BSP:深入解读闪电网络：探寻比特币支付通道的前世今生

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闪电网络的支付信道网状路由

2015 年 12 月，Gregory Maxwell 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 Bitcoin Core 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（或其他类比特币的 Token）。

《广东省深入推进资本要素市场化配置改革行动方案》：粤港澳以区块链技术为基础共建征信链:金色财经报道，广东省人民政府昨日印发关于深入推进资本要素市场化配置改革行动方案的通知，方案提出，支持深圳深化央行数字人民币应用创新试点，适时申请扩大试点城市范围，以区块链技术为基础，粤港澳共建征信链，促进粤港澳大湾区征信合作。发展数字绿色金融，利用金融科技推动环境信息披露与共享，探索以区块链为基础的绿色资产交易。此外，方案还提出加快推进外资金融机构落地落户及推进人民币可自由使用和资本项目可兑换先行先试。[2021/9/15 23:25:48]

2018 年 3 月，Lightning Labs 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 Lightning Labs 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 Jack Dorsey。之后有关闪电网络的协议和应用逐渐丰富起来，比如 BOLT 协议的加强版——OmniBOLT、可支持比特币闪电网络的支付平台 Cash APP 及 Strike 等等。在 Damus 推出后，闪电网络又一次迎来了新的突破……

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。

闪电网络的运行逻辑，来源：https://www.youtube.com/watch?v=FOT6NqaEtfc

声音 | 物美集团创始人张文中：区块链仅靠热度不能解决问题 须针对场景做深入开发:物美集团创始人张文中近日在接受采访时表示，新技术对现有技术企业都会有比较大的影响。比如，最近大家谈论比较多的区块链对企业影响是必然的。但我们也应该清醒认识到，区块链仅靠热度不能解决问题，它必须针对所面对的场景做深入开发和挖掘，比如在食品追溯方面，如果能够追溯源头，这也能助力实体企业转型。（联商网）[2019/11/6]

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（如下图）。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。

闪电网络运行逻辑，来源：https://www.youtube.com/watch?v=FOT6NqaEtfc

比特币网络当前每秒最多可以执行的交易数量为 7 笔，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。

声音 | 中国科学院院士王小云：密码技术将深入融合5G、区块链、人工智能等数字经济领域:据中国国际贸易促进委员会四川省委员会官网消息，7月29日，第四届中国网络与信息安全大会在成都隆重召开。中国科学院院士王小云在题为《密码技术与数字经济高质量发展》的报告中指出，目前我国及世界已经进入到大数据应用和数字经济高速发展的新时期，但是信息的恶意获取、篡改、伪造和滥用，使得数字经济的安全问题日趋严重。而密码技术作为保障数字经济高质量发展的一个重要技术手段，将深入融合5G、区块链、人工智能、卫星性、物联网、智慧城市等众多数字经济领域，助推智慧社会高速发展。[2019/7/31]

闪电网络的 tps 优势对比（来源：Blockstream）

闪电网络可以用单个比特币划分的最小单位"聪"来支付（1 比特币= 1 亿聪），这满足了日常小额支付的需求。

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。当前比特币交易手续费在 1.5 美金左右，而在 2021 年市场巅峰时期则突破了 60 美金（如下图）。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。

贵阳高新区党工委副书记黄昌祥：深入推进区块链等技术与实体经济深度融合:贵阳网6月4日报道， 日前，高新区党工委副书记、管委会主任黄昌祥率队对区内大数据创新平台进行调研。黄昌祥要求，大力实施“千企引进”“万企融合”“千企改造”等工程，推进“智力收割机”计划，深入推进物联网、人工智能、区块链以及大数据与实体经济深度融合，引领大数据技术创新、加快大数据产业聚集，构筑大数据产业生态体系，以大数据引领全区经济实现高质量发展。[2018/6/4]

比特币的交易手续费，数据来源：https://bitinfocharts.com/zh/comparison/bitcoin-transactionfees.html#3y

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（如下图）。截止至 2023 年 2 月 8 日，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（约合 1.24 亿美金）。

闪电网络中的 BTC 数量，数据来源：https://river.com/learn/files/river-lightning-report.pdf

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（1.644% ）。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。

闪电网络全球的节点及通道情况，图片来源；https://explorer.acinq.co/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、Cash App、Blue Wallet 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 Send Globally 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 Send Globally，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、Blackhawk Network、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、Whole Foods 和沃尔玛等。

转账交易：Jack Dorsey 领导的支付公司 Block 旗下的支付平台 Cash APP 可支持通过闪电网络发送和接受比特币。

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 Blue Wallet、Muun、Strike、Cash App 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。

支持闪电网络的支付方式，图片来源：file:///Users/xiayiwei/Downloads/the-state-of-lightning-volume-2.pdf

2022 年，闪电网络领域也出现了多笔大额融资，包括a16z、Paradigm 在内的顶级机构也参与到了相关项目的投资中：

2022 年 4 月，专注于比特币业务的公司 Lightning Labs 完成 7000 万美元 B 轮融资，Valor Equity Partners 领投。

2022 年 5 月，由 Meta 加密货币主管 David Marcus 创立的比特币闪电网络公司 Lightspark 完成了一轮融资，本轮融资由a16z和 Paradigm 领投。

2022 年 9 月，基于比特币闪电网络建立的加密支付应用 Strike 宣布完成 8000 万美元 B 轮融资。

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。

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。

Damus 作为去中心化社交应用，支持了闪电网络，用户可以在应用中进行支付和打赏，通过这种方式或将有效培养用户使用比特币进行小额支付的习惯。另外，Strike、Lightning Labs 等也在持续推进闪电网络的发展。或许有一天，闪电网络之于比特币，将如同 Visa 之于货币。

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