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Lightning Network

比特币支付通道网络

如何不把每笔比特币付款都写进区块,为什么通道容量很重要,以及自行保管需要注意什么。

Lightning Network 是通过支付通道进行比特币付款的网络。它建立在比特币基础网络的规则之上,因此被称为第二层。参与者不断调整已锁定比特币的约定分配,而不是把每笔付款单独写入比特币基础网络。它不是另一种币。双方合作时可以快速付款;如果合作结束,事先准备好的 Bitcoin 交易提供了结算途径。

普通的比特币付款需要等待进入区块,与其他交易竞争有限的空间。Lightning 采取另一种做法:参与者先建立支付通道,此后通过交换已签名的数据来调整资金分配。正常合作时,就不必把每笔已完成的付款分别写进区块。最终结算仍然依靠 Bitcoin 交易。这一额外层并没有取消比特币的规则,也不发行自己的代币。 [2] [1]

通道是两名参与者之间由真实比特币支持的安排。开通时会在基础网络上创建 funding transaction,也就是注资交易。它的一个输出,即带有支出条件的具体金额,构成通道的资金基础。双方事先准备并签署 commitment transactions,用于在关闭通道时分配资金。因此,余额变化是在重新分配已锁定比特币的支出权利,并没有创造新的比特币。 [2]

使用自行保管的钱包时,你需要掌握密钥,以及管理通道所需的数据。有些应用直接处理这些事务,有些借助辅助服务。托管服务则由运营方控制资金和通道。你看到的余额,是运营方记录的、允许你提取的金额。仅凭 Lightning 这个名称或屏幕上的数字,无法区分两种模式。真正需要了解的是谁能签名、你备份了什么,以及你依赖哪些服务保持可用。 [2]

向通道对方付款时,双方共同签署新的资金分配。在常见的通道设计中,旧版本会被撤销:试图用已撤销的状态结算,可能让作弊的一方损失其资金。因此,这不只是随意改动应用里的数字。如果对方不再合作,预先准备的 commitment transaction 允许你通过 Bitcoin 单方面关闭通道。不过,这种保护仍然需要正确的状态数据和及时的应对。 [3]

假设一个简化通道中,你这一侧有 1 000 000 sat,对方有 0 sat。Satoshi,简称 sat,是 BTC 的最小单位。直接向对方支付 200 000 sat 后,你有 800 000 sat,对方有 200 000 sat。总金额不变,这次更新本身也不需要新的区块。例子没有计算手续费和必须保留的储备金,因此不代表实际通道可以发送屏幕上显示的全部余额。 [3]

你不一定要与收款人直接建立通道。付款可以经过多个相连的通道,但每一段都必须有足够的资金沿付款方向流动。这就是方向性流动性:实际能向某个方向转移的金额。如果资金在另一侧,总容量再大也无济于事。储备金、待处理付款的限制、转发费用和节点是否在线,也会影响付款能否完成。 [3]

跨通道付款通过 HTLC 相互关联,全称是 Hashed Timelock Contract。这是一种有条件的资金领取安排:领取资金需要揭示同一个秘密,它必须与约定的密码学指纹相符,同时还要满足时间条件。这个秘密称为 preimage。收款人揭示它后可以领取最后一段付款,中间节点也能领取各自收到的付款。越靠近收款人,期限越短,从而给中间节点留下应对时间。如果付款没有完成,可以在满足相应时间条件后取回资金,但不一定能立即取回。 [3]

路径上的资金可能无法沿正确方向流动,某个节点可能离线,费用也可能超过设定上限。通道信息还可能已经过时。这时,钱包可以尝试其他路径,或在支持的情况下拆分付款。因此,一次失败并不自动意味着资金被盗或比特币消失。不过,通常付款很快,也不等于每张付款请求都能在第一次尝试时立即成功。 [3]

你需要保护通道的最新状态,并留意对方是否发布了已经撤销的版本。watchtower 是监测这类行为并能及时应对的服务,可以提供帮助。但它不能取代所有备份,也不能代替具体钱包的恢复流程。Seed Phrase 是用于恢复密钥的备用词序列,仅有它不一定能恢复必要的通道数据。因此,开始使用前,需要了解如何备份、如何恢复,以及所依赖的辅助服务。 [4] [5] [6]

开通和关闭通道都使用 Bitcoin 交易。单方面关闭时,可能还要等待、支付费用,并通过后续交易处理尚未完成的 HTLC。待处理付款中的资金可能继续锁定,直到按相关条件解决。因此,付款失败不保证立即免费退款,日常付款很快也不保证同样快速地提取到基础网络。不过,正是能够在 Bitcoin 上结算,才让自行控制的通道有了保障。 [4]

要获得更完整的理解,请将本词条与以下词条结合阅读: 交易, SegWit, Taproot, 钱包, Transaction Fees. 反向关联还来自: 钱包, SegWit, Taproot, 比特币地址.

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