比特币闪电网络新手指南

关键要点第二层解决方案是为了解决区块链技术固有的可扩展性限制而开发的，允许网络在不修改底层协议的情况下处理更多交易。
闪电网络是建立在比特币之上的第二层扩展解决方案，能够实现几乎即时的点对点支付，而无需区块确认，非常适合日常的小额支付。
它通过多重签名地址和哈希时间锁合约（HTLCs）来保障支付安全，这些合约确保通道参与者之间的诚信行为，而无需依赖受信任的第三方。
到2025年底，闪电网络的容量峰值超过5,600 BTC，主要平台包括Coinbase、Revolut和Binance将其集成用于支付。2025年1月Taproot资产的推出还首次允许通过闪电进行USDT稳定币转账。
闪电网络存在已知的局限性：通道流动性上限限制支付规模，网络效应可能鼓励大型集中化路由中心的形成，这可能集中交易流量并导致审查风险。
闪电网络是什么？加密货币具有一些非常独特的特性。它们不容易被黑客攻击或关闭，任何人都可以在全球范围内使用它们传输价值，而无需第三方的介入。
为了确保这些特性得以保留，必须进行重大权衡。由于许多节点负责运行加密货币网络，因此吞吐量是有限的。因此，区块链网络每秒可以处理的交易数量（TPS）相对较低，这对于旨在被大众采用的技术来说是个问题。
为了解决区块链技术固有的局限性，提出了一系列可扩展性解决方案，以增加网络可以处理的交易数量。在本文中，我们将深入探讨闪电网络，这是比特币协议的一种扩展。
闪电网络是在区块链之上运行的网络，以促进快速的点对点交易。它并不仅限于比特币，其他加密货币也已集成它。
您可能想知道我们所说的“在区块链之上运行”是什么意思。闪电网络被称为链下或第二层解决方案。它允许个人在不需要在区块链上记录每笔交易的情况下进行交易。
闪电网络与比特币网络是分开的，它有自己的节点和软件，但它仍然与主链进行通信。要进入或退出闪电网络，您需要在区块链上创建特殊交易。
您实际上在进行第一次交易时是与另一个用户建立一种智能合约。把智能合约想象成为您和另一个用户持有的私人账本。您可以在这个账本上记录许多交易。它们只对您和您的对手可见，但由于设置的一些特殊功能，您们都无法作弊。
这个迷你账本被称为通道。假设爱丽丝和鲍勃各自将5 BTC存入智能合约。在他们的通道中，他们各自的余额都是5 BTC。爱丽丝可以在账本上写道“支付1 BTC给鲍勃”。现在，鲍勃一方有6 BTC，而爱丽丝有4 BTC。然后，鲍勃可以在稍后的日期将2 BTC返还给爱丽丝，更新余额为爱丽丝一方6 BTC，鲍勃一方4 BTC。他们可以继续这样做一段时间。
任何时候，任一方都可以将通道的当前状态发布到区块链上。此时，通道两侧的余额会按照链上各自的权益进行分配。
如其名，闪电交易速度极快。无需等待区块确认，支付可以像您的互联网连接允许的那样快速进行。
为什么闪电网络是必要的？协调像比特币这样的大区块链的变更是复杂的。任何修改都带有硬分叉和潜在严重错误的风险。在如此多的价值面前，协议层面的实验是风险重重的。
当您将实验移到区块链之外时，您将获得更大的灵活性。如果二层解决方案出现问题，它不会影响底层比特币网络。您可以阅读更多关于第一层与第二层扩展解决方案在这种权衡中的不同之处。
您也没有义务切换到旧的做法。链上交易继续正常工作，但用户现在也可以选择进行链下交易。
使用闪电网络有几个好处。我们将在下面看一些主要的。
可扩展性比特币区块大约每十分钟生成一次，只能容纳有限的交易。区块空间是一种稀缺资源，因此您必须与其他用户竞争，以便及时将您的交易包含在内。矿工最关心的还是获得报酬，因此他们会首先包含费用更高的交易。
当没有很多用户同时试图发送资金时，这不是一个大问题。您可以设置低费用，您的交易很可能会被包含在下一个区块中。但当太多用户同时广播交易时，平均费用可能会显著上升。在高峰期，比如2017年的牛市和2021年4月，比特币交易的平均费用超过了50-60美元。
这对移动大额资金的交易似乎是可控的，但对于小额支付来说就不太实用了。为一杯3美元的咖啡支付10美元的费用在经济上没有意义。
在闪电网络中，您仍然需要支付两个费用，一个是打开通道的费用，另一个是关闭通道的费用。但一旦通道打开，您和您的对手可以免费进行数千次交易。一旦您完成，您只需将最终状态发布到区块链上。
如果更多用户依赖像闪电网络这样的链下解决方案，区块空间将被更有效地利用。低价值、高频率的转账可以通过支付通道处理，而区块空间则用于较大交易和通道的开启/关闭。这可能使系统随着时间的推移扩展到更广泛的用户基础。
小额支付您在交易中可以发送的比特币最低金额大约为0.00000546 BTC。闪电网络允许您突破这个限制，处理当前可用的最小单位：0.00000001 BTC，或者一个聪。
闪电网络非常适合小额支付。常规交易的费用使得在主链上发送小额资金变得不切实际。然而，在通道内，您可以以极低的成本发送比特币的一小部分。
小额支付适用于多种用例。有些人将其视为基于订阅模型的潜在替代方案，用户每次使用服务时支付少量费用，而不是每月支付固定费用。
隐私闪电网络的一个次要好处是，它可以为用户提供较高的保密性。各方不需要让他们的通道为更广泛的网络所知。虽然您可以查看区块链并识别出某个特定交易开启了一个通道，但您不一定能够确切知道其中发生了什么交易。如果参与者选择保持其通道私密，只有他们会知道正在发生什么。
如果爱丽丝有一个与鲍勃的通道，而鲍勃又与卡罗尔有一个通道，爱丽丝和卡罗尔可以通过鲍勃互相发送支付。您可以想象这扩展成一个庞大的互联支付通道网络。在这样的设置中，一旦通道关闭，就很难确定爱丽丝最终支付给了谁。
闪电网络是如何工作的？我们已经在高层次上解释了闪电网络如何依赖节点之间的通道。现在让我们深入了解其内部工作原理。
多重签名地址多重签名（或多签）地址是一个可以由多个私钥支出的地址。在创建时，您指定可以支出资金的私钥数量，以及需要多少个私钥来签署交易。例如，1-5方案意味着五个密钥可以产生有效签名，而只需要一个就可以。2-3方案则表示，在三个可能的密钥中，任何两个都是支出资金所必需的。
要初始化一个闪电通道，参与者在一个2-2方案中锁定资金。只有两个私钥能够签署资金，两者都需要才能移动币。爱丽丝和鲍勃打算彼此进行许多支付，因此决定打开一个闪电网络通道。
他们各自向共同拥有的多签地址存入3 BTC。鲍勃在没有爱丽丝同意的情况下无法将资金从地址中移动，反之亦然。
原则上，他们可以在一张共享的纸上跟踪余额，从3 BTC开始，并在付款时更新。但这依赖于双方的合作。如果爱丽丝最终拥有6 BTC，而鲍勃没有，鲍勃就没有动力释放资金。闪电网络通过加密强制机制解决了这个问题。
哈希时间锁合约（HTLC）这个机制就是哈希时间锁合约（或HTLC）。这个术语听起来可能复杂，但它实际上是一个相当简单的概念。它结合了两种技术，哈希锁和时间锁，以在支付通道中强制执行诚实行为。
哈希锁是对交易的条件：您只能通过证明您知道一个秘密来支出资金。发送方对一段数据进行哈希，并在交易中包含该哈希。接收方唯一能支出这笔资金的方法是提供与哈希匹配的原始数据，而他们获取该数据的唯一方式是发送方提供它。
时间锁是一个条件，防止您在特定时间之前支出资金。它可以指定为实际时间戳或特定区块高度。
HTLC结合了哈希锁和时间锁以创建条件支付：接收方必须在截止日期之前提供一个秘密，否则发送方可以收回资金。这个机制防止任何一方欺骗另一方。
打开和关闭通道爱丽丝和鲍勃创建交易来资助他们共享的多签名地址。但这些交易尚未发布到区块链上，首先必须设置一个承诺交易，以保护每一方以防另一方变得无响应。
每一方生成一个秘密并只与另一方共享其哈希。然后他们创建一对承诺交易，每个交易都是半签名的，然后将他们的资金交易发布到区块链。承诺交易具有特殊的支出条件：
对于爱丽丝签署并给鲍勃的交易，多签输出可以支出：
1. 通过双方合作进行支出。
2. 由鲍勃单独支出，在时间锁到期后。
3. 由爱丽丝立即支出，如果她知道鲍勃的秘密。
一旦双方交换了这些部分签名的承诺交易，就可以安全地将资金交易发布到区块链。通道现在已打开。任何时候爱丽丝想要向鲍勃进行新的支付时，他们创建一对新的承诺交易，交换旧秘密（这将允许对方在旧状态被广播时索取资金），然后继续进行。
任一方可以通过广播最新的承诺交易在任何时候关闭通道。合作关闭，即双方共同签署，是最快的方法。如果一方变得无响应，另一方仍然可以通过等待时间锁来收回他们的资金。
闪电网络如何防止欺骗？什么阻止鲍勃广播一个旧的承诺交易，那里他有更高的余额？没有什么可以阻止他尝试，但这样做是极其昂贵的。如果他广播一个过时的交易，爱丽丝将有一个窗口（在时间锁倒计时期间）来广播攻击向量响应，使用鲍勃在他们更新通道时透露的秘密。这使得爱丽丝可以完全索取鲍勃的资金。惩罚机制使得欺骗在经济上变得不合理。
路由支付您不必与每个想付款的人打开直接通道。如果爱丽丝与鲍勃有一个通道，而鲍勃又与卡罗尔有一个通道，鲍勃可以在爱丽丝和卡罗尔之间路由支付。这可以跨越多个跳跃工作，这意味着爱丽丝可以向在网络中存在路径的任何人付款。
在路由过程中，中介可能会收取小额费用。在基础链上，费用基于交易的字节大小，传输的价值并不重要。相比之下，闪电费用可以反映本地和远程余额。当路由节点将资金推向通道的一侧时，它减少了在该方向的自身容量。节点可能会收取路由费用以补偿这种流动性减少。
闪电网络的局限性闪电网络有其自身的缺点，可能限制其长期可扩展性。
可用性比特币对初学者来说可能不是很直观，而闪电网络增加了额外的复杂性：用户需要打开通道，管理进出能力，并维护一个在线节点。不断进行改进以减少这些障碍，许多钱包现在自动处理通道管理。
流动性您不能支出超过您在通道中锁定的金额。如果您的本地余额耗尽，您将需要关闭通道或等待通过它收到付款。您的路径也受到沿途每个通道的容量限制，即使一个通道很大，路径早期的瓶颈也可能限制您可以发送的金额。
集中化中心由于大型路由中心具有深厚的流动性往往吸引更多的流量，因此有一种担忧，即网络可能越来越依赖少数几个互联实体。如果这些中心下线或选择审查交易，可能会对网络连接产生不成比例的影响。
闪电网络的当前状态到2025年初，闪电网络大约有16,000个节点和75,000个通道，自2021年以来，路由支付量增加了超过1,200%。网络容量在2025年末达到超过5,637 BTC的峰值，尽管由于公共指标不计入私有和保管通道，公共数字是波动的。
主要金融平台已经将闪电网络集成到其基础设施中。Coinbase约占通过闪电进行的BTC提现的15%，而Revolut、Binance、OKX、Kraken和Cash App均支持用户的闪电交易。在比特币2025大会上，闪电支付在八小时内处理了4,187笔交易，创下了吉尼斯世界纪录。
2025年1月的一个重大进展是Taproot资产的推出，这使得USDT稳定币首次能够通过闪电网络进行转账。这使得以美元计价的交易能够以闪电般的速度在比特币级别的安全性下进行，可能将用例扩展到超越BTC小额支付的日常汇款和商业活动。
对于那些想要运行自己闪电节点的人，有几种节点软件实现可供选择，包括Lightning Labs的闪电网络守护进程（LND）、Blockstream的核心闪电（CLN）和ACINQ的Eclair。对于喜欢简单设置的用户，许多公司提供即插即用的硬件节点。您还可以探索与闪电网络同时出现的其他比特币第二层网络。
常见问题闪电网络简单来说是什么？闪电网络是建立在比特币之上的支付层，允许用户即时发送和接收支付，并且费用非常低。与其在主区块链上记录每一笔交易，不如两个参与方打开一个支付通道，进行尽可能多的链下交易，并在完成时仅在区块链上结算最终余额。
哈希时间锁合约是什么，为什么它们重要？哈希时间锁合约（HTLC）是使闪电通道无信任的加密机制。它们使用哈希锁（需要一个秘密来支出资金）和时间锁（设定索取资金的截止日期）确保支付通道中的任一方无法欺骗另一方。如果一方试图广播过时的交易以索取超过他们应得的金额，另一方可以使用已披露的秘密完全索取欺诈者的资金。
闪电网络的主要限制是什么？三个主要限制是流动性约束（您只能发送锁定在通道路径中的金额）、可用性复杂性（打开通道和管理容量需要一定的技术知识）以及集中路由中心形成的风险。随着大型节点积累流动性并吸引更多流量，网络可能会依赖于少数几个互联实体，这带来了审查风险。
如何打开闪电网络通道？要打开一个通道，您需要广播一笔资金交易到比特币区块链，将资金锁定到一个与您的通道伙伴共享的2-2多签名地址中。一旦确认，通道就会激活，您可以进行链下交易。当您准备关闭时，您只需将最终余额状态广播到区块链。大多数现代闪电钱包和应用程序会自动处理这个过程。
结束语自2018年主网启动以来，闪电网络已经显著增长，并从实验协议转变为主要交易所和消费者平台使用的生产规模基础设施。技术改进，包括Taproot资产、通道拼接和多路径路由，继续扩展其功能。可用性挑战依然存在，但闪电与传统支付系统之间的差距正在缩小。
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