比特币的闪电网络是为什么被创造的？
闪电网络的创造是为了解决比特币的可扩展性问题，尤其是比特币交易的速度和成本问题。
比特币目前理论上的交易每秒（TPS）最大值是10笔，但实际上通常在3到7笔之间。相比之下，传统支付处理商如VISA在2020年平均每秒处理了6000笔交易（依据VISA声称的全年1880亿笔交易）。
比特币的交易费用会随着使用网络的需求波动很大。例如，在2021年4月20日，平均交易费超过了50美元，而到了2021年8月9日，平均费用大约是2.50美元。对于大额交易，比如银行转账或国际汇款，比特币的速度和成本可以与其他选择相媲美甚至更优。但如果比特币要用于日常支付（即所谓的微交易，比如一杯咖啡、汽油），那么交易速度必须大大提高，交易成本也必须大幅降低。
闪电网络理论上
为了理解LN如何工作，以及LN目前面临的挑战，我们需要谈谈比特币。比特币网络的限制因素在于每笔交易都必须放在链上的新区块中。由于区块大约每10分钟添加到链上，这就严格限制了在不显著改变比特币协议的情况下，可能进行的交易数量。
关于比特币协议的重大修改的辩论以前发生过，结果是“硬分叉”，最著名的就是比特币现金的创建。闪电网络并没有创建一个新的区块链，而是一个二层解决方案。这意味着它允许比特币协议保持相对不变，但提供了重大修改可能带来的好处——至少理论上是这样。
LN通过在两方之间建立支付通道工作，其中只有第一笔和最后一笔交易放在比特币区块链上。第一笔和最后一笔之间的任何数量的交易都将在链下进行，这意味着这些交易不受比特币协议的限制。
要启动一个支付通道，双方都必须承诺一定数量的比特币。只要支付通道保持开放，那些比特币就会被扣押，不能释放。通过这个通道能够转移的比特币总量就是双方承诺的比特币总量。让我们看一个例子来说明这一点：
爱丽丝和鲍勃想要建立一个支付通道。爱丽丝承诺10 BTC，鲍勃承诺5 BTC进入支付通道。一个包含爱丽丝和鲍勃合并的15 BTC的开启交易被放到比特币区块链上。一旦该交易被添加到区块链上，可能需要10分钟或更长时间，爱丽丝和鲍勃就可以以更快的速度进行无限次的交易，成本几乎为零。以下是爱丽丝和鲍勃之间的交易：
- 爱丽丝给鲍勃发送1 BTC 爱丽丝：9 BTC 鲍勃：6 BTC
- 爱丽丝给鲍勃发送2 BTC 爱丽丝：7 BTC 鲍勃：8 BTC
- 鲍勃给爱丽丝发送3 BTC 爱丽丝：10 BTC 鲍勃：5 BTC
- 鲍勃给爱丽丝发送1 BTC 爱丽丝：11 BTC 鲍勃：4 BTC
当一方或双方想要关闭通道时，一个带有爱丽丝和鲍勃最终余额的关闭交易会被发送到区块链上。在这个例子中，爱丽丝的最终余额是11 BTC，鲍勃的是4 BTC。
如果爱丽丝想要和卡罗尔进行交易怎么办？碰巧的是，鲍勃和卡罗尔之间有一个支付通道，所以爱丽丝就和鲍勃交易，再由鲍勃将交易转给卡罗尔。请注意，在这种情况下，鲍勃可能会收取一小笔费用作为传递交易的报酬。随着时间的推移，通过六度分隔理论，LN理论上允许爱丽丝与任何其他人进行交易。
闪电网络实践中
LN是一个相对较新的协议。它面临着从易用性到安全性的许多挑战。
关于运行LN节点的易用性存在疑虑。为了LN的成功，需要一个稳健的比特币节点网络运行LN协议。运行一个LN节点可能相当困难，并且可能存在运行较小节点的支付激励问题。不过，可以说运行LN并不比运行一个完整的比特币节点难太多。然而，由于LN主要针对微交易，日常使用LN将通过启用LN的钱包。与一些更成熟的比特币钱包相比，这些新启用LN的钱包意味着在托管和非托管版本之间有所权衡。非托管LN钱包使用起来更难——更令人困惑，不那么直接。托管选项更易于使用，但您必须依赖第三方来管理您的比特币。
LN还必须与竞争对手竞争。截至2024年2月，LN锁定了大约5000 BTC。这听起来可能很多，但与之相比，在以太坊上锁定的比特币超过150,000（WBTC，包装比特币）截至2024年2月。由于以太坊的区块时间大约每14秒一次，相对于比特币的10分钟，通过在以太坊网络上的WBTC进行比特币交易已经快得多。此外，像以太坊2.0和以太坊Plasma这样的以太坊项目有可能降低交易费用，足以让闪电网络变得不必要和过时。还要记住，使用WBTC带来了访问DeFi的所有巨大好处，而LN没有。
最后，也是最令人担忧的是，LN面临着一些漏洞。这些包括：
- 悲伤攻击：资金没有丢失，但会导致受害者的闪电资金被冻结，以至于支付通道无法处理任何交易。
- 洪水和掠夺：攻击者迫使许多受害者同时从区块链上索取他们的资金（洪水）。攻击者利用这种拥堵窃取那些未能在截止日期前被索取的资金（掠夺）。
- 时间膨胀攻击：攻击者通过延迟区块交付，延长受害者意识到新区块的时间。
- 固定攻击：攻击者欺骗受害者不正确地关闭他们的LN通道，并窃取个别交易。
比特币闪电网络仍有待完善之处
尽管闪电网络存在漏洞，但目前还没有人利用这些漏洞。可能是因为利用这些漏洞所需的专业技能要求很高，所以还没有人这么做。闪电网络的开发者们相信，发现这些漏洞只会让网络变得更加强大——这是成长过程中必要的一个阶段。开发者们对于修复目前发现的各种漏洞持乐观态度，尽管针对拦截攻击和时间扩张攻击的修补会同时需要对闪电网络的实现和比特币核心进行调整。
如今的闪电网络面临许多挑战，但这个协议仍然相对年轻，期望出现这类问题是正常的。闪电网络的开发者们将继续改进协议，并且可能会解决这些问题，以帮助比特币在第二层进行扩展。
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