前言
同志们，币圈又见君，吾心神摇曳。
中本聪在2009年创造比特币的时候，就有了关于支付通道的想法，并在Bitcoin1.0中包含了支付通道的代码草稿。比特币社区的极客们在之后的几年里，一直在推进支付通道和闪电网络的实现方案，即便这是一条难而远的道路其力求实现比特币的初心，搭建点对点的电子现金系统。
闪电网络将交易环节放在链下进行，只有最终的交易结果才在链上确认，从而提高比特币网络的交易效率，让用户能够以更低的成本、更快的速度完成支付。
闪电网络的用例包括社交平台打赏支付、跨境汇款、商户支付、转账交易等，能够满足多样化的支付场景需求。
诸多尝试由此展开，也即对于比特币的支付场景的提振，就成了比特币Layer2也即闪电网络的重要使命。
闪电网络是比特币的Layer2解决方案，在比特币的支付场景中，闪电网络能够帮助用户节省成本，提升效率。
1、发展历程
闪电网络最早的概念叫支付通道，其设计思路是，使用交易替换的方式更新未确认的交易状态，直至其被广播到比特币网络上为止。中本聪在2009年创造比特币的时候，就有了关于支付通道的想法，并在Bitcoin1.0中包含了支付通道的代码草稿，其允许用户在交易被网络确认之前更新交易。在2013年，MikeHearn在比特币开发邮件组中进一步阐述了中本聪对支付通道的想法。
在后来的几年里，陆续出现了相关的解决方案，但都没有带来太大影响。直到2015年2月，由JosephPoon和ThaddeusDryja写的白皮书“TheBitcoinLightningNetwork:ScalableOff-ChainInstantPayment”发布。就此，闪电网络横空出世。
2015年12月，GregoryMaxwell在比特币开发者邮件中提出了一份扩展方案路线图，其中突出地包括了闪电网络。该路线图获得了比特币技术社区大部分人的支持，并在BitcoinCore项目中实施。这一下，就激发了大家对闪电网络的期待。随之，带着满腔热情的开发者们构建了闪电网络的协议栈BOLT。基于这个标准，闪电网络能够兼容比特币、莱特币。
2018年3月，LightningLabs发布了beta版本的闪电网络实现方案，其功能可以支持早期用户使用，这标志着闪电网络发展的一个里程碑。同时LightningLabs宣布获得了250万美元的种子轮融资，投资人包括Twitter的创始人JackDorsey。之后有关闪电网络的协议和应用逐渐丰富起来，比如BOLT协议的加强OmniBOLT、可支持比特币闪电网络的支付平台CashAPP及Strike等等。在Damus推出后，闪电网络又一次迎来了新的突破。
2、实现方式
闪电网络的核心思路并不复杂，即将交易环节放在链下进行，只有最终的交易结果才在链上确认，从而提高现有比特币网络的交易效率，其运作方式如下。
交易的双方在首笔交易时建立一个链下的支付通道，本质上就是待交易双方共持的记账本，用于保存交易记录。交易双方在通道中锁入一定数量的资金，然后通过私钥进行签署交易。
双方之间的资金转移不在链上进行，而是只保存在彼此的账本上，当其中一方或双方决定不再需要该通道的时候，结算的余额再在主网上广播。
但是闪电网络不仅仅只是双方的直接连接，其可以使得大量单条的通道串联起来，从而形成一个相互连接的、广阔的支付网络。也就是说，假设C和A有通道，C和B没有通道，但是A和B有通道，那么C就可以通过A间接地来和B进行交易，而作为中间商的A可以收取路由费用。在闪电网络中，网络会找到最少节点、最少交易费的路径来完成交易。
闪电网络运作原理
闪电网络主要通过引入智能合约的思想来完善链下的交易渠道。核心的概念主要有两个：RSMC和HTLC。前者解决了链下交易的确认问题，后者解决了支付通道的问题。
RSMC
其实主要原理很简单，类似资金池机制。首先假定交易双方之间存在一个“微支付通道”。交易双方先预存一部分资金到“微支付通道”里，初始情况下双方的分配方案等于预存的金额。每次发生交易，需要对交易后产生资金分配结果共同进行确认，同时签字把旧版本的分配方案作废掉。任何一方需要提现时，可以将他手里双方签署过的交易结果写到区块链网络中，从而被确认。从这个过程中可以可以看到，只有在提现时候才需要通过区块链。
任何一个版本的方案都需要经过双方的签名认证才合法。任何一方在任何时候都可以提出提现，提现时需要提供一个双方都签名过的资金分配方案。在一定时间内，如果另外一方拿出证明表明这个方案其实之前被作废了，则资金罚没给质疑方，否则按照提出方的结果进行分配。罚没机制可以确保了没人会故意拿一个旧的交易结果来提现。
另外，即使双方都确认了某次提现，首先提出提现一方的资金到账时间要晚于对方，这就鼓励大家尽量都在链外完成交易。通过RSMC，可以实现大量中间交易发生在链外。
HTLC
微支付通道是通过HashedTimelockContract来实现的，中文意思是“哈希时间锁合约”。这个其实就是限时转账。理解起来也很简单，通过智能合约，双方约定转账方先冻结一笔钱，并提供一个哈希值，如果在一定时间内有人能提出一个字符串，使得它哈希后的值跟已知值匹配，则这笔钱转给接收方。
假设甲想转账给丙，丙先发给甲一个哈希值。甲可以先跟乙签订一个合同，如果你在一定时间内能告诉我一个暗语，我就给你多少钱。乙于是跑去跟丙签订一个合同，如果你告诉我那个暗语，我就给你多少钱。丙于是告诉乙暗语，拿到乙的钱，乙又从甲拿到钱。最终达到结果是甲转账给丙。这样甲和丙之间似乎构成了一条完整的虚拟的“支付通道”。
为什么需要闪电网络
1、提升交易速度
网络使用的增加可能导致交易确认被延迟，十分不利于用户的支付体验，然而Visa每秒可执行的交易数量达数千笔。由于闪电网络支付在通道内的交易都是在链下的，只需智能合约来执行，无需全网确认，所以大大提升了处理效率。从理论上讲，闪电网络每秒可实现的交易数量达百万级别。
2、降低交易门槛
闪电网络可以用单个比特币划分的最小单位"聪"来支付，这满足了日常小额支付的需求。
3、降低交易费用
比特币区块空间属于稀缺资源，需要用户之间相互竞价，才能够确保自己的交易及时纳入区块空间。对于矿工而言，肯定会优先纳入手续费更高的交易。如果没有多少用户做交易的话，可以把手续费设置的很低，这样交易可能会纳入到下一个区块，但是如果同时交易的人很多时，就会导致手续费大幅上涨。对于数千美金的交易而言，这点手续费可以在接受范围内，但对于日常的小额支付，如买咖啡，加上手续费的话就很不划算了。Visa和万事达卡每笔交易会收取2%～3%的手续费，而使用闪电网络，100美元的交易费不会超过1美分。由于极大地降低了交易费用，闪电网络使得用比特币作为日常支付变得经济可行。
闪电网络现状如何
1、数据表现
2021年萨尔瓦多将比特币法币化后，闪电网络得到了更多的应用，通道中的BTC数量也在快速增长。截止至2023年，闪电网络一共有1.6万个节点，近7.7万个支付通道，通道资金约5356枚比特币。
闪电网络通道的集中地主要在美国、加拿大、德国。仅美国的通道数量就占了30.15%，而在亚洲，仅新加坡的通道数量占比相对较高。由于闪电网络在亚洲的使用极少，东西方之间对闪电网络存在着认知差。
2、使用场景
在技术逐渐成熟的基础上，支付及社交巨头们在推动着闪电网络的普及。当前闪电网络的使用场景包括：
社交平台支付打赏：近期火热的Damus支持了闪电网络支付及打赏功能，用户可选择使用Strike、CashApp、BlueWallet等数十个钱包。
跨境汇款：数字支付平台Strike于2023年1月宣布与SendGlobally合作，使得美国和菲律宾的用户之间可以通过闪电网络进行快速、安全、低成本的汇款。通过SendGlobally，美元可以转换成比特币，通过闪电网络发送至收款人所在国家的第三方合作伙伴，再转换成当地货币并直接发送到收款人的账户。
商户支付：Strike和Shopify、BlackhawkNetwork、NCR合作建立了比特币支付系统，该系统允许商家在客户使用加密货币付款后快速接收美元。目前支持该支付系统的商家包括麦当劳、CVS、Walgreens、WholeFoods和沃尔玛等。
转账交易：JackDorsey领导的支付公司Block旗下的支付平台CashAPP可支持通过闪电网络发送和接受比特币。
3、使用便利性
对于普通用户而言，通过支持闪电网络的钱包即可简便地完成充值及支付。以较为常用的非托管钱包Phoenix为例，它可以为用户自动创建支付通道。在创建通道时，Phoenix会收取1%以及约3000聪的费用，但若使用已有的通道支付，则是免费的。另外，它拥有兑入和兑出功能，用户可以无缝发送和接收链上交易。除了Phoenix外，当前支持闪电网络支付的应用还有BlueWallet、Muun、Strike、CashApp等，这些应用近年来也在不断地优化迭代，极大地降低了用户使用闪电网络的门槛。
发展如何
关于闪电网络的缺陷，网络上有观点认为其节点运行可能走向中心化、通道容量较高时路由可能遇到流动性问题等，但闪电网络还处于非常早期，出现一些问题和不足是非常之正常的，且相关的基础设施和生态都在完善之中，只要闪电网络是有价值和意义，且有真实用户需求的，我们不妨可以多给它一些耐心。当然，从闪电网络的普及方面来看，用户教育确实是个不小的挑战，如何让用户从心理和行为层面接受用加密货币支付，以及如何基于用户构建起巨大的支付网络，这些都还有很长的一段路要走。
结语
总体而言，闪电网络为比特币用于日常支付开辟了新的路径，也为比特币实现“点对点电子现金系统”的初心而努力着。闪电网络从想法提出到2018年正式落地，一直在艰难中前行，至今仍处于早期阶段。但较为乐观的是，闪电网络从2021年起发展迅速，逐渐在用户群体间形成共识，并扩展了真实有效的用例。
Billions项目组
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