閃電網路是一個二層比特幣系統，專為低成本、快速且私密的支付而設計。
從本質上講，這意味著結算多筆閃電網路交易可能只需要較少的鏈上比特幣交易。
透過將多筆閃電網路交易分割成許多較小的比特幣交易，比特幣網路上的礦工和用戶無需再確認和維護所有閃電網路交易。或許最大的好處是，閃電網路用戶因此支付的費用更低。
由於閃電網路交易即時完成，用戶不再依賴比特幣網路來確認。閃電網路支付使用類似 Tor 的路由方式，因為交易記錄並未保存在區塊鏈上，這通常能為用戶提供更好的隱私保護。
了解歷史：閃電網絡
研究人員 Thaddeus Dryja 和 Joseph Poon 在一份名為《比特幣閃電網絡》的文件中提出了閃電網路的概念。他們的建議源自於先前與比特幣創辦人中本聰（Satoshi Nakamoto）就支付方式進行的討論。中本聰是位神秘人物。另一位開發者 Mike Hearn 曾與中本聰探討過支付方案，並在 2013 年公開了他們討論的內容。
該研究描述了一種基於支付通道的鏈下系統。由於採用了鏈下支付系統，價值可以在不連接主網的情況下在雙方之間轉移。
鏈下通道旨在解決比特幣的可擴展性問題。隨後，Poon 和 Dryja 解釋了 Visa 的交易處理速度 (TPS) 如何在 2013 年假期季節提升至 47,000 筆。
比特幣需要能夠處理每個區塊 8GB 的交易，這遠遠超出了目前區塊鏈的容量，才能接近 Visa 的交易處理速度 (TPS)。在交易量只有 300 位元組左右的時候，比特幣最初的處理速度只有每秒 7 筆。
此外，由於區塊大小限制為1兆位元組，一個區塊一次最多只能容納47,000筆比特幣交易。閃電網路的鏈下支付通道正是為了解決比特幣容量有限的問題而開發的，因為它們允許進行各種小型交易，而不會給網路帶來負擔。
Poon 和 Deyja 於 2016 年創立了 Lightning Labs，該公司致力於閃電網路的擴展，同時也涉足其他幾項業務。儘管團隊成員幾經更迭，Lightning Labs 仍然成功地讓協議與比特幣核心網路實現了對接。
2017 年，比特幣基於 SegWit 的軟分叉帶來了突破性進展，它允許每個區塊包含更多交易，並解決了長期存在的交易延展性問題。此前，由於交易延展性問題，用戶可以偽造交易，欺騙網絡，並將比特幣保留在自己的錢包中。
由於進行了預發布測試，開發者可以立即開始為閃電網路開發應用程式。錢包和遊戲平台就是利用閃電網路微交易功能的簡單應用程式的例子。
2018年，Lightning Labs正式發表了基於比特幣主網上的Lightning Core網路測試版。此時，包括Twitter聯合創始人傑克·多西在內的眾多知名人士開始支持這個計畫。例如，多西組建了一支程式設計師團隊，專門負責使用比特幣開發Lightning網路。未來，他也計劃將Twitter連接到Lightning網路。
閃電網路的工作原理是什麼？
消費者和麵包店等兩個不同的參與者可以使用此協議來建立點對點支付通道。連接後，該通道允許他們發送無限數量的低成本、近乎即時的交易。用戶甚至可以用它來支付像鬆餅這樣更便宜的商品和服務，將其用作自己的私人帳本，而無需擔心交易會對比特幣網路產生任何影響。
要建立支付通道，付款方必須將一定數量的比特幣鎖定到網路中。鎖定後，收款方可以開立任意數量的比特幣發票。如果消費者希望保持通道暢通，可以持續添加比特幣。
交易雙方均可透過閃電網路通道進行交易。在比特幣區塊鏈上，某些交易的內部處理頻率高於其他交易。例如，當兩個用戶開啟和關閉通道時，只有主區塊鏈會被修改。
參與者無需通知主區塊鏈即可持續進行資金交換。這種方式大大降低了交易延遲，因為並非所有區塊鏈交易都需要所有節點的許可。透過連接參與者不同的支付方式，可以建立能夠路由交易的閃電網路節點。閃電網路正是透過整合多種支付方式而建立起來的。
當交易雙方完成交易後，通道即可關閉。隨後，通道內的所有資料將合併成一筆交易，並轉發至比特幣主網以進行資料保存。合併作業透過將大量小交易合併成一筆交易，防止網路因同時處理大量小交易而過載，從而使節點能夠快速便捷地進行驗證。如果沒有支付通道，小交易會幹擾大交易，導致網路速度變慢，並增加節點驗證交易的負擔。
假設山姆經常從附近一家麵包店購買糕點，並且喜歡用比特幣支付。由於比特幣有規模問題，他可能決定每次只購買一個鬆餅，但交易驗證可能需要一個多小時。即使交易金額很小，山姆仍然必須支付比特幣網路收取的高額手續費。
傳統支付方式，例如銀行卡，由於其每秒可處理超過 24,000 筆交易（TPS），尤其適用於 Visa 等企業，因此對小額交易非常有效。而比特幣每秒只能驗證 7 筆交易。
山姆可以使用閃電網路與麵包店建立支付連線。透過該通道進行的每一筆鬆餅交易都會被監控，麵包店也能收到款項。交易即時完成，成本極低，甚至可能完全免費。用於創建通道的比特幣用完後，山姆可以選擇關閉或續訂該通道。通道關閉後，其所有交易都會被添加到比特幣主區塊鏈中。
閃電網路會在交易雙方之間創建智能合約。協議條款在合約創建之初即寫入其中，且無法更改。由於合約最初創建時包含所有參與者都同意的特定條款，智能合約程式設計還能確保合約履行的自動化。當特定條件滿足時，例如顧客支付了購買鬆餅的所需價格，合約就會立即完成。閃電網路會在支付通道批准交易後對其進行加密。原本可以同時存取的價值轉移的各個獨立交易都被隱藏起來。
交易可以在區塊鏈之外進行，不受任何限制。鏈下交易最終會在支付通道關閉後出現在主網上，因此可以預期它們會維護區塊鏈的完整性。主網負責仲裁每一筆交易。鏈下協定擁有自己的帳本，但由於主鍊是閃電網路的核心，它們總是會重新整合到主鏈中。鏈下協定只有在主鏈存在的情況下才能進行開發。
比特幣閃電網路的優點和缺點是什麼？
優點
閃電網路最顯著的優勢在於交易速度更快、成本更低，這使得小額支付成為過去無法想像的現實。如果沒有閃電網絡，用戶即使是進行簡單的交易也需要支付高額手續費，並且需要等待一個小時甚至更長時間才能完成驗證。由於礦工會優先驗證金額較大的交易（因為獎勵較高），因此小額交易的等待時間也較長。
在比特幣區塊鏈之上，還有一個名為閃電網路的層與之連結。由於二者之間清晰的互聯性，比特幣採用的安全機制也持續惠及閃電網路。用戶無需再為安全問題擔憂，現在可以在主區塊鏈（用於大額交易）和鏈下閃電網路（用於小額交易）之間自由切換。
由於觀察者只能看到整個資料包，而不能看到每筆單獨的交易，因此閃電網路支付通道提供私密交易。
原子互換是指無需中間人或交易所即可將一種加密貨幣兌換成另一種加密貨幣，加密貨幣愛好者們也對原子互換進行了測試。原子互換可以實現幾乎零成本或零錢包轉帳的即時兌換，使其比交易所更實用。
缺點
要使用閃電網絡，用戶必須擁有一個合適的錢包（或者一個免費的錢包也可以，因為閃電網絡錢包通常是免費的）。雖然很容易找到支援閃電網路的錢包，但用戶必須使用比特幣錢包為其充值。由於從傳統錢包到閃電網路錢包的初始交易會產生費用，因此使用該協議的用戶會在此過程中損失一些比特幣。用戶只有在閃電網路錢包中鎖定了比特幣才能開通支付通道。
比特幣錢包間轉移的難度和成本阻礙了新用戶。然而，一些錢包支援鏈上和鏈下支付，且不收取手續費，隨著時間的推移，它們的實用性無疑會越來越高。
參與者在使用已收到的任何資金之前，必須主動關閉支付通道才能取回他們的比特幣。例如，在保持通道開啟的情況下提取少量現金是不可能的。
為了開通或關閉支付通道，相關各方必須先支付一筆名為「通道費」的初始交易。開通支付通道的概念很簡單，但由於這些額外的費用，整個流程的成本遠遠超過許多潛在用戶的負擔範圍。
然而，離線交易詐欺是閃電網路的主要問題之一。當一方離線時，另一方可以透過關閉支付通道竊取資金。等到另一方重新連接網路時，採取任何行動都為時已晚。如果沒有連接，詐騙者可能就會停止犯案。
閃電網路也存在其他缺陷，例如支付阻塞，即未經驗證的出站交易。比特幣網路會釋放阻塞的支付，但由於真實交易的驗證優先順序高於被阻塞的交易，因此可能需要數天才能完成。
最後，即便閃電網路解決了所有問題，監管機構也不會就此罷休。監管機構可能難以完全理解閃電網絡，從而製定必要的法規。
如果監管機構遇到問題，一般比特幣用戶可能難以使用閃電網路。即使監管機構了解協議，也可能因為閃電網路的保密性而拒絕批准。由於匿名交易只有在用戶退出支付通道後才能被查看，而只有在通道內進行的交易才能被查看，因此立法者可能會對閃電網路持反對態度。
演變
Lightning Network 基礎設施公司 Lightning Labs 發布了 Taro 守護程序的測試版本，這是一款新的軟體，它將使比特幣開發者能夠在比特幣區塊鏈上產生、發送和接收資產。
由於今年四月發布的基於 Taproot 的 Taro 協議，比特幣持有者現在可以在比特幣區塊鏈上發行穩定幣等資產。這些資產隨後可以透過閃電網路進行即時、高容量、低成本的交易。
如上文所述，比特幣的二層擴容技術——閃電網路——存在隱私問題。支付網路使用者在進行付款、取得退款或發起和關閉支付通道（閃電網路節點之間的連線）時，可能會遇到隱私問題。
基於這些擔憂，人們提出了基於協定的替代方案，例如「閃電網路技術基礎12」（BOLT 12）。 BOLT 12 不僅提高了隱私性，還包含許多其他實用功能。與比特幣改進提案（BIP）類似，BOLT 也是閃電網路的草案提案。
獨立解決方案也應運而生，其中最值得一提的是 LNURL，它是一套用於促進不同 Lightning 應用程式和服務之間透過網路進行通訊的工具；以及 Lnproxy，它是一款發票隱私工具（發票只是付款請求）。
那麼，對於關注隱私的比特幣用戶來說，他們應該依賴新興的 BOLT 12 規範，還是應該使用這些獨立的工具之一？
螺栓 12：它是什麼？
由於 BOLT 12，閃電網路現在有了「交易」。官方 BOLT 12 網站將“交易”描述為“發票的前身”，它“提供了關鍵功能，包括可重複使用的二維碼、收付款功能，當然還有更高的隱私性”。
可重複使用的二維碼為捐贈和定期訂閱等應用程式場景打開了大門。閃電ATM和私人退款現在可以實現收發功能。最後，付款人金鑰、路由盲化和Schnorr簽名等新功能將進一步提升隱私保護。
閃電網路節點設定指南
與比特幣節點類似，閃電網路節點連接到網絡，以便使用閃電協定與其他節點發送和接收比特幣。這些節點是閃電網路的基本組成單元。
使用現成的解決方案，設定和維護閃電網路節點非常簡單。大多數完整的比特幣節點軟體包都運行閃電網路用戶端，並將運行節點所需的所有組件封裝在小巧的盒子裡，您只需將其插入設備並按照螢幕上的說明操作即可。以下是設定第一個比特幣節點的幾種快速方法：
步驟 1：組裝工具和硬體
運作節點需要前期投入硬體資金。
有很多選擇；樹莓派是最容易上手的選擇之一。
必須準備好以下額外設備：
一塊1TB的固態硬碟和一個用於儲存資料的micro SD卡
GPIO 連接、XPT2046 觸控控制器、5 英尺乙太網路線、LCD 螢幕、3.5 吋 RPi 顯示器。
步驟 2：安裝應用程式。
RaspBlitz 是一款特定的軟體，必須安裝在 Raspberry Pi 上並儲存在記憶卡中。
在樹莓派裝置上安裝軟體最簡單的方法是透過 Raspberry Pi Imager。在網路上找到適用於您作業系統的教學課程，然後按照說明操作即可。
RaspiBlitz 可以用其他軟體代替，例如 Umbrel，它可以安裝在 Raspberry Pi 電腦或標準 PC 上。
S步驟 3：加入網絡
應用程式載入完成後，將透過逐步教學指導您建立和載入錢包。
下一步是下載區塊鏈數據。請記住，這個過程可能需要幾個小時到幾天的時間。
打開閃電網路通道，與節點建立連接，就完成了。現在您就可以從您的節點轉帳比特幣了！
在執行 Lightning 節點時，要透過另一個節點路由付款，必須先與該節點建立一個或多個付款通道；否則，該節點將無法傳輸付款。
專業提示：要在網路上傳輸 BTC，您需要建立一個到具有出色容量的可靠節點的通道。
總結：比特幣閃電網路的未來
儘管如此，閃電網路的使用頻率越來越高。目前，閃電網路鎖定了價值超過100億美元的比特幣。使用應用程式、進行賭博、支付商品和服務等的用戶，都可能屬於這一群體。
某些程序，例如兼容閃電網路的錢包，對於網路的使用至關重要。由於閃電網路使用的協定與比特幣主網不同，用戶需要使用特定的錢包來創建支付通道。如果沒有高效率的錢包，交易平台也無法使用閃電網路。隨著閃電網路普及率的提高，市場可以預期會有更多錢包開發商整合閃電網路功能。在閃電網路中，成為節點的使用者可以顯著提升交易速度。
此外，值得注意的是，閃電網路的發展已擴展到為各種應用提供二層解決方案。隨著越來越多的加密貨幣交易所開始採用該協議，盡可能多的交易者將能夠使用它。即使在交易繁忙時，客戶也可以透過採用閃電網路的交易所快速且經濟地提取少量比特幣。由於比特幣的技術較為陳舊，如果沒有閃電網絡，用戶可能會遇到高昂的交易費用和較長的等待時間。
閃電網路現在透過引進第三方服務 Watchtowers，為使用者提供額外的安全保障。這些專用節點會定期離線，關閉潛在的支付通道，從而防止詐欺交易。
參與者無需讓頻道無人看管，只需向監控中心支付少量費用，並提交一個指示頻道交易的符號即可。監控中心使用該符號將使用者的頻道與其他所有頻道區分開來，並對其進行追蹤。
如果監控系統偵測到惡意活動，例如有人試圖關閉支付通道，它會立即凍結資金並將其退還給離線用戶。監控系統也會懲罰惡意用戶，將其資金從通道中移除。
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