电网络的节点很可能会是一个多中心化的存在形式。

也曾经有人说过闪电网络会死于中心化和超级节点,我并不这么认为。我们可以假设一种情况,就是经过节点运营商的博弈,最终只剩下一个节点运营商和这个节点运营商部署的闪电网络的超级节点。整个闪电网络被这个节点运营商垄断,这种情况实际上是变成了一个中心化交易所,而且如果仅有超级大节点,整个网络的压力也会受到挑战,并且很有可能无法工作,这种情况在自由竞争的环境下很难发生。

更现实的情况是,对于支付而言,每一个个人,企业等都有需求,随着闪电网络节点部署的门槛逐渐降低,他们会很容易,很快速的建立起自己的闪电网络节点。

我觉得闪电网络并不会带来隐私问题,相反,闪电网络可能更能在一定程度上保护了用户的隐私。其实我们现在交易比特币基本上已经没有隐私可言了,几乎所有的交易所包括 OTC 等都会做 KYC。闪电网络中的交易,可能流经多个节点,会实现匿名高速支付的场景。

这里我想分享一点,在纸质现金逐渐被取代以后,所有的用户交易都被实名记录,这是很可怕的,这会对人类最基本的隐私构成挑战。就好像你们家邻居都可以知道你的所有消费行为。我们需要,也非常必要的为人类保留这么一部分隐私空间。

 

关于 BitTribeLab

BitTribe Lab 是一个全球创新实验室(节点)网络,以建设去中心化未来信息基础设施和去中心化金融(Defi)新世界为愿景,元道老师作为首席布道师,并邀请了各位思想家、科幻小说爱好者、技术极客、开源软件开发者等等加盟。

原文链接:https://www.8btc.com/article/390689

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标签: 闪电网络 比特币网络 比特币
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