闪电网络

闪电网络是一种将小额交易放到比特币区块链外进行的交易方式，解决的是比特币交易确认时间过长的问题。比特币的区块链网络牺牲了交易确认速度以换取极高的安全性，导致目前处理速度还是约7笔/秒。 闪电网络与区块链的关系，类似银

闪电网络是一种将小额交易放到比特币区块链外进行的交易方式，解决的是比特币交易确认时间过长的问题。比特币的区块链网络牺牲了交易确认速度以换取极高的安全性，导致目前处理速度还是约7笔/秒。 闪电网络与区块链的关系，类似银行与支付宝的关系。银行处理交易时需要验证的信息较多，因此安全等级高，但用时较久。而将资金从银行转入支付宝，需要验证的信息相比银行要少一些，并且转账是实时的，非常快捷。当用户将资金从银行转入支付宝时，银行会进行记账。但转入支付宝后的转账银行并不知晓，也不会进行处理，而是由支付宝记录交易信息。当用户不想使用支付宝时可以将资金转回银行，银行再继续对该笔资金进行记账。 闪电网络建立的也是类似支付宝的一种支付通道，只有建立通道和关闭通道时，交易才需要区块链验证记录。这种交易就是所谓的链外交易。 闪电网络的运行过程 1. 建立通道 假设Jim和Bob想通过闪电网络进行交易，首先双方需要下载闪电网络客户端，然后在客户端内生成一个2/2多重签名地址。双方中至少一方要进行一笔链上交易，将资金汇入多签地址，区块链会记录这个支付通道的设立。假如Jim和Bob都转入了10BTC，账户内就有了20BTC。但系统会识别出，Jim拥有10BTC，Bob拥有10BTC。Jim能转账给Bob的最大金额，仍然是他转入的10BTC，以此避免交易作弊。 2. 闪电交易 每一次交易都可以理解为地址内资金的重新分配，这并不经过区块链。 例如Jim想给Bob转1个BTC，Jim会拟一份合同一：请将20个BTC中的11个BTC转给Bob，再将9个转给Jim。Jim和Bob都对合同一签名确认后，BTC持有情况变为Jim：9BTC、Bob：11BTC。 过了一段时间，Bob需要转给Jim3个BTC，那么双方需要在新的交易合同二上进行签字，同时签名废除合同一。此时资金分配情况为Jim：12 BTC、 Bob：8 BTC。 每次交易都会要求双方对新合同进行签名，使新合同生效，并同时签名废除旧合同。从合同一的内容我们可以看出，Jim先发起的转账，但是系统分配资金时，会先分配给Bob，再分配给Jim。也就是说先发起转账的人后收到款，因此这个设定是有防欺诈功能的。如果现在Jim需要给Bob转4个BTC，但是Jim想作弊，于是拿着已经作废的合同一去执行。当系统在分配给Bob 11个BTC时，Bob发现了这一点并提出质疑，证明合同一已经作废，这时Jim还未收到资金，Bob便可以有效保护自己的财产，同时系统会对Jim做出惩罚，将地址内所有资金转给Bob。 3. 关闭通道 假如Jim和Bob认为没有进行闪电交易的需要了，双方可以拟定关闭通道的合同，并规定好地址内资金如何分配。区块链会按照合同关闭通道，并将双方应得的资金转入其填好的提现地址。这种方案是通过RSMC（Recoverable Sequence Maturity Contract）来实现的，RSMC是一种满足一定条件即可撤销的合约。显然这种通道只能在Jim和Bob之间建立，但事实是每一个人都需要跟多个人进行交易。如果按照现有的模式，则需要建立多个通道，交易步骤将变得繁琐。而闪电网络中的哈希时间锁定合约（HTLC：Hashed Timelock Contract），可以将建立的通道连接在一起，运用已有的通道达成交易。我们通过以下例子来理解： 假如Jim和Bob之间建有支付通道，Bob和Eric之间也有支付通道，但Jim和Eric之间并没有建立支付通道。这时候，Jim想转账给Eric 5个BTC，就需要通过Bob这一中介来实现。首先Eric需要将一个长度为20字节的随机数R经过哈希计算Hash（R）得到H，并将H告知Jim。Jim将与Bob签订合同：如果3天内Bob能给出一个随机数，满足这个随机数经过哈希计算得到H，Jim就转给Bob 5个BTC。由于哈希函数的不可逆性，Bob是不可能根据H倒推出随机数是什么的，于是他去跟Eric签订了同样的合同：如果3天内Eric能给出一个随机数，满足这个随机数经过哈希计算得到H，Bob就转给Eric 5个BTC。 此时Eric将R提供给Bob。Bob将根据合约给Eric 转账5 个 BTC；Bob再将随机数R提供给Jim，Bob便获得来自Jim转账的 5 个 BTC。通过建立 Jim — Bob — Eric 这样的一个通道，完成了Jim与Eric之间的交易，同时中间人Bob还可以获得手续费。因此互不相识的陌生人也会乐意作为中介协助完成交易。

使用闪电网络，交易更快捷，甚至可以不支付手续费。由于区块链上也不会有记录，因此更具有私密性。但闪电网络有可能使之间未建立直接通道的用户经历过多的中介，产生大量手续费。 总结 闪电网络的安全需要有底层区块链技术的支持，这意味着大额交易更可能是在区块链上完成。目前闪电网络的应用还不是很广泛，其处理效率还未经过大面积的证实，但可以确定的是其对比特币或整个加密系统的改善有着巨大的潜力。