比特幣閃電網絡新手指南

關鍵要點第二層解決方案是爲了解決區塊鏈技術固有的可擴展性限制而開發的，允許網絡在不修改底層協議的情況下處理更多交易。
閃電網絡是建立在比特幣之上的第二層擴展解決方案，能夠實現幾乎即時的點對點支付，而無需區塊確認，非常適合日常的小額支付。
它通過多重簽名地址和哈希時間鎖合約（HTLCs）來保障支付安全，這些合約確保通道參與者之間的誠信行爲，而無需依賴受信任的第三方。
到2025年底，閃電網絡的容量峯值超過5,600 BTC，主要平臺包括Coinbase、Revolut和Binance將其集成用於支付。2025年1月Taproot資產的推出還首次允許通過閃電進行USDT穩定幣轉賬。
閃電網絡存在已知的侷限性：通道流動性上限限制支付規模，網絡效應可能鼓勵大型集中化路由中心的形成，這可能集中交易流量並導致審查風險。
閃電網絡是什麼？加密貨幣具有一些非常獨特的特性。它們不容易被黑客攻擊或關閉，任何人都可以在全球範圍內使用它們傳輸價值，而無需第三方的介入。
爲了確保這些特性得以保留，必須進行重大權衡。由於許多節點負責運行加密貨幣網絡，因此吞吐量是有限的。因此，區塊鏈網絡每秒可以處理的交易數量（TPS）相對較低，這對於旨在被大衆採用的技術來說是個問題。
爲了解決區塊鏈技術固有的侷限性，提出了一系列可擴展性解決方案，以增加網絡可以處理的交易數量。在本文中，我們將深入探討閃電網絡，這是比特幣協議的一種擴展。
閃電網絡是在區塊鏈之上運行的網絡，以促進快速的點對點交易。它並不僅限於比特幣，其他加密貨幣也已集成它。
您可能想知道我們所說的“在區塊鏈之上運行”是什麼意思。閃電網絡被稱爲鏈下或第二層解決方案。它允許個人在不需要在區塊鏈上記錄每筆交易的情況下進行交易。
閃電網絡與比特幣網絡是分開的，它有自己的節點和軟件，但它仍然與主鏈進行通信。要進入或退出閃電網絡，您需要在區塊鏈上創建特殊交易。
您實際上在進行第一次交易時是與另一個用戶建立一種智能合約。把智能合約想象成爲您和另一個用戶持有的私人賬本。您可以在這個賬本上記錄許多交易。它們只對您和您的對手可見，但由於設置的一些特殊功能，您們都無法作弊。
這個迷你賬本被稱爲通道。假設愛麗絲和鮑勃各自將5 BTC存入智能合約。在他們的通道中，他們各自的餘額都是5 BTC。愛麗絲可以在賬本上寫道“支付1 BTC給鮑勃”。現在，鮑勃一方有6 BTC，而愛麗絲有4 BTC。然後，鮑勃可以在稍後的日期將2 BTC返還給愛麗絲，更新餘額爲愛麗絲一方6 BTC，鮑勃一方4 BTC。他們可以繼續這樣做一段時間。
任何時候，任一方都可以將通道的當前狀態發佈到區塊鏈上。此時，通道兩側的餘額會按照鏈上各自的權益進行分配。
如其名，閃電交易速度極快。無需等待區塊確認，支付可以像您的互聯網連接允許的那樣快速進行。
爲什麼閃電網絡是必要的？協調像比特幣這樣的大區塊鏈的變更是複雜的。任何修改都帶有硬分叉和潛在嚴重錯誤的風險。在如此多的價值面前，協議層面的實驗是風險重重的。
當您將實驗移到區塊鏈之外時，您將獲得更大的靈活性。如果二層解決方案出現問題，它不會影響底層比特幣網絡。您可以閱讀更多關於第一層與第二層擴展解決方案在這種權衡中的不同之處。
您也沒有義務切換到舊的做法。鏈上交易繼續正常工作，但用戶現在也可以選擇進行鏈下交易。
使用閃電網絡有幾個好處。我們將在下面看一些主要的。
可擴展性比特幣區塊大約每十分鐘生成一次，只能容納有限的交易。區塊空間是一種稀缺資源，因此您必須與其他用戶競爭，以便及時將您的交易包含在內。礦工最關心的還是獲得報酬，因此他們會首先包含費用更高的交易。
當沒有很多用戶同時試圖發送資金時，這不是一個大問題。您可以設置低費用，您的交易很可能會被包含在下一個區塊中。但當太多用戶同時廣播交易時，平均費用可能會顯著上升。在高峯期，比如2017年的牛市和2021年4月，比特幣交易的平均費用超過了50-60美元。
這對移動大額資金的交易似乎是可控的，但對於小額支付來說就不太實用了。爲一杯3美元的咖啡支付10美元的費用在經濟上沒有意義。
在閃電網絡中，您仍然需要支付兩個費用，一個是打開通道的費用，另一個是關閉通道的費用。但一旦通道打開，您和您的對手可以免費進行數千次交易。一旦您完成，您只需將最終狀態發佈到區塊鏈上。
如果更多用戶依賴像閃電網絡這樣的鏈下解決方案，區塊空間將被更有效地利用。低價值、高頻率的轉賬可以通過支付通道處理，而區塊空間則用於較大交易和通道的開啓/關閉。這可能使系統隨着時間的推移擴展到更廣泛的用戶基礎。
小額支付您在交易中可以發送的比特幣最低金額大約爲0.00000546 BTC。閃電網絡允許您突破這個限制，處理當前可用的最小單位：0.00000001 BTC，或者一個聰。
閃電網絡非常適合小額支付。常規交易的費用使得在主鏈上發送小額資金變得不切實際。然而，在通道內，您可以以極低的成本發送比特幣的一小部分。
小額支付適用於多種用例。有些人將其視爲基於訂閱模型的潛在替代方案，用戶每次使用服務時支付少量費用，而不是每月支付固定費用。
隱私閃電網絡的一個次要好處是，它可以爲用戶提供較高的保密性。各方不需要讓他們的通道爲更廣泛的網絡所知。雖然您可以查看區塊鏈並識別出某個特定交易開啓了一個通道，但您不一定能夠確切知道其中發生了什麼交易。如果參與者選擇保持其通道私密，只有他們會知道正在發生什麼。
如果愛麗絲有一個與鮑勃的通道，而鮑勃又與卡羅爾有一個通道，愛麗絲和卡羅爾可以通過鮑勃互相發送支付。您可以想象這擴展成一個龐大的互聯支付通道網絡。在這樣的設置中，一旦通道關閉，就很難確定愛麗絲最終支付給了誰。
閃電網絡是如何工作的？我們已經在高層次上解釋了閃電網絡如何依賴節點之間的通道。現在讓我們深入瞭解其內部工作原理。
多重簽名地址多重簽名（或多籤）地址是一個可以由多個私鑰支出的地址。在創建時，您指定可以支出資金的私鑰數量，以及需要多少個私鑰來簽署交易。例如，1-5方案意味着五個密鑰可以產生有效簽名，而只需要一個就可以。2-3方案則表示，在三個可能的密鑰中，任何兩個都是支出資金所必需的。
要初始化一個閃電通道，參與者在一個2-2方案中鎖定資金。只有兩個私鑰能夠簽署資金，兩者都需要才能移動幣。愛麗絲和鮑勃打算彼此進行許多支付，因此決定打開一個閃電網絡通道。
他們各自向共同擁有的多籤地址存入3 BTC。鮑勃在沒有愛麗絲同意的情況下無法將資金從地址中移動，反之亦然。
原則上，他們可以在一張共享的紙上跟蹤餘額，從3 BTC開始，並在付款時更新。但這依賴於雙方的合作。如果愛麗絲最終擁有6 BTC，而鮑勃沒有，鮑勃就沒有動力釋放資金。閃電網絡通過加密強制機制解決了這個問題。
哈希時間鎖合約（HTLC）這個機制就是哈希時間鎖合約（或HTLC）。這個術語聽起來可能複雜，但它實際上是一個相當簡單的概念。它結合了兩種技術，哈希鎖和時間鎖，以在支付通道中強制執行誠實行爲。
哈希鎖是對交易的條件：您只能通過證明您知道一個祕密來支出資金。發送方對一段數據進行哈希，並在交易中包含該哈希。接收方唯一能支出這筆資金的方法是提供與哈希匹配的原始數據，而他們獲取該數據的唯一方式是發送方提供它。
時間鎖是一個條件，防止您在特定時間之前支出資金。它可以指定爲實際時間戳或特定區塊高度。
HTLC結合了哈希鎖和時間鎖以創建條件支付：接收方必須在截止日期之前提供一個祕密，否則發送方可以收回資金。這個機制防止任何一方欺騙另一方。
打開和關閉通道愛麗絲和鮑勃創建交易來資助他們共享的多簽名地址。但這些交易尚未發佈到區塊鏈上，首先必須設置一個承諾交易，以保護每一方以防另一方變得無響應。
每一方生成一個祕密並只與另一方共享其哈希。然後他們創建一對承諾交易，每個交易都是半簽名的，然後將他們的資金交易發佈到區塊鏈。承諾交易具有特殊的支出條件：
對於愛麗絲簽署並給鮑勃的交易，多籤輸出可以支出：
1. 通過雙方合作進行支出。
2. 由鮑勃單獨支出，在時間鎖到期後。
3. 由愛麗絲立即支出，如果她知道鮑勃的祕密。
一旦雙方交換了這些部分簽名的承諾交易，就可以安全地將資金交易發佈到區塊鏈。通道現在已打開。任何時候愛麗絲想要向鮑勃進行新的支付時，他們創建一對新的承諾交易，交換舊祕密（這將允許對方在舊狀態被廣播時索取資金），然後繼續進行。
任一方可以通過廣播最新的承諾交易在任何時候關閉通道。合作關閉，即雙方共同簽署，是最快的方法。如果一方變得無響應，另一方仍然可以通過等待時間鎖來收回他們的資金。
閃電網絡如何防止欺騙？什麼阻止鮑勃廣播一箇舊的承諾交易，那裏他有更高的餘額？沒有什麼可以阻止他嘗試，但這樣做是極其昂貴的。如果他廣播一個過時的交易，愛麗絲將有一個窗口（在時間鎖倒計時期間）來廣播攻擊向量響應，使用鮑勃在他們更新通道時透露的祕密。這使得愛麗絲可以完全索取鮑勃的資金。懲罰機制使得欺騙在經濟上變得不合理。
路由支付您不必與每個想付款的人打開直接通道。如果愛麗絲與鮑勃有一個通道，而鮑勃又與卡羅爾有一個通道，鮑勃可以在愛麗絲和卡羅爾之間路由支付。這可以跨越多個跳躍工作，這意味着愛麗絲可以向在網絡中存在路徑的任何人付款。
在路由過程中，中介可能會收取小額費用。在基礎鏈上，費用基於交易的字節大小，傳輸的價值並不重要。相比之下，閃電費用可以反映本地和遠程餘額。當路由節點將資金推向通道的一側時，它減少了在該方向的自身容量。節點可能會收取路由費用以補償這種流動性減少。
閃電網絡的侷限性閃電網絡有其自身的缺點，可能限制其長期可擴展性。
可用性比特幣對初學者來說可能不是很直觀，而閃電網絡增加了額外的複雜性：用戶需要打開通道，管理進出能力，並維護一個在線節點。不斷進行改進以減少這些障礙，許多錢包現在自動處理通道管理。
流動性您不能支出超過您在通道中鎖定的金額。如果您的本地餘額耗盡，您將需要關閉通道或等待通過它收到付款。您的路徑也受到沿途每個通道的容量限制，即使一個通道很大，路徑早期的瓶頸也可能限制您可以發送的金額。
集中化中心由於大型路由中心具有深厚的流動性往往吸引更多的流量，因此有一種擔憂，即網絡可能越來越依賴少數幾個互聯實體。如果這些中心下線或選擇審查交易，可能會對網絡連接產生不成比例的影響。
閃電網絡的當前狀態到2025年初，閃電網絡大約有16,000個節點和75,000個通道，自2021年以來，路由支付量增加了超過1,200%。網絡容量在2025年末達到超過5,637 BTC的峯值，儘管由於公共指標不計入私有和保管通道，公共數字是波動的。
主要金融平臺已經將閃電網絡集成到其基礎設施中。Coinbase約佔通過閃電進行的BTC提現的15%，而Revolut、Binance、OKX、Kraken和Cash App均支持用戶的閃電交易。在比特幣2025大會上，閃電支付在八小時內處理了4,187筆交易，創下了吉尼斯世界紀錄。
2025年1月的一個重大進展是Taproot資產的推出，這使得USDT穩定幣首次能夠通過閃電網絡進行轉賬。這使得以美元計價的交易能夠以閃電般的速度在比特幣級別的安全性下進行，可能將用例擴展到超越BTC小額支付的日常匯款和商業活動。
對於那些想要運行自己閃電節點的人，有幾種節點軟件實現可供選擇，包括Lightning Labs的閃電網絡守護進程（LND）、Blockstream的核心閃電（CLN）和ACINQ的Eclair。對於喜歡簡單設置的用戶，許多公司提供即插即用的硬件節點。您還可以探索與閃電網絡同時出現的其他比特幣第二層網絡。
常見問題閃電網絡簡單來說是什麼？閃電網絡是建立在比特幣之上的支付層，允許用戶即時發送和接收支付，並且費用非常低。與其在主區塊鏈上記錄每一筆交易，不如兩個參與方打開一個支付通道，進行儘可能多的鏈下交易，並在完成時僅在區塊鏈上結算最終餘額。
哈希時間鎖合約是什麼，爲什麼它們重要？哈希時間鎖合約（HTLC）是使閃電通道無信任的加密機制。它們使用哈希鎖（需要一個祕密來支出資金）和時間鎖（設定索取資金的截止日期）確保支付通道中的任一方無法欺騙另一方。如果一方試圖廣播過時的交易以索取超過他們應得的金額，另一方可以使用已披露的祕密完全索取欺詐者的資金。
閃電網絡的主要限制是什麼？三個主要限制是流動性約束（您只能發送鎖定在通道路徑中的金額）、可用性複雜性（打開通道和管理容量需要一定的技術知識）以及集中路由中心形成的風險。隨着大型節點積累流動性並吸引更多流量，網絡可能會依賴於少數幾個互聯實體，這帶來了審查風險。
如何打開閃電網絡通道？要打開一個通道，您需要廣播一筆資金交易到比特幣區塊鏈，將資金鎖定到一個與您的通道夥伴共享的2-2多簽名地址中。一旦確認，通道就會激活，您可以進行鏈下交易。當您準備關閉時，您只需將最終餘額狀態廣播到區塊鏈。大多數現代閃電錢包和應用程序會自動處理這個過程。
結束語自2018年主網啓動以來，閃電網絡已經顯著增長，並從實驗協議轉變爲主要交易所和消費者平臺使用的生產規模基礎設施。技術改進，包括Taproot資產、通道拼接和多路徑路由，繼續擴展其功能。可用性挑戰依然存在，但閃電與傳統支付系統之間的差距正在縮小。
進一步閱讀區塊鏈可擴展性 - 側鏈和支付通道
比特幣第二層網絡是什麼？
區塊鏈第一層與第二層擴展解決方案
節點是什麼？
智能合約是什麼，它們是如何工作的？
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