万物研究院:MEME导致比特币堵住35万笔交易,闪电网络能否借此走向繁荣?

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随着这一波比特币生态热度的发展,比特币生态如果想摆脱性能困扰,扩容提效是势必需要迈出的一步,闪电网络我认为作为创业者和投资人是一个需要关注的领域。

原文作者:陈剑Jason@jason_chen998,万物研究院

原文来源:万物岛ThreeDAO

随着最近MEME的狂热,比特币生态中以ordi为代表将比特币网络拥堵程度又拉高到了一个全新的高度,目前未确认交易达到354817笔,甚至在一天内连着出现了两次整整1小时没有出块的网络卡死情况,一度引起了社区的恐慌。

闪电网络比特币因为其本身技术框架的限制,以及所处在数字黄金的位置,使得开发者生态相比于以太坊等其他较新无历史包袱的公链要小不少,大家的目光也集中在扩展性更强的以太坊上,从而也导致比特币生态的发展速度与玩法非常缓慢,比特币网络缓慢的问题也就成为了房间里的大象,但是这一波热度直接导致了比特币性能问题再次浮出水面成为大家热议的话题,因为网络拥堵币安暂停提款后,并宣布将会采用闪电网络,也又一次将闪电网络这个大家熟悉又陌生的词汇提了出来。

闪电网络闪电网络是比特币二层的交易扩容方案,在之前的文章《从Layer1、侧链、Plasma到Layer2,聊聊它们的概念、定义、演进过程和未来趋势》我曾经为大家讲解过以太坊的二层演进之路,闪电网络虽然也是二层,但是与以太坊体系的Layer2有着非常大的区别,建议大家先回顾我上篇文章补充背景知识。闪电网络起源于2016年的一篇论文《比特币闪电网络:可扩展的链下即时支付》,原文链接如下,大家感兴趣可以详细阅读。

https://lightning.network/lightning-network-paper.pdf

比特币主网TPS每秒只能进行7笔交易,以太坊为15,而VISA则超过1700,以太坊的Layer2 Optimism 理论TPS可达到 2000,比特币的TPS远远无法实现中本聪对它“一种点对点式的电子现金系统”的定义。

在此之前有人提议粗暴的扩容方式是直接将比特币区块从1MB扩大,尽管每个区块容纳的交易数量多了,但是出块时间依然不会改变,从而会直接撑爆普通的节点存储空间,增大节点运营压力后导致大量矿工流失从而提高了比特币中心化的风险。

比特币为代表的区块链其实是一种Gossip八卦协议,所有对账本的修改,任何一笔微小的交易都会广播给所有参与者达成共识,从而保证网络安全性,但这也导致了极大的性能问题,闪电网络希望能够以尽可能不牺牲去中心化和安全性为前提,提高交易速度,理论上可以达到上百万TPS。它的实现逻辑其实某种程度更加贴合中本聪论文中对“点对点”的定义,即在两个交易节点之间单独建立一个通道,这两个节点之间的频繁交易是单独在链下结算的,只有在开启和关闭通道时才会分别上一次链,即两个人开启通道后,即使交易一万次,也最多只会向主网发布两次交易,所以这也是相比于以太坊Layer2最大的不同,闪电网络作为二层网络,是没有共识机制,从而也就完全去除了广播出块这个耗费时间最长的过程,虽然在宏观上完全不同,但是在微观上其实是一致的,都是将交易放在链下执行,积累一定数量后再打包链上的过程,这里大家一定要理解。

目前最新的数据共有5388个比特币存在于闪电网络中,16362个节点与73431个支付通道。

闪电网络要启动支付通道,双方将结合他们的密钥生成一个2-of-2多签合约,该合约将作为通道的地址,双方也会先放进去一定数量的比特币,后续的支付就会用这部分比特币完成,比如甲和乙两人做生意,建立通道后,甲放了5BTC,乙放了2BTC,这时候会先将通道开启这一笔交易发布到比特币主网上,然后双方就可以在链下进行交易并将过程进行记账

1. 甲发送给乙1个BTC:甲4BTC 乙3BTC

2. 乙发送给甲2个BTC:甲6BTC 乙1BTC

3. 乙发送给甲1个BTC:甲7BTC 乙0BTC

4. ......

最终他们两结束合作关系,于是发起关闭通道的交易到主网上,并包含双方的余额,通道也可以单方面强制关闭。

但是这个过程看似速度快了很多,毕竟是点对点交易,但真实的交易网络时N对N的,如果我每次想和别人交易都需要单独再与对方开一个通道也太麻烦了,于是就可以使用跳板中继的方式完成,比如甲想给丙发一笔交易,碰巧乙和丙存在交易通道,于是甲可以在不和丙开启通道的情况下,将费用发给乙,再由乙转交给丙,当然乙也可以收取少量的手续费,所以闪电网络并不是完全免费的,当存在中转节点时也存在“Gas”费的情况,这个过程也非常依赖网络效应,并且也存在一定的风险问题,所以并不是那么理想可实现的。

闪电网络大家也许会疑惑这个过程全部在链下点对点执行,如何保证支付过程中的安全性呢,万一中转节点把钱给截胡怎么办呢?这里就使用到了一种特殊的智能合约HTLC哈希时间锁合约,这也是闪电网络支付机制等核心,不需要信任网络里的其他人合约会自动的执行交易,它的目的是实现跨多个节点的全局状态,简单为大家介绍一下这个非常有趣且精妙的实现原理。

假设甲想给乙发送10BTC,但是中间隔着丙和丁,所以不能让他们半路截胡,于是应该有一个秘密口令A,只有乙答对口令后才可以打开装着BTC的信封,并且这时其他转交信封的人才可以收到手续费,则乙首先要生成一个口令,并对其进行Hash处理进行加密得到B=Hash(A),然后将B给出去,从而路径上的四个人都知道了B,然后这笔交易的流程就是

甲:如果丙可以提供一个口令,并将其进行Hash运算后得到B,则我将支付给丙10BTC

这时候丙并不知道口令,于是就向下给到丁

丁:如果乙可以提供一个口令,并将其进行Hash运算后得到B,则我将支付给乙10BTC

口令是乙生成的乙知道它,于是进行Hash运算后得到B,成功的拿到10BTC。

在这个过程中还可以设置时间期限,如果在某个环节卡住了资金并不会被锁死,等到时间过了后还可以原路赎回。

下图为闪电网络中的一个支付交易示例,包括交易的目的、时间、数量、路径等。

闪电网络闪电网络还存在一个瞭望塔的角色,监视特定的通道从而防止欺诈,毕竟闪电网络还是在链下执行,双花问题并未完全消除,不诚实的节点可能会趁着你的节点处于离线状态,关闭通道从而广播旧的交易来作弊骗取资金,于是就可以设置一个瞭望塔去监控通道状态,如果发现异常将会进行干预,有趣的是Talaia Lab还开发了一个叫The Eye of Satoshi中本聪之眼的瞭望塔设施,很形象,“嘿别乱动,中本聪在看着你”

闪电网络

尽管闪电网络从16年提出至今过去近8年,但是因为门槛、生态等问题总体上发展依然比较缓慢,相比于WBTC的中的154410个BTC,目前闪电网络里也仅只有其三分之一的体量。注:WBTC就是用以太坊ERC20发行的锚定比特币的Token。

闪电网络

但闪电网络作为目前比特币最主流的扩容方案也不断的被接受,去年沃尔玛、麦当劳等数千家门店也开始接受闪电网络支付渠道,以及前段时间大火的Nostr也支持闪电网络支付打赏。

闪电网络

随着这一波比特币生态热度的发展,比特币生态如果想摆脱性能困扰,扩容提效是势必需要迈出的一步,闪电网络我认为作为创业者和投资人是一个需要关注的领域。

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