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比特币闪电网络(Lightning Network)原理风险缺陷节点基础设施

比特币的扩容难题由来已久。不仅如此,它的平均交易费用在去年还创下了30美元的新纪录,而交易确认却要花费几个小时、甚至几天时间。

比特币闪电网络(Lightning Network)原理风险节点基础设施

比特币网络的日均交易大约为四十万笔,而区块规模上限却是1MB。在不进行区块扩容的前提下,比特币借助名为闪电网络(Lightning Network)的技术来进行链下扩容,以此突破区块容量的上限。在下文中,我们将研究闪电网络,并将它与采用链上扩容方案的、侧重支付功能的两大加密数字货币作比较。

闪电网络的工作原理

闪电网络是一个复杂的二级系统,它已经经历了多年的发展,想要在本文中详尽地介绍所需要的篇幅过长,并不现实。

我们要做的是提供简单的阐述:闪电网络是一个链下服务方案,它不发送任何货币,而是在第二层级中进行账本的变更并随后在第一层级中完成结算,从而避免数千次的、实际的资金转移。

通过将资金发送到由多方掌管密钥的多重签名地址,闪电网络构建起一个支付渠道。

收付双方之间的交易在链下完成,无论这个交易渠道关闭时的余额是多少,这些余额都会被如数发回用户的钱包。这就是双向支付渠道的工作原理。

闪电网络是一个典型的双向支付渠道网络。

通过这个网络,用户可以与自己的承包商进行定期支付或每月结算。举个例子,假设你需要购买咖啡,但却不想为了支付咖啡店而开通新的支付渠道,而你的承包商又已经拥有了用于每日购买咖啡的支付渠道,那他就可以联通你与咖啡店之间的支付渠道了。

更进一步地说,如果你与另一位承包商合作,而他也常常需要支付那家咖啡店的开支,那你的支付就可以在第一位承包商、咖啡店和第二位承包商之间联通了。这个支付网络的规模越大,那么你进行链下支付所能联通的人就越多。

在关闭这个支付渠道之前,相关资金实际上并没有在区块链上转移,它们只是像链上交易一样在网络上广而告之而已。

接下来,我们将了解有关闪电网络的工作原理的更多资讯。

闪电网络的痛点风险缺陷问题

虽然闪电网络这个链下扩容方案独具创意,但它也因为固有的缺陷而遭到了批判(Ryan X Charles就曾经撰文完整地阐释闪电网络的缺陷)。

首先,用户必须支付费用才能开通一个支付渠道(类似于账户)。并且,由于在链下交易之前必须完成对多重签名地址的链上交易,因此用户在使用交易渠道之前还要等上一段时间。再者,在没有连接到最终收款方的情况下,支付路径有可能会出现问题。而如果其它人的连接情况不佳,支付就会失败。

使用闪电网络所面临的最大的一个问题是,用户的资金可能会被闪电网络的节点窃取。虽然这个风险并不是很大,并且已经有了一系列防范措施,哪怕是闪电网络的忠实粉丝(如前比特币核心成员Peter Todd)也曾公开提醒这种风险的存在。

1月19日 elizabeth [email protected]

回复@peterktodd @coincenter

不,这样的说法并不能证明存在盗窃风险的论点是不成立的。闪电网络并不符合法定托管关系的定义。或许,他们应该稍微调整一下,使它在技术上更加精准。@valkenburgh

Peter [email protected]

欢迎他们选择不同的论证。就算如此,事实依然是——闪电网络的节点可以窃取用户资金,虽然在大多数情况下这样的盗窃行为会失败并招致代价高昂的惩罚。

1月19日 12:49

另一个更大的风险是,闪电网络的钱包必须总是保持在线,以便接收资金。在用户脱机的情况下,支付可能就会出现问题,而一旦闪电网络的节点下线,那就会造成灾难性的后果。

Alex [email protected]

闪电网络宣称,用户对存储在闪电网络的资金拥有绝对的控制权。

事实并非如此。如果闪电网络的节点下线了,那用户就会失去对个人资金的控制权。

这是非常可怕的。尤其在用户考虑到通过修改代码,“几天”可以轻易地被改成“几年”的情况下。

2018年1月18日 10:15

扩大闪电网络的应用范围会带来技术领域的、真真切切的噩梦。目前,对于链上交易来说,扩容方面的变化并不会影响到商家的软件及硬件安装。而作为一种与区块链链上交易全然不同的支付渠道,闪电网络的应用意味着要进行大规模的基础设施变更才能运行整个生态系统。最后,由于上文中提到的支付路径问题,连接到大型的联结中心成为了更好地使用比特币的必然选择,这就意味着集权化或管理集中的风险——几个连接情况良好的机构集中管理着比特币网络的绝大部分交易。回溯历史,避免集权化和集中管理正是创造加密数字货币的初衷。

闪电网络对比

为了客观地评价闪电网络的效用,重要的是不要参考它对比特币(或者莱特币)的贡献,而是将它与进行链上扩容的强大对手(如比特币现金和达世币)作对比,观摩它们之间的正面交锋。接下来我们将进行这样的对比。

闪电网交易速度

在交易速度方面,闪电网络几乎可以立即公告交易资讯,但要在区块链上完成准确而安全的交易确认却需要用户关闭支付渠道,在这期间,用户要等上几天、几周甚至几个月。相比之下,比特币现金不仅可以立即公告交易资讯,还可以在10到20分钟之内完成链上交易确认。

达世币就更棒了,它不仅可以立即公告交易资讯,而且还可以在2.5分钟的时间里完成常规的链上交易确认。

在使用即时发送功能的情况下,这个时间甚至可以缩减到1.3秒。就交易费用而言,闪电网络的交易成本可能微乎其微,但它在渠道开通之初收取的几笔费用却不小。比特币现金目前的平均交易成本约为0.84美分,而达世币的平均交易成本仅为0.24美分。哪怕使用即时发送功能,达世币的平均交易成本也不过才6.25美分。

闪电网络的最大缺点是它不能随意支付身处任何地方的任何人。相反,由于支付路径缺乏所需的联结点,用户之间的交易并不总是能顺利完成的。这个问题在交易网络建立的初期尤为突出。相比之下,比特币现金和达世币却可以随时随地向任何持有钱包的人支付,哪怕他们的钱包已经下线了。

闪电网络安全性能

在安全方面,闪电网络存在的最大问题是用户并不直接控制个人资金或网络的流动性。

一个交易渠道上的资金都存在某个多重签名地址中,这些资金被用户真正获取之前还要返还区块链并进行结算。不管是比特币现金还是达世币都不存在闪电网络这样的问题。用户的资金就存在他们的钱包里,他们总是保持着对钱包私钥的绝对控制。

除了上述安全隐患之外,闪电网络要求用户保持在线的操作还会增加他们失窃的风险。

虽然已经采取了一定的防范措施,但闪电网络并不能杜绝节点行窃的可能性。在这一点上,比特币现金和达世币都支持用户在不必要的时候选择下线,并且它们的节点也不具备窃取资金的能力。再者,如果闪电网络的用户想要将资金进行冷存储以便提高安全性,他们就必须在交易资讯发送到区块链上之前等上几个小时、几天甚或几周(具体的耗时情况取决于网络的拥堵情况)。相比之下,比特币现金的冷存储资金的交易确认时间只需10到20分钟。

在余额具备此前五次链上交易确认的情况下,达世币的冷存储资金交易确认时间更是低至1.3秒;

如果不具备此前的五次链上交易确认,它的冷存储资金交易确认时间也不过才2.5分钟。

闪电网络节点基础设施

要想使用闪电网络,用户必须要先通过链上交易开通一个交易渠道。

这意味着用户需要缴纳高额费用并承担长时间延误的风险,而这些只不过是开通服务时会面临的问题。相比之下,比特币现金和达世币的各款钱包都是免费的,用户可以立即开始收发资金。除此之外,闪电网络还要求进行商家资源整合。这一要求预示着很大的工作量,因为每个参与其中的商家或网络都需要开通支付渠道才能接收比特币或莱特币。在开通支付渠道的过程中,商家或网络需要承担额外的安装成本,并应付一系列难题。

而达世币或比特币现金只要求用户在新系统上完成安装,而不必借助额外的集成来完成扩容。虽然达世币也要求用户采取额外步骤来接受即时发送功能,但相关变动很小,即使用户不采取这样的额外步骤,他们也能有效地应用达世币。最后要提到的一点是,闪电网络不具备扩大规模所需的、在经济上自给自足的能力。

它的节点和联结中心必须由第三方创建,并通过交易路径的运营来盈利。

在这种情况下,大型企业就可以建立并有效地维持对比特币大部分交易能力的控制。与闪电网络不同的是,比特币现金通过工作量证明来激励矿工。不过,由于主节点不具备奖励机制,比特币现金的节点同样存在被大型企业集中管理或垄断的可能。与闪电网络或比特币现金相比,达世币尤为出众,其原因就在于它的主节点奖励机制可以促进基础设施建设。这个机制还意味着达世币不需要依赖第三方机构或捐助来确保网络的长期发展和规模扩大。

闪电网络结论

闪电网络提供了一种新奇有趣的交易方式,它借助第二层级的节点来帮助加密数字货币以线下扩容的方式突破了基础设施的限制。

然而,与其它采用链上扩容的加密数字货币相比,闪电网络的用户体验和功能却稍逊一筹。

要想成为支付领域的利器,闪电网络可以选择赶在其它竞争对手之前提供友好的用户体验,或者减少链下交易的数额来保证链上交易依然快捷且成本低廉,又或者在竞争对手遭遇阻碍时继续进行扩容。

由于各种加密数字货币已经已经相当普及了,因此,鲜少有商家只接受比特币支付,据此,有人认为上述的第一个选项不具备可行性。在考虑到比特币在全球范围内的应用程度相对较低且应用闪电网络的技术难度相对较大的情况下,这种假设成立的可能就更小了。考虑到闪电网络满足的是大众市场所需的链上交易能力,第二个备选方案的可行性也不高。第三个维持比特币的行业主导地位的备选方案比前两者高稍微靠谱点,它既不强调简单地扩大区块规模,也不通过专用硬件来奖励节点。

基于上述,闪电网络貌似在用户体验上远远落后于比特币现金,甚至也落后于达世币。即使闪电网络有可取之处,但单凭它的力量不太可能拯救比特币。


翻 译: 达世币中国团队
作 者: Joël Valenzuela

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来评论吐槽 1

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  1. #1

    无论什么样的技术都必须围绕数字货币的初衷!

    知行合一1年前 (2018-09-05)回复

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