闪电网络是什么让它快如闪电？

Sean 最近听到了很多关于闪电网络的消息，所以今天我们要谈谈闪电网络。

闪电网络是依附于区块链主链的区块链状态通道，类似于主链的网络缓存，通过智能合约的功能支持参与者跨网络即时支付，同时利用区块链的特性消除托管给第三方带来的资金转移风险。 主要用于即时、高频支付。 它的设计初衷是希望比特币交易能够提高效率，快如闪电。

1. 依赖扩展

在比特币设计之初，每个区块的大小被限制在 1MB，一个 1MB 的比特币区块每秒可以处理大约 7 笔交易。 这个处理速度，以当时比特币的交易量来说，1MB的区块容量就够用了。

然而，自2013年以来，随着比特币价格的上涨，比特币用户数量与日俱增，1MB的区块容量已经无法支持比特币网络快速确认交易，导致比特币网络拥堵。

试想一下，你去便利店买了一桶泡面，泡了泡面，吃完了，还没付钱。 这是一种怎样的体验？ 更离谱的是，当很多人都像你一样付款的时候比特币转出资金要多久到账，你还要支付非常高的手续费。

因为矿工是根据手续费的高低来决定打包支付的优先级的，如果你给的手续费太低，先别说吃了方便面能不能完成支付，等到第二天吃方便面的时候再说吧。方便面。 让我们看看它是否完成了。

2017年底，由于比特币价格大幅上涨，交易量激增。 当时最高手续费达到每笔交易55美元，折合人民币300多元。 也就是说，如果你买了一个8块钱的方便面，为了支付，你还得再付给矿工300块钱。 或许，这碗方便面你吃不下了！

于是，人们开始讨论如何“扩容”比特币。

到目前为止，比特币的扩容大致有两种选择：

一种是链上扩容，相当于开源。

那是什么意思？ 就是直接扩容块，1MB不够就2MB，2MB不够就10MB，随便就够了。 只是这样的扩容方式会给网络的存储和传输带来很大的压力。 块够了，但带宽和硬盘容量不够。

比如有一家银行叫比特币，由于人手有限（区块容量小），每秒只能处理七笔交易，但是这家银行的生意很好，每天有几万笔交易的业务需要办理，而这家银行有规定，每笔业务都要经过柜面操作，导致效率低下。 大家要办理业务通常要等很久。 长此以往，肯定有人会等不及了。 长期以来，比特币银行的业务一直受到影响。

于是，比特币银行开始思考如何提高效率？ 最简单粗暴的办法就是招人（区块扩张），扩大组织规模，1个柜台变成8个，还不够吗？ 也就是32、100。可是招那么多人，办公室不够用。

另一种是链下扩容，相当于节流。

就是为了区分一些交易。 这些交易的交易过程不再直接记录在区块链中，而是以缓存的方式记录下来。 只有交易结果记录在区块链中。 这样，减少了每个块中需要记录的信息量。

或者比特币银行的例子。 柜台办理的业务较多，效率低下。 然后银行引进了ATM机，规定业务2万以下。 小额业务可以自己在ATM机上办理，需要到柜台办理。 业务少了，效率自然会提高。

闪电网络是比特币的链下扩展解决方案之一。 从理论上讲，使用这种技术可以提高比特币的交易速度。

2、技术实现

那么，闪电网络是如何加速交易的呢？

这里需要弄清楚两个关键技术：RSMC（可撤销序列到期合约）和HTLC（哈希时间锁合约）。

▶ RSMC：Revocable Sequence Maturity Contract，序列到期可撤销合约

RSMC，按照专业术语来说，是一种资金池机制。 有点像两个人私底下记账，不能食言，否则会受到惩罚。

比如在比特币银行，张三和李四有一个共享的存折（资金池）。 为方便交易，双方将在本存折中预存100元。 此时，这本存折的最大交易金额为200元。 每发生一笔交易，张三和李四都需要对这200元的分配结果进行联合签名（数字签名和时间戳）进行确认，同时使上次交易后的分配方案作废。

举例如下：

第一笔交易：张三付给李四50元，然后分配结果是张三的50元，李四的150元，然后张三和李四共同在存折上签字确认分配结果。 第二笔交易：李四付给张三20元，分配结果是张三70元，李四130元。 随后张三和李四共同在存折上签字，确认分配结果，同时取消第一笔交易的分配结果。 第三笔交易：张三又付给李四10元，分配结果是张三60元，李四140元。 随后张三和李四共同在存折上签字，确认分配结果，同时取消第一笔交易的分配结果。

之后，如果张三或李四需要提取最终的分配结果，则需要携带双方签字确认的分配结果到柜台登记（进入区块链）。

整个过程中，张三和李四的余额结果只需要在取现的时候录入区块链，既减少了柜台的业务量比特币转出资金要多久到账，也降低了柜台每笔交易的手续费。

需要注意的是，任何交易的分配结果都需要经过交易双方的签名确认才算合法。 提现时需要提供上一笔交易双方的签名，即时间戳最新的交易。

此设置是为了防止其中一方以无效的交易结果提取现金。 比如，张三和李四明明进行了第三笔交易（张三给李四支付了10元），张三却拿着第二次交易的交易结果到柜台要求提现，以便再提取10元。

这时候比特币银行会先把李四的钱打到李四的个人账户上，并发短信提醒他收到的金额是130元，这时李四就会知道张三篡改了提现. 于是，李四将第三笔交易（张三余额为60元，李四余额为140元）双方签名后提交给比特币银行。 剩下的60元罚款给了李四。 这就是闪电网络“先提现后入账”和“作恶罚没”的设计。

▶ HTLC: Hashed Timelock Contract, 哈希时间锁合约

RSMC 解决的是两个人之间或者两个点之间的交易，所以如果有 10 个人，100 个人需要进行交易，不可能每个人都准备 100 张存折与另一个人共享。 于是，HTLC出现了。

HTLC是一种限时转账机制，即转账方先冻结转账的钱，然后提供一个哈希值给收款方。 在一定时间内，收款人可以提供该哈希值对应的哈希值。 匹配价值，从而获得金钱。 如何使用它？

在比特币银行里，张三和李四有一个共同的存折，李四和王舞也有一个共同的存折。 这时，张三需要给王五转账。 转四给王舞，这样张三和王舞就不用再开共享存折了。

张三通过智能合约冻结了要转给王五的1000元，并发送了一个哈希值给王五，张三随后在朋友圈宣布，“谁能给我一个暗码（匹配哈希） value value)"，我会给某人一笔钱。

李四收到了张三的通告，也在朋友圈里宣布，“谁能给我一个码字（和哈希值匹配的值）”，我就给他一笔钱。

这时，王舞把暗字提供给李四后，李四需要转一千块钱给王舞，然后王舞拿着暗字给张三取钱。 从而实现张三和王舞的转移。

在这个过程中，李斯起到了中转站的作用。 当然，在这个过程中，作为中转站的李斯，需要得到一定程度的鼓励，才能让这个过程得以实现。

这个怎么样？ 你明白吗？ 欢迎大家给Sean留言，让我们一起学习区块链！

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