金色薦讀 | 閃電網絡的快與慢_比特幣:BTC

Overview 概述

閃電網絡作為比特幣的擴容解決方案之一，保持了比特幣原鏈的核心特征。區別于 BCH、BSV 兩個比特幣分叉項目，閃電網絡技術路徑并沒有選擇通過增加比特幣區塊容量大小來擴容，而是選擇將大量小額交易放在鏈下處理的路徑。

閃電網絡從 2015 年白皮書發布，至今已發展了 5 年時間。于 2018 年正式上線后，閃電網絡快速發展，至今已經擁有 12,013 個節點、36,117 個狀態通道、網絡容量達到 925 個比特幣。

但是閃電網絡經歷了 2018 年的快速發展后，從 2019 年 6 月至今，進入了發展的瓶頸。至今閃電網絡所處理的 BTC 交易容量，與比特幣全網流通量 18,298,200 相比，占比僅為 0.0050546%。

閃電網絡出現當前現狀的主要原因為：

社區很多用戶更期望比特幣成為保值儲值的數字黃金，而非支付現金；

比特幣的小額支付場景有限；

安全性存在隱患；

閃電網絡技術還未完全成熟。

閃電網絡的未來發展還存在如下障礙：

比特幣價格的巨幅波動；

通道數量有限；

節點的中心化趨勢；

用戶使用門檻高；

閃電網絡通道存在延展性漏洞。

預計未來 3 至 5 年內閃電網絡仍將會得到社區的大力推廣，因為「比特幣原鏈+隔離見證+閃電網絡」的技術路徑方案得到了最多的社區用戶認同。如果未來閃電網絡除了在修復當前存在的一些技術缺陷外，更多地去匹配商業應用場景需求，同時加強在交易所環節的應用，擴展大額支付場景，勢必將會把比特幣變得更加完善，得到全球范圍內更多用戶的認可。

Report 報告

1.閃電網絡介紹

1.1 簡介

比特幣閃電網絡，英文名稱為 Bitcoin Lightning Network，是一種旨在提高比特幣交易速度的鏈下即時支付技術。閃電網絡的完整技術主張最早見于Joseph Poon、 Thaddeus Dryja兩位開發者撰寫的白皮書 《The Bitcoin Lightning Network: Scalable Off-Chain Instant Payments》 ，其核心技術原理是將大量交易放在比特幣的鏈下（off-chain）進行，只將最終的交易結果由鏈上確認，從而提高現有比特幣網絡的交易效率。

由于比特幣網絡當前的交易速度（每秒交易7筆左右）備受詬病，如何安全地實現擴容一直是社區關注的重點。而閃電網絡作為比特幣鏈下擴容技術，其不會對比特幣底層進行任何修改，并且開發團隊為區塊鏈行業頂尖的開發者，所以從誕生那一刻便備受大家關注。

經過將近 5 年左右的發展時間，閃電網絡從 2015 年發布白皮書，到 2020 年 3 月已經擁有 12,013 個節點、36,117 個狀態通道、網絡容量達到 925 個比特幣。

1.2 發展歷史概述

閃電網絡從 2015 年發布白皮書開始至今，主要經歷如下幾個階段：

1. 2015 年 2 月份，Joseph Poon 和 Thaddeus Dryja 發布了一篇閃電網絡白皮書《The Bitcoin Lightning Network: Scalable Off-Chain Instant Payments》草稿；

2. 2016 年 1 月 14 日，Joseph Poon 和 Thaddeus Dryja 發布了更新版的閃電網絡白皮書；

3. 2017 年 1 月，第一個閃電網絡的實現——LND 的內部測試版本發布；

4. 2017 年 8 月，隔離見證被激活，比特幣閃電網絡的基礎工作完成；

5. 2018 年 3 月，Lightning Labs 發布第一個閃電網絡的測試版本——LND。另外兩個閃電網絡版本分別由 ACINQ 和 Blockstream 團隊負責開發，分別在 3 月底和 6 月底向用戶發布；

6. 2019 年 2 月，匿名比特幣持有者 hodlonaut 發起「閃電火炬」（The Lightning Torch）活動，全球范圍內近 300 位用戶通過閃電網絡支付比特幣，吸引了包括 Twitter 首席執行官 Jack Dorsey、《精通比特幣》作者 Andreas Antonopoulos、投資公司 Morgan Creek 創始人 Anthony Pompliano、幣安創始人趙長鵬等名人的參與。

金色財經行情播報丨BTC持續震蕩 上升楔形待選擇方向:據火幣行情顯示，昨日BTC行情劇烈波動，最低9471USDT，最高探至9898USDT，今日波動縮小，持續震蕩。日線圖上升楔形保持完好，待選擇方向。1小時圖局部構筑菱形，有一定回調需求。截至10:00，主流幣的具體表現如下：[2020/5/20]

7. 2020 年 3 月，閃電網絡全網已擁有 12,013 個節點、36,117 個狀態通道、網絡容量達到 925 個比特幣。

1.3 開發團隊

目前主要有三個團隊在進行閃電網絡技術相關的研究開發工作，分別為：Blockstream、Lightning Labs 和 ACINQ。上述三家團隊均于 2018 年，分別推出了閃電網絡的測試網。

三個開發團隊的信息如下表所示：

表1：閃電網絡三個主要的開發團隊介紹

1.4 技術優點

閃電網絡作為比特幣擴容的關鍵性技術，具備如下的技術優點：

1）交易速度快

比特幣鏈上交易受限于每秒 7 筆的交易速度，如趕上交易擁堵，可能會出現等待半小時甚至更久的轉賬時間，十分不利于用戶的支付體驗。因此閃電網絡通過把大量交易放在鏈下來完成的方式，可以大幅提高用戶轉賬交易的效率。理論上閃電網絡交易的確認時間可以達到支付寶等傳統支付工具的水平。

2）交易費用低

比特幣鏈上交易，用戶的交易由礦工打包完成，而礦工通常會選擇手續費高的交易優先打包。而閃電網絡中的大量頻繁的交易是在比特幣鏈下完成的，打包交易的完成方由礦工變為了閃電網絡節點。通常閃電網絡節點設置的費率也普遍較低，并且用戶可以選擇費率最低的節點來完成支付，從而使得整體交易費低于完全通過鏈上完成交易的情況。

3）匿名性

比特幣等數字貨幣并不能實現完全的匿名性，鏈上交易雙方的地址可以被跟蹤。但是由于閃電網絡實現了相當一部分交易不上鏈，大部分數據存儲在鏈下，因此很難追蹤到閃電網絡進行支付的所有筆小額交易，從而使得隱私性得到了一定程度的加強。

2.核心技術原理

2.1 閃電網絡的工作原理

閃電網絡通過建立狀態通道的方式，將部分頻繁的小額交易放在鏈下完成，從而減輕主鏈的交易壓力。所以，閃電網絡技術的核心是建立一個安全、可行的鏈下支付通道，同時結合多重簽名地址技術、RSMC 序列到期可撤銷合約、HTLC 哈希時間鎖定合約等技術完成支付的結算與確認，進而提高用戶支付的效率。

我們可以舉一個例子來闡述閃電網絡的交易流程：比如 Alice 經常去小區門口的咖啡店買咖啡，所以她每次購買咖啡的時候都需要向咖啡店的老板 Bob 支付 BTC，而Bob也經常麻煩Alice代購一些海外奢侈品。所以，Alice 和 Bob 如果使用 BTC 鏈上交易的話，不僅每次支付時等待確認的時間久，而且整個期間發生的手續費也較高。

Alice與Bob 可以通過閃電網絡來解決上述的問題。流程如下：

1）Alice 和Bob分別向多重簽名地址轉賬 5 個BTC，轉賬的過程將廣播并被礦工記錄在區塊鏈上，這個多簽地址里面就擁有 10 個比特幣。從此刻起，Alice 和 Bob 就建立了一個閃電網絡的鏈下支付通道。

2）Alice 每購買一杯咖啡，就在通道里向 Bob 支付一筆 BTC；Bob 每次讓 Alice 幫忙代購，Bob 就在通道里向 Alice 支付一筆 BTC；但是由于這期間雙方的交易記錄均發生在鏈下，不會向礦工廣播，在 BTC 的鏈上沒有記錄，所以通道內的交易確認速度很快，甚至可以接近支付寶的確認速度。

3）當 Alice 和 Bob 在一個月后，計劃將這個月的交易進行清算和結算時，雙方將根據期間在閃電網絡支付通道里的交易記錄，來核算最終各自的資產情況。并將最終由雙方共同確認的交易結果發送至鏈上，進行確認和交易廣播，此時 Alice 和 Bob 建立的閃電網絡支付通道將結束。

詳細交易流程可見下圖：

圖1：閃電網絡交易流程示意圖

2.2 核心技術介紹

1) 多重簽名地址

金色財經行情播報 | BTC多頭強勢，日線圖呈上升楔形:據火幣行情顯示，昨日晚間BTC強勢拉升，今日上午繼續發力，最高觸及9949 USDT，且上升趨勢未變，有再度上攻10000 USDT的勢態。日線圖呈上升楔形，蓄勢較足，4個小時圖均線多頭排列，上升三法形態完成，多頭強勢。[2020/5/18]

比特幣多重簽名地址是為了實現比特幣資產的多方管理的一種技術。最初版本的比特幣簽名機制是單一地址管理的，即地址的持有人單獨管理，只有他/她本人擁有私鑰。如果該持有人丟失了私鑰，將直接失去該筆鏈上資產。

所以，為了規避丟失私鑰而丟幣的風險，開發者們提出了多重簽名的技術解決方案，即N個用戶可以分別持有N個私鑰，只要 M 個用戶拿出私鑰就可以動用某個多重簽名地址里的比特幣。這里的M有限定條件，需要大于等于 2、小于等于 N。

2) RSMC 合約（Revocable Sequence Maturity Contract）

RSMC 合約，全稱為 Revocable Sequence Maturity Contract，即序列到期的可撤銷合約。顧名思義，RSMC 合約支持交易雙方在閃電網絡的通道中，雙向支付，并且支持可撤銷的交易。每次交易雙方之間發生頻繁的小額交易時，需要交易雙方對一定時期內的資金交易結果進行共同確認，并且這些交易都發生在鏈下，可以支持一方撤銷交易。

為了鼓勵用戶盡可能久地使用閃電網絡的通道，系統將對最先提出終止通道的一方資金到賬時間比另一方晚。

在通道結束后，網絡會將最終結算的資金返還至雙方的鏈上比特幣錢包地址，一般情況下每筆交易金額都不會超過用戶放入通道內的資金規模。

RSMC 合約是支持閃電網絡可以實現的最重要的技術之一，我們延續上文中假設的 Alice & Bob 的例子，來給大家解釋下其工作原理：

Alice 與 Bob 發起雙方的閃電網絡支付通道；

Alice 與 Bob 均向支付通道里的多重簽名地址，劃轉了 0.5 個 BTC，即下圖中的 Funding Tx 部分；

Alice 發起一筆承諾交易 C1a，其中包含一筆退款交易 RD1a。C1a 的第一個輸出是 RD1a，由 Alice 另一個私鑰 Alice2 和 Bob 私鑰的多重簽名向 Alice 的地址轉入 0.5 BTC。但 RD1a 包含一個 seq 變量（seq=1000）以防止其馬上被礦工打包確認，而是要等1000個區塊后才可以被礦工打包確認。C1a 的第二個輸出是向 Bob 的地址轉入 0.5 BTC。Alice 將 C1a/RD1a 交給 Bob 簽名；

Bob 構造一筆承諾交易 C1b，其中包含一筆退款交易 RD1b。C1b 的第一個輸出是 RD1b，由 Bob 的另一個私鑰 Bob2 和 Alice 的私鑰的多重簽名向 Bob 的地址轉入 0.5 BTC。但 RD1b 包含一個 seq 變量（seq=1000），防止其交易馬上被礦工打包確認，而是要等 seq=1000 個區塊后確認。C1b 的第二個輸出是向 Alice 的地址轉入 0.5 BTC。Bob 將 C1b/RD1b 交給 Alice 簽名；

Bob 對 C1a/RD1a 簽名并返給 Alice，同時 Alice 對 C1b/RD1b 簽名并返給 Bob；

Alice 檢查 C1a/RD1a 以及 Bob 的簽名，確認后自己簽名。同時，Bob 檢查 C1b/RD1b 以及 Alice 的簽名，確認后自己簽名；

當Alice發現某筆交易金額不正確時，可以在 1000 個區塊（seq=1000）對該筆交易確認前，發起驗證請求，一旦被證實 Bob 作假，Bob 的資金將會被沒收以補償 Alice；

當 Alice 與 Bob 計劃結束支付通道，開始清算雙方資金時，支付通道將會被關閉。

支付通道結束時，雙方確認后的結果將發送至鏈上，進行確認和交易廣播。

圖2：RSMC 交易結構圖

來源：https://blocking.net/1516/bitcoin-lightning-network-rsmc/

3)HTLC 合約（Hashed Time-Lock Contract）

HTLC 合約全稱 Hashed Time-Lock Contract，即哈希時間鎖合約，簡單說就是加了時間限制的合約，即交易雙方可以對轉賬合約的實現設計一個倒計時。比如 Alice 幫 Bob 代購了一個價值 500 美金的高端化妝品，Bob 為了表達誠意，會先將 500 美金等值的 BTC 支付到一個多重簽名地址里，并由 Alice 生成的一個密碼 R 的哈希值 H(R)。

金色財經挖礦數據播報 | ETH今日全網算力上升2.58%:金色財經報道，據蜘蛛礦池數據顯示：

ETH全網算力185.898TH/s，挖礦難度2338.55T，目前區塊高度9634276，理論收益0.00738919/100MH/天。

BTC全網算力121.781EH/s，挖礦難度15.49T，目前區塊高度620866，理論收益0.00001623/T/天。

BSV全網算力2.722EH/s，挖礦難度0.38T，目前區塊高度625395，理論收益0.00066132/T/天。[2020/3/9]

如果在一定時間內，比如第 5 天時，Alice 已經將化妝品交給了 Bob，那么 Bob 將會把密碼 R 告知給 Alice，從而 Alice 成功收到該筆預付款。如果 Alice 在約定的時間內，未能成功向 Bob 交付化妝品，則該筆 BTC 將取消凍結，并轉至 Bob 的持幣地址。

所以 HTLC 合約功能可以完美解決閃電網絡中通道與通道鏈接的問題，能夠幫助不認識的兩方通過不同的支付通道相連接，從而完成小額多頻次付款。

比如 A 希望與 C 建立支付通道，但是 A 與 C 并不直接認識，但是 A 與 C 都認識 B，那么 A 與 C 就可以借助 B 來建立兩個支付通道來完成支付，如下圖所示：

圖3：閃電網絡通道連接交易結構圖

HTLC 合約主要由 2 部分構成：

哈希值鎖定，確保了只有知曉最終接收方生成的密碼 R 才可以解鎖，并獲得凍結的資產；

時間鎖定，即確保了轉賬方在一定時間內（最終接收方解鎖取走比特幣前）無法取走，又能保證在一段時間后如果最終接收方沒有取走比特幣的情況下，轉賬方可以拿回自己的比特幣。

4）其他技術介紹

除了多重簽名地址技術、RSMC 序列到期可撤銷合約、HTLC 哈希時間鎖定合約等三個核心技術外，閃電網絡依然還在完善的技術方案包括：瞭望塔 Watchtowers、原子多路徑支付 Atomic Multi-Path Payments、潛交換 Submarine Swaps、中微子協議 neutrino 等，簡要總結如下表所示：

表2：閃電網絡其他技術簡介

3.發展現狀及原因分析

3.1 核心數據表現

根據閃電網絡數據統計網站 1ml.com 的實時數據，截止 2020 年 3 月 27 日，閃電網絡中節點的數量達到 12,013 個，通道的數量達到 36,117 個，當前所有通道中托管的 BTC 數量為 924.9 個。具體數據如下圖所示：

圖4：閃電網絡數據來源：https://1ml.com/statistics

另外根據統計數據，中國地區閃電網絡數據情況如下表所示：

表3：閃電網絡中國地區數據來源：https://1ml.com/statistics

通過上述數據整理，可以看到中國地區的閃電網絡普及度極低，容量占全網比僅為 0.313%，平均每個節點 BTC 容量僅為 0.10 BTC。

3.2 核心指標歷史表現

1)節點數量

圖5：閃電網絡節點數量歷史表現來源：Bitcoin Visuals

2)通道數量

圖6：閃電網絡通道數量歷史表現來源：Bitcoin Visuals

3)狀態通道中托管的 BTC 數量

分析 | 金色盤面：過去一周十億美元俱樂部排行榜:金色盤面綜合分析：在過去72小時，市場出現逆轉，多頭遭受重創，我們看到10億美元以上的標的，除了tether外，無一幸免，將過去一周的利潤吞掉。ETH成為元兇，周跌幅23.27%，EOS緊隨其后，跌去了21.20%，表現最好的NEO亦有3%的跌幅。不過我們看到大跌之后，風險釋放，短線也會有修復性反彈出現，所以請投資者理性看待市場波動，做好風險控制。[2018/9/8]

圖7：閃電網絡通道中托管的BTC數量歷史表現來源：Bitcoin Visuals

4)平均每個通道中托管的 BTC 數量

圖8：閃電網絡通道中平均每個通道中托管的 BTC 數量歷史表現來源：Bitcoin Visuals

3.3 現狀總結及原因分析

閃電網絡從 2018 年開始正式運行，到現在經過 2 年的發展時間，雖然網絡中 BTC 的容量從 0 增長到了 924.9 個，法幣價值為 630.7 萬美元，但是和比特幣全網流通量 18,298,200 相比，占比僅為 0.0050546%。

通過對當前閃電網絡的數據表現進行分析，可以看到閃電網絡的節點數量、交易 BTC 數量、通道數量在 2019 年整體表現比較平緩，甚至還略有下降，這說明在 2019 年閃電網絡的發展進入一個瓶頸期。

主要原因如下：

1）社區對比特幣的支付屬性認可存在分歧

比特幣的內在價值主要表現在兩個方面，一是類似于數字黃金的價值存儲，二是電子現金支付工具。而社區中相當一部分用戶更傾向于比特幣的價值存儲屬性，而閃電網絡作為鏈下擴容方式，是希望比特幣可以履行電子支付貨幣的功能，這與很多用戶的使用心態背道而馳。

2）比特幣的小額支付場景有限

閃電網絡雖然通過鏈下擴容提高了比特幣轉賬的交易速度，但是卻沒有直接提高比特幣的現金支付場景。比特幣如果希望成為電子支付貨幣，那么它必須具備貨幣的基本屬性之一：內在價值在一段時間內相對穩定。而恰恰相反，比特幣的價格常常大幅波動，并且單個幣的價格也較高，從而使得用戶使用比特幣小額支付購買商品或者服務的整體意愿不高。

因為即使有了閃電網絡加持的比特幣，在小額支付場景上，依然無法和法幣的方便性相比，甚至與穩定幣 USDT 相比也難有競爭優勢。用戶很難有動力不使用方便、安全、價值穩定的法幣，而用比特幣去做日常的小額支付。所以，比特幣的小額支付場景有限也直接導致了大家使用閃電網絡來支付比特幣的意愿不強。

3）安全性存在隱患

近年來閃電網絡的安全性隱患一直受大家的關注，在 2019 年 8 月閃電網絡開發者 Rusty Russel 就表示閃電網絡軟件的舊版本存在嚴重的漏洞，如果用戶不進行更新，可能會丟失比特幣。

另外，由于閃電網絡通道內的交易均是在鏈下處理，并且涉及中介路由，支付雙方的交易數據容易被黑客攻擊而暴露。閃電網絡在支付時，要求節點必須保持在線狀態，如果用戶在支付時，發生節點下線，將會使用戶無法支付或者資金處于凍結狀態。

4）閃電網絡技術還未完全成熟

閃電網絡目前還存在許多需要解決的問題，比如節點掉線、路由設計、節點中心化、安全性、隱私暴露等，所提出的技術解決方案如瞭望塔 Watchtowers、原子多路徑支付 Atomic Multi-Path Payments、潛交換 Submarine Swaps、中微子協議 Neutrino等還要等待落地驗證。

4.市場分析及未來展望

4.1 不同擴容路徑對比分析

自從上線以來，比特幣網絡的交易速度慢和擁堵問題一直廣受詬病，比特幣社區也于 2015 年開始探討比特幣的擴容解決方案。

社區提出的擴容解決方案核心爭議點在于是否要區塊擴容，即將比特幣區塊大小從當前的 1M 擴大到 8M 甚至更高。以比特幣 Core 團隊為代表的開發者社區和用戶強烈反對區塊擴容，主張以“隔離見證+閃電網絡”的鏈下擴容方式。

截止目前，比特幣的擴容方案主要分為鏈上擴容和鏈下擴容兩大類，如下表所示：

表4：比特幣擴容路徑

金色財經現場報道 Omer Ozden：項目團隊要了解區塊鏈文化 :金色財經現場報道，在世界區塊鏈大會·三點鐘峰會“古典投資人的冷思考”圓桌討論中，石木資本董事長，真格基金海外投資首席顧問，優客工場聯合創始人Omer Ozden說，在上世紀90年代末的硅谷，15頁的PPT就可以得到VC1500萬美金，現在區塊鏈發展的速度快過互聯網速度2-3倍，上市也更快；當判斷區塊鏈項目價值時，要考慮其團隊是否了解區塊鏈文化，可靠的團隊將TOKEN廣泛用于市場流通而不是自己占有，構建區塊鏈生態。[2018/4/24]

閃電網絡主要應用在 BTC 主鏈上，通過將鏈下交易來幫助 BTC 主鏈提高交易效率，從而加強比特幣的貨幣支付屬性。而 BCH 和 BSV 主要是通過擴大區塊容量來提高鏈上的交易效率，即支付屬性直接通過主鏈上的交易來實現。

閃電網絡與 BCH 和 BSV 雖然實現的技術路徑不同，但是提高“比特幣”的交易速度的目的卻是相同的。從這點來看，如果閃電網絡能夠得到大面積普及，無疑會搶占 BCH 和 BSV 在「數字貨幣支付市場」的市場份額。

但是短期內，由于比特幣價格的巨幅波動，以及閃電網絡錢包的用戶使用門檻高，用戶對于閃電網絡小額支付的需求依然有限。只有當閃電網絡支持大額支付、用戶體驗更優、使用門檻降低，并且比特幣的價格相對穩定時，才有可能激發大家使用閃電網絡小額支付比特幣購買服務或商品的需求。

1）比特幣價格的巨幅波動

當前閃電網絡使用度較低的一個重要原因便是比特幣的價格極其不穩定，特別社區用戶對比特幣的資產價格增幅還抱有較高預期，使得用戶極不愿意用“具備較大升值空間”的比特幣進行購買商品或者服務時的支付手段，特別是小額支付。

充當支付工具的貨幣首先要求具備的特征便是價格相對穩定，這也是各國政府努力維持本國貨幣匯率穩定的重要原因。所以，只有在比特幣的價格預期相對穩定時，其充當支付貨幣的需求才會得到提高，進而促進大家使用閃電網絡進行支付的意愿。

2）網絡中的通道數量有限

閃電網絡的交易處理依賴于通道和參與用戶的數量，只有當更多的人使用閃電網絡，才會有更多的通道供用戶選擇，才可以實現快速的交易體驗。而當前閃電網絡的通道數量僅為 36,117 個，如果遇到節點不在線的時候，用戶很難直接找到可以匹配支付需求的通道，進而無法實現用戶之間的轉賬交易，這也是未來閃電網絡需要解決的問題。

3）節點的中心化趨勢

閃電網絡的交易依賴于節點中的通道和用戶參與數量，所以節點具備較強的網絡效應。節點內創建的閃電網絡通道越多、使用的用戶越多，用戶就越容易選擇該節點來建立閃電網絡通道。但這樣會進而導致強者恒強，越多用戶選擇頭部節點，頭部節點處理的BTC交易規模就越大，就會吸引更多的用戶來選擇該頭部節點，創建更多的通道。

所以節點的中心化趨勢在某種程度上有利于提高閃電網絡的支付效率，但是在另一方面會造成閃電網絡超級大節點的出現。這點，我們通過查看閃電網絡節點容量信息就可以看到，根據1ML網站上的數據，ACINQ、LNBIG兩家頭部節點合計占到閃電網絡總容量的62%。處于很強的寡頭壟斷地位。

4）用戶使用門檻高

當前用戶使用閃電網絡，首先需要使用閃電網絡錢包，然后花2-3分鐘時間創建閃電網絡通道，如果節點離線狀態還無法使用。并且如果用戶支付的另外一方沒有閃電網絡通道，還無法進行支付。即使支付成功，在結束通道時，還需要等待一定時間來等待剩余資金到賬。

上述流程對于一個只是為了小額支付的用戶而言，門檻太高了，高到很難讓用戶不使用支付寶、微信、銀行轉賬，甚至是使用USDT等穩定幣進行支付。

5）閃電網絡中的通道存在延展性漏洞

閃電通道里的交易均是在比特幣鏈外進行處理，很容易受到交易過載或者垃圾交易的攻擊。根據耶路撒冷大學的兩名科研人員進行的研究，黑客可以憑借不到 0.5 個比特幣，在閃電網絡通道里進行大量小額支付交易，搶占閃電通道的處理資源，阻塞閃電網絡通道，直至整個網絡癱瘓。

所以開發者需要針對此漏洞提出新的解決方案，比如調整 HTLC 合約或者是增加兩次支付交易之間的相隔時間等，否則閃電網絡的穩定性和安全性將受到極大挑戰，也可能會對用戶產生巨大的資金隱患。

4.3 未來發展展望

預計未來 3 至 5 年內閃電網絡仍將會得到社區的大力推廣，因為「比特幣原鏈+隔離見證+閃電網絡」的技術路徑方案得到了最多的社區用戶認同，但是如果希望閃電網絡真正得到更廣泛的應用仍需要做很多工作，比如未來閃電網絡除了在修復當前存在的一些技術缺陷外，更多地去匹配商業應用場景需求，同時加強在交易所環節的應用，擴展大額交易，勢必將會把比特幣變得更加完善，得到全球范圍內更多用戶的認可，使得全球范圍內的用戶享受到快捷、安全的銀行服務。

1）閃電網絡依然是比特幣原鏈擴容的重要解決方案

比特幣原鏈主張以「隔離見證+閃電網絡」的鏈下擴容路徑，主要是因為區塊容量擴大會使得比特幣節點的網絡負載，從而使得能夠同步比特幣全節點的礦工也越來越少，相當于變相大幅提高了比特幣全節點的門檻，直接導致的結果是提高比特幣的中心化趨勢，那么對于比特幣的初衷來講是致命的。

從保證比特幣的去中心化核心特征不變的目的來看，選擇「隔離見證+閃電網絡」的鏈下擴容路徑是最優的選擇，即不改變原鏈的鏈上特征以及區塊大小，就可以實現擴容。

與擴大區塊容量為主的擴容方案 BCH、BSV 相比，比特幣市值遙遙領先，分別為 BCH 的 29.4 倍、BSV 的 38.9 倍，這也從側面證實了「比特幣原鏈+隔離見證+閃電網絡」的技術方案凝聚了最大的共識，得到了更廣泛的社區認可。

2）閃電網絡技術更需要站在商業應用場景去優化

閃電網絡本質上是只是一種支付解決方案，只有真正解決用戶的實際需求才會得到真正的擁戴和使用。而當前閃電網絡旨在解決的小額支付場景上，用戶使用的動力有限，一方面是由于用戶傾向于用比特幣儲值，而非用比特幣支付；另一方面是由于閃電網絡的使用門檻高、穩定性略低、BTC 價格巨幅波動等問題，使得大家更傾向于使用法幣或者是穩定幣去做小額支付。

所以，閃電網絡不僅僅只從技術角度出發去改善，更應該從商業應用場景角度去思考和優化閃電網絡技術，擴展更多的閃電網絡使用場景，比如大額支付、交易所提沖幣等，來吸引更多的用戶使用閃電網絡進行支付。

3）閃電網絡需要得到更廣泛的交易所支持

目前由于大量的公鏈及 DApp 應用滲透率低，使得大量的幣被存放在交易所中，而交易所對閃電網絡的支持程度對未來閃電網絡的發展起著至關重要的作用。當前，根據公開信息報道，僅在 2019 年 12 月，Bitfinex 成為首家支持閃電網絡的交易所，而 BTC 交易量最大的三大交易所 OKEx、Huobi、幣安還未發布支持閃電網絡的公告。

如果未來有更多的交易所支持使用閃電網絡，勢必會極大地促進閃電網絡的用戶群體，對于閃電網絡的生態落地也會產生極大的促進作用。

5.實測分析

5.1 閃電網絡錢包選取

目前支持閃電網絡的錢包主要有 BlueWallet、éclair Moblie、Bluestream Green、Zap 及 Phoenix，此次測試主要測試功能較多的 Zap 錢包。

表5：Zap 錢包版本說明

5.2 測試結果總結

通過嘗試創建閃電網絡通道、向通道內支付比特幣、通道內轉賬、結束通道、創建新渠道等操作體驗閃電網絡，測試結論如下：

閃電網絡錢包的用戶門檻較高，除了需要學習傳統的比特幣鏈上錢包創建外，還需要學習如何創建閃電網絡；

用戶需要提前向通道內轉移不低于 7 美金的 BTC，才可以開啟通道；

當用戶選擇的節點創建通道成功后，如果遇到節點不在線的情況下，用戶無法完成支付；

如果用戶只支出一筆花費，通過閃電網絡支付的手續費會更高，因為除了通道內交易時節點收取的手續費，用戶在創建網絡和結束網絡時，資金支付到通道中、資金從通道中返還到鏈上地址都會產生手續費；

主動結束通道后，用戶需要 144 個區塊確認才能收到放入通道中的結算資金，期間資金處于凍結狀態；

閃電網絡創建通道時使用隔離見證功能，資金從鏈上地址打入閃電網絡通道的手續費大約低 25%，并且能夠在 2 分鐘左右可以完成。

5.3 測試步驟

步驟一：創建錢包，同步閃電網絡節點數據

Zap 錢包創建、輸入助記詞，然后就開始同步節點數據：

圖9：Zap 錢包同步節點界面

步驟二：向錢包內轉入比特幣

同步完成后，Zap 錢包界面如下圖所示，錢包地址為：3NGeMUMaa3BGQJ8hRxAFHcobFzVGg5kq61，可見 Zap 閃電網絡錢包直接鏈接的是比特幣的主網。

并向 Zap 的錢包地址轉入 0.01 個BTC，合計 100 萬 satoshis。當前還未有幣在閃電網絡 Channel 中，如下圖所示：

圖10：Zap 錢包界面-余額

步驟三：創建閃電網絡通道 Channel

通過 Zap 的 Create Channel 功能，可以選擇其推薦的節點來創建支付通道。假設我們選擇 Zap 的節點來創建，如下圖所示：

圖11：Zap 錢包界面-創建Channel

在創建 Channel 頁面，可以看到節點的 Publickkey 以及選擇放入通道的資金。同時可以選擇通道的費率，分為慢中快 Slow、Medium、Fast 三檔，費率分別為 1 satoshis per byte、4 satoshis per byte、46 satoshis per byte，其高低與用戶放入 Channel 的資金大小沒有關系，由節點服務商確定費率。

我們假設放入 100,000 Satoshis，選擇最快情況下的費用，如下圖所示：

圖12：Zap 錢包界面-創建 Channel 選項

圖13：Zap 錢包界面-創建Channel

這時錢包自動把金額調整為價值 7 美元的 108,084 satoshis，這是因為當放入通道的 BTC 價值低于 7 美元時，無法成功創建一個 Channel，這個應該是閃電網絡節點服務商 Zap 自己設定的。

創建成功后，我們可以看到錢包界面立刻顯示了該筆交易，該筆交易為鏈上交易，礦工費為 0.52 美元。

圖14：Zap 錢包界面-存放資金

在錢包界面，可以看到有 90,950 satoshis 正在發送至通道地址里，由于是鏈上交易，所以收取了價值 0.52 美元的礦工費，等待礦工打包確認交易。

圖15：Zap 錢包界面-存放資金

通過比特幣區塊瀏覽器，我們查找了該筆交易信息，發現礦工費是按照當初設定的 46 satoshis per byte，并且提示說由于該筆交易使用了隔離見證，省去了 25%的礦工費。整個確認過程，從支付到該筆完成確認，共花費了不到 2 分鐘時間，確實比較快。

圖16：Zap 錢包界面-存放資金交易查詢

步驟四：查看通道信息

在往通道支付的資金被鏈上確認后，閃電網絡的通道便成功設立了，但是我們在已創建的 Channel 里看到了該 Zap 節點處于離線狀態，從而使得無法使用。

在該閃電網絡的通道界面，我們可以看到如下信息：

通道創建的時間；

Time-Lock 時間（HTLC合約），默認144個區塊后才能拿回資金；

所有支付的資金

所有收到的資金

通道內質押的資金

節點的費率

圖17：Zap 錢包通道建立情況

步驟四：使用閃電網絡通道進行支付

在測試時，發現該節點處于離線狀態，導致無法使用該閃電網絡通道。

步驟五：結束通道

在該情況下，用戶可以強制關閉通道，在等待 144 個區塊確認后，才能收回通道內的資金。

回到 Zap 錢包中已創建的通道中，發現該通道顯示「已關閉」。

圖18：Zap 錢包通道結束

圖19：Zap 錢包通道關閉中界面

步驟六：創建新通道

同時嘗試創建新的通道，但是系統提示無法創建新的渠道。

圖20：Zap 錢包創建新通道界面

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