原創(chuàng)?2018-01-01?小饅頭?eMoneyHome數(shù)字貨幣

圣誕節(jié)，閃電網(wǎng)絡(luò)團(tuán)隊(duì)宣布測(cè)試版本RC1發(fā)布，主網(wǎng)版本已經(jīng)研發(fā)完成，即將部署。

什么是閃電網(wǎng)絡(luò)？

閃電網(wǎng)絡(luò)是BTC社區(qū)提出的一個(gè)高頻小額交易低延時(shí)低手續(xù)費(fèi)交易方案。解決了比特幣交易費(fèi)用高，交易速度慢，區(qū)塊總大小不斷膨脹的問題。還記得上周討論過的IOTA么（詳見公眾號(hào)emoneyhome，IOTA:一個(gè)月漲10倍的神幣）。IOTA就是以低延時(shí)，無手續(xù)費(fèi)作為最大亮點(diǎn)，對(duì)其他虛擬貨幣實(shí)現(xiàn)了降維打擊，創(chuàng)造了月漲10倍的神話。而閃電網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)使得BTC也具有了類似的能力。注意：是"類似"的能力，閃電網(wǎng)絡(luò)會(huì)極大的提高交易速度，極大降低交易費(fèi)，但是無法實(shí)現(xiàn)零交易費(fèi)。

off-chain鏈外交易

受限于區(qū)塊大小和出塊速度，BTC平均每十分鐘能處理的交易量幾乎是固定的。隨著BTC的受眾增多，BTC上的交易量增大，而每秒處理總量不變，交易速度直線下降。為了讓交易更快被處理，交易者不得不提高礦工費(fèi)。于是惡性循環(huán)形成：交易量越大，交易速度越慢，交易費(fèi)越高。為了解決問題，社區(qū)提出了區(qū)塊擴(kuò)容和加快出塊速度等方案。這些方法都是對(duì)已有方案的改進(jìn)，就算最極端的擴(kuò)容8M的方案，對(duì)于目前擁堵的BTC網(wǎng)絡(luò)來說也只是隔靴搔癢，無法從根本上解決問題，而且還會(huì)迅速增加BTC網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)量。既然使用區(qū)塊鏈進(jìn)行交易確認(rèn)如此緩慢，那對(duì)于頻繁的小額交易，不使用區(qū)塊鏈進(jìn)行確認(rèn)，直接將交易放到鏈外執(zhí)行，不就行了么！這就是閃電網(wǎng)絡(luò)的核心思想：大部分交易在鏈外執(zhí)行，只有當(dāng)最終交易全部完成，或者發(fā)生爭(zhēng)議的時(shí)候才提交到區(qū)塊鏈進(jìn)行處理。

保證金機(jī)制

RSMC(Recoverable Sequence Maturity Contract可撤銷的線性成熟合約)本質(zhì)上就是一個(gè)保證金制度，支付雙方將保證金打入一個(gè)以多重簽名地址形式存在的支付通道中。我們假定A和B會(huì)進(jìn)行頻繁的小額交易，那么A和B都需要預(yù)先向支付通道提交足額的保證金。支付的本質(zhì)就是雙方重新確認(rèn)支付通道中資金的分配方案。一旦方案確定，任何一方違約，另一方都會(huì)獲得全部保證金。真正的最終決算仍然需要在區(qū)塊鏈上進(jìn)行。

比如：A和B分別往支付通道中打入了0.001BTC。達(dá)成初始協(xié)議一：A擁有0.001BTC,B擁有0.001BTC。此時(shí)A向B購買了一杯咖啡支付了0.0003BTC。則AB會(huì)重新達(dá)成協(xié)議二，確認(rèn)資金分配方案：A擁有0.0007BTC，B擁有0.0013BTC。緊接著，B向A買了一頂帽子支付0.0005BTC，則AB會(huì)再次達(dá)成協(xié)議三，確認(rèn)資金分配方案：A擁有0.0012BTC,B擁有0.0008BTC。如果B想從支付通道中取回0.0008BTC，則需要將B在支付通道中擁有0.0008BTC的協(xié)議提交到區(qū)塊鏈，在得到區(qū)塊鏈確認(rèn)，且A沒有提出異議的情況下。A將從支付通道中取回0.0012BTC，B將會(huì)從支付通道中取回0.0008BTC。

防止雙花

雙花問題是區(qū)塊鏈的經(jīng)典問題。本質(zhì)就是如何避免B利用區(qū)塊鏈的確認(rèn)延遲，用同一份錢，同時(shí)向多個(gè)賣家進(jìn)行支付。在閃電網(wǎng)絡(luò)中，因?yàn)樵谥Ц吨氨ＷC金已經(jīng)被打入了支付通道，所以并不存在雙花的問題。但是會(huì)存在另一個(gè)問題：B作弊，向區(qū)塊鏈提交非最新的協(xié)議版本，以期自己獲得更多BTC。

比如：如果B作弊,將協(xié)議二提交給區(qū)塊鏈，就能獲得0.0013BTC,而不是他應(yīng)得的0.0008BTC。閃電網(wǎng)絡(luò)是如何避免這種情況發(fā)生的呢？在B將協(xié)議提交給區(qū)塊鏈之后，B不會(huì)立馬獲得比特幣，而是會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)等待A的確認(rèn)。A在確認(rèn)時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)B作弊，A會(huì)向區(qū)塊鏈證明自已擁有比協(xié)議二更新的協(xié)議三，以此證明B作弊。在發(fā)現(xiàn)作弊后，區(qū)塊鏈會(huì)罰沒B的所有保證金，全部歸A所有。

支付鏈

如果所有買賣雙方都需要建立自己的支付通道，這樣的開銷對(duì)于區(qū)塊鏈來說也是極大的，而且是不必要的。一個(gè)更好的方式是復(fù)用已有的支付通道。比如A和B有支付通道,B和C有支付通道。如果A要向C進(jìn)行支付，AC并不需要建立支付通道，A只需要向B支付，B再向C支付就行了。這是通過HTLC(Hashed Timelock Contract哈希時(shí)間鎖合約)實(shí)現(xiàn)的。

比如：A要向C支付0.005BTC。C會(huì)生成生成一個(gè)密鑰R和鎖Hash(R)，并且將鎖Hash(R)發(fā)送給A。A會(huì)向AB的支付通道中打入0.0051BTC,并且告知B，如果你能在兩天內(nèi)打開鎖Hash(R),支付通道中的錢就是你的了。B會(huì)向BC的支付通道中打入0.005BTC,并且告知C，如果你能在一天內(nèi)打開鎖Hash(R),支付通道中的錢就是你的了。C擁有密鑰R，當(dāng)然能打開鎖Hash(R),取走BC支付通道中的0.005BTC.在C取走錢后，B也擁有了該密鑰，B也能打開鎖Hash(R),取走AB支付通道中的0.0051BTC。其中的差價(jià)0.0001BTC就是A為這次交易額外支付給B的費(fèi)用。所以通過支付鏈進(jìn)行交易是需要收取一定的交易費(fèi)的，但是其交易速度和交易費(fèi)是明顯低于鏈上交易的。

雷電網(wǎng)絡(luò)

以太坊幾乎照抄了閃電網(wǎng)絡(luò)方案，實(shí)現(xiàn)了自己的雷電網(wǎng)絡(luò)。基于以太坊的智能合約特性，對(duì)閃電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了一定的改進(jìn)。在雷電網(wǎng)絡(luò)中支付通道不再是一個(gè)多重簽名的地址，而是一個(gè)智能合約。HTLC機(jī)制升級(jí)為了更為通用的smart condition智能條件，智能條件不僅僅限于hash值，而可以是任何可以被智能合約執(zhí)行的函數(shù)。鎖機(jī)制也由hash鎖+時(shí)間鎖升級(jí)為了重試hash鎖+收據(jù)hash鎖+時(shí)間鎖。雷電網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)是希望將以太坊作為一個(gè)側(cè)鏈導(dǎo)入其他加密貨幣，依托以太坊智能合約為各類加密貨幣開發(fā)微支付通道。

尚需改進(jìn)的部分

新的技術(shù)不可能完美無缺，閃電網(wǎng)絡(luò)也不例外。閃電網(wǎng)絡(luò)的通道建立需要額外的開銷，并且對(duì)支付鏈的支持不夠理想。比如A/B/C/D/E/F組成了一條支付鏈，如果其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)斷線了該如何應(yīng)對(duì)?如何鼓勵(lì)節(jié)點(diǎn)長(zhǎng)期在線？如何查找A到F的最短路勁？支付鏈會(huì)否導(dǎo)致支付路徑的中心化：存在幾個(gè)超級(jí)中介節(jié)點(diǎn)，連通了幾乎所有路徑？

毫無疑問，閃電網(wǎng)絡(luò)的部署會(huì)是比特幣歷史的一個(gè)重要里程碑。交易速度快，交易費(fèi)用低，比特幣的前景不可限量。當(dāng)然，支持雷電網(wǎng)絡(luò)的以太坊同樣前程遠(yuǎn)大。請(qǐng)坐穩(wěn)扶好，要發(fā)車了！

參考文章：

https://www.weusecoins.com/assets/pdf/library/Lightning Network Whitepaper.pdf

https://twitter.com/theonevortex

http://www.etcfans.com/Technology/189.jhtml

http://xinsheng.huawei.com/cn/index.php?app=forum&mod=Detail&act=index&id=3700315

http://www.itdecent.cn/p/4037b031b924

https://www.7234.cn/news/30943