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闪电网络是一个第二层解决方案比特币区块链。第2层解决方案是中可伸缩性的关键组成部分区块链. 

比特币是作为一种点对点电子现金系统。这意味着用户可以在没有中介的情况下转移价值。在诞生之初，比特币的创造者主要关注这两个方面，而没有关注可扩展性和交易吞吐量。

虽然在最初阶段，这不是太大的麻烦，但随着时间的推移，这被证明是一个难题。它通常被认为是区块链困境区块链建筑师必须找到正确的平衡分散化、可扩展性和安全性.

比特币已经发展成为最分散的区块链，被认为非常安全。然而，可扩展性一直是比特币交易的一个问题。在上完成交易需要两分钟到几个小时比特币网络.

随着以太坊和索拉纳等交易吞吐量更好的新区块链的出现，这个问题变得更加突出。以太坊每秒30笔的交易(TPS)高于比特币每秒5笔的交易。索拉纳将这一对比提升到新的水平，达到65，000 TPS。

可扩展区块链的兴起让比特币和以太坊等连锁店别无选择，只能依赖第二层解决方案。更好的交易吞吐量也是渴望拥有健康应用生态系统的连锁店的基础。用户体验分散融资低交易速度和高交易成本之类的问题会很快影响应用程序。

就比特币而言，最重要的第二层链是闪电网络，它提供了四个重要特性，本文将对此进行介绍。

闪电网进化背后的故事是什么？

有必要了解闪电网络的起源以及它是如何演变成今天这个样子的。2015年2月，Joseph Poon和Tadge Dryja一起解决了比特币生态系统中最紧迫的问题和呼声最高的问题之一:交易费用的增加。

从…得到启示中本聪这两位特立独行的人开始致力于降低交易费用。2016年1月，一份详细的白皮书随着越来越多的开发人员开始与这两个人合作，Lightning网络的工作得到了更多的关注。

在白皮书和开发人员合作后的几年内，Lightning Labs(维护Lightning网络的公司)发布了一个测试版供开发人员测试。这开始吸引科技行业的重量级人物注意到闪电实验室的计划以及第二层解决方案可以为更大的生态系统增加的价值。

支持闪电实验室的大人物之一是当时的Twitter首席执行官杰克·多西，他计划将闪电网络与Twitter整合。最后，2020年，新冠肺炎疫情的一年，对闪电实验室团队来说是具有里程碑意义的一年，这一年见证了具有Keysend和Wumbo Channel等功能的marquee发布。Wumbo是一个关键版本，它增加了可以通过Lightning网络执行的交易规模。

目前，Lightning生态系统拥有一系列跨垂直行业和功能的产品、项目、解决方案和实验，包括游戏、钱包和支付、节点管理、基础设施和奖励。基于Lightning网络构建的一些值得注意的功能和产品如下:

Loop: Loop允许用户向链上比特币地址进行闪电交易，或将链上比特币直接发送到闪电通道。

Pool: Pool帮助管理Lightning网络用户的流动性需求。

Taro: Taro帮助发行或铸造闪电网络上的资产。

法拉第:法拉第是一个数据分析工具，帮助节点运营商优化渠道和资金流。

随着新项目的开发和几个大牌对比特币和闪电网络的支持，这个生态系统正在成为加密世界中最繁荣的生态系统之一。

闪电网络是如何工作的？

如上所述，闪电网络利用了传奇人物中本聪提出的支付渠道概念。该协议允许在双方之间创建对等支付通道。

一旦建立，通道允许交易方发送无限量的交易，几乎是即时的和便宜的。它充当自己的小账本，让用户支付更小的商品和服务，如咖啡，而不会影响比特币网络。

为了创建一个支付通道，支付者必须将一定数量的比特币锁定在网络上。一旦比特币被锁定，接收者就可以按照他们认为合适的金额开具发票。如果客户希望保持通道畅通，可以选择持续添加比特币。

通过使用闪电网络信道，双方可以彼此进行交易。与比特币区块链的普通交易相比，一些交易的处理方式有所不同。例如，当双方打开和关闭一个通道时，它们只在主区块链上更新。

双方可以在不通知主区块链的情况下无限期地互相转移资金。由于第二层协议上的所有事务不需要得到所有节点的批准，因此它大大加快了事务的速度。

能够路由交易的闪电网络节点是通过组合相关方之间的各个支付通道而形成的。因此，闪电网络是许多支付渠道连接在一起的产物。

最终，当双方决定完成交易时，他们可以关闭通道。然后，该渠道的所有交易被整合成一笔交易，并被发送到比特币mainnet进行记录。整合确保许多小事务不会同时阻塞网络。

将它们聚合到一个事务中可以减少节点验证的时间和工作量。如果没有支付渠道，较小的交易会阻碍较大的交易，使网络拥塞，并增加节点的验证工作量。

例如，如果Mike每天去当地的咖啡店，并希望用比特币支付，他可以选择为每个咖啡杯进行小额交易，但由于比特币的可扩展性问题，交易可能需要一个多小时才能验证。迈克还将不得不支付比特币网络的高额费用，尽管他正在进行一笔小额交易。

小额交易可以使用卡等传统支付方式，因为Visa等公司拥有处理超过24，000笔交易的基础设施。相比之下，比特币在正常情况下，每秒钟可以验证7次交易。

有了闪电网络，迈克可以和咖啡店打通一个支付通道。每一次咖啡购买都被记录在该频道中，商店仍然可以得到报酬。这种交易很便宜，甚至可能是免费的，而且是即时的。当迈克在通道中的比特币存款用完时，他可以选择关闭通道或将其充值。当一个通道关闭时，其所有交易将被记录到主比特币区块链。

闪电网络在双方之间建立了一个智能合同。协议规则在创建时就被编码到合同中，并且不能被破坏。智能合同的代码还确保合同履行是自动的，因为合同最初是根据所有参与方同意的预设要求制定的。

一旦这些要求得到满足，并且当客户为一杯咖啡支付了正确的金额时，合同就会自动履行，而无需第三方的参与。一旦通过验证，闪电网络将支付渠道内的交易匿名化。任何人都能看到的是价值的总转移，而不是其中的单个交易。

在区块链境外不受任何限制地进行交易是完全可能的。考虑到一旦支付渠道关闭，离线交易最终会出现在mainnet上，因此可以信任它们来执行区块链。mainnet是所有事务的仲裁者。虽然离链协议有自己的分类帐，但该分类帐总是集成回主链，这是Lightning网络设计的核心。

闪电网络的有形优势

在其官方上网站闪电网络将其解释为“用比特币引领多方金融计算的技术发展。”闪电网络提供了以下优于原生比特币区块链的优势。

可量测性

速度

小额支付支持

低能量需求。

就比特币区块链而言，缺乏可扩展性一直是人们谈论最多的特性之一。为每个事务添加每个块严重阻碍了网络的规模。闪电网络解决了这一问题，它将交易从区块链中移除，同时考虑到安全性和匿名性。

此外，由于事务从主区块链中取出并在第2层块中进行，因此速度更快、效率更高。交易是通过一种被称为支付渠道的双方一致同意的机制进行的。这使得闪电网络成为比特币生态系统的关键组成部分之一。

闪电网络也促进了快速小额支付。比特币规定的最低交易产出比闪电网络高出100多倍。快速小额支付是未来的Web3应用程序，如赌博，并且实现这个用例对于链的可用性是极其重要的。

闪电网络使快速小额支付成为可能；然而，只有在交易费用非常低的情况下，这些小额支付才是可行的。缺乏高效的交易处理通常会导致区块链的市场份额被竞争对手抢走。

以太坊上的DeFi生态系统在2021年出现了明显的摩擦，当时由于链条的爆炸式增长，燃气费增加了。因此，以太坊生态系统不得不依赖第二层解决方案，如多边形和不可变X来实现事务效率。这也是像索拉纳和雪崩获得了发展势头和市场份额。

最后但并非最不重要的一点是，考虑到交易被从链中取出，闪电网络降低了操作节点所需的能量。从可持续发展的角度来看，这具有重大意义，因为支持这些交易的能源需求低于在比特币网络上进行的交易。

比特币一直受到环境、社会和治理(ESG)投资者的批评，这些投资者希望他们的投资具有良好的能源资质。通过减少能源足迹，并从比特币区块链中移除大部分交易，闪电网络也从ESG的角度帮助比特币的凭证。

闪电网络的潜在缺点和风险

尽管增加了一个关键维度来增强比特币网络在区块链三难困境中的能力，闪电网络也不是没有缺点。关键问题如下。

接入闪电网络的成本和摩擦

交易期间的交易对手风险

缺乏功能可伸缩性。

虽然一旦在发送者和接收者之间创建了支付通道，闪电网络带来了交易效率，但是建立通道的过程是麻烦的。用户需要将资金转移到闪电网络上，并将它们锁定在一个频道中。将资金转移到闪电网络的过程非常昂贵。

一旦资金锁定通道，双方开始交易，资金还是有风险的。资金可能会由于技术问题而卡在通道上，或者如果用户离线并取走资金，交易对手可能会选择关闭通道。了望塔和闪电服务提供商正在减轻这些离线风险。但是这给网络增加了一个集中的媒介。

到目前为止，还没有一个万无一失的解决方案来应对一旦通道开放，用户在闪电网络上所面临的交易对手风险。闪电网络也有更多的功能限制。

由于支付渠道的本质是双方之间的交易，所以它不是无缝的。因此，希望与多个交易方进行支付或交易的企业需要为每个交易方打开通道，并单独管理它们。由于这种设置的本质，该业务还会暴露在这些渠道的交易对手风险中。

闪电网络的未来是什么？

很少有第二层解决方案像闪电网络一样引起如此多的关注。使用统计数据强调了网络的增长，然而这些统计数据与以太坊上最新的第二层链的统计数据相比是相对温和的。然而，闪电实验室正在稳步发展其未来的生态系统。

因此，雷电网络的采用一直呈上升趋势。根据闪电网络上的分析应用1ml.com的数据，闪电网络锁定了超过5400个BTC，价值1.45亿美元。使用了近16，400个节点和75，700个通道，但是平均事务成本为0.0016聪智($0.000000443)，使其非常适合微交易。

与闪电网络的初期不同，现在有少数钱包支持它，而且它们也是移动友好的。Breez、Satoshi和艾克蕾尔的钱包是Android和iOS用户都可以受益于在闪电网络上交易的一些钱包。

如前所述，Lightning labs扩展了网络上的开发者和用户生态系统所需的工具包。因此，在闪电网络上也出现了跨越DeFi、流动性提供商、不可伪造代币(NFT)和类似以太坊区块链的游戏的应用。

加密货币交易所也开始支持该协议，将闪电网络带给尽可能多的交易者。整合了闪电网络的交易所允许交易者廉价且即时地提取少量比特币。

网络管家，称为了望塔，保护用户免受诈骗。线下交易骗局发生在节点下线的支付通道上。如果交易对手企图关闭支付通道套取资金，瞭望塔检测到，冻结下线节点资金，对恶意方进行处罚。

闪电网络面临着诸多挑战。然而，该生态系统正慢慢开始为健壮性、可扩展性和未来可能更直观的用户体验而构建。

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