BTC:上線兩年 比特幣閃電網絡為何不盡如人意？

閃電網絡是比特幣的二層擴容方案，由JosephPoon和ThaddeusDryja在2015年提出，并在2016年撰寫了其白皮書。

起源：

閃電網絡的起源可以追溯到比特幣白皮書里的微支付通道。微支付通道是一種單向的閃電網絡，因此支持者們認為閃電網絡起源于中本聰的設計。

隨著比特幣的發展，比特幣網絡的兩大弊病逐漸突顯：確認速度慢?和?礦工費用高。

而閃電網絡的設計目的就是為了解決上述兩個問題。在閃電網絡白皮書發布兩年后，2018年，閃電網絡實驗室成立，正式開始將閃電網絡推向落地。閃電網路實驗室主要由Blockstream公司主導，并獲得了眾多知名機構和投資人的投資，其中包括推特的創始人，JackDorsey.

原理：

比特幣的白皮書闡述了微支付通道的實現，可以讓雙方之間開啟一個單向的支付通道。其主要的流程如下：

鏈上期權協議Opyn上線兩款ETH看跌期權:11月13消息，鏈上期權協議Opyn宣布上線兩款新的ETH看跌期權，其中一款到期日11月27日，行權價為440美元，另一款到期日12月25日，行權價為400美元。[2020/11/13 14:11:38]

創建2-2多簽賬戶，并生成存款交易A；

使用locktime參數，生成Refund交易B；

將交易A廣播至網絡；

下面就是不斷地更新Refund交易C、D、E...，新的Refund交易的locktime為0，因此比Refund交易B擁有更高的優先權；

將Refund交易N廣播至網絡，通道關閉，兌現比特幣。

原生的比特幣網絡不能實現雙向的微支付通道，其主要的原因是交易延展性。交易延展性是指在父交易被簽名之前，可以先簽名子交易的能力。因為交易在完成簽名前其交易哈希尚未確定，而子交易簽名時需要用到父交易的交易哈希，因此這是一個矛盾的需求，在原生的比特幣網絡下無法實現。

tBTC上線兩天后暫停充值 相關細節將隨后公布:5月18日，tBTC項目負責人Matt Luongo在推特上宣布，tBTC協議上線主網兩天后，將在接下去的10天內暫停充值功能。看來tBTC正式誕生的時機還未到來。官方會幫助相關用戶抽出資金，后續將提供具體細節。[2020/5/18]

隔離見證的激活解決了這一問題。

在隔離見證環境下，交易哈希的計算將不包括簽名部分。因此在父交易完成簽名之前，它的交易哈希已經可以確定，進而實現了先簽名子交易、后簽名父交易的需求。

隔離見證的激活給閃電網絡帶來了可能。具體來說，閃電網絡是在隔離見證環境下，利用了?RSMC(revocablesequencematuritycontract)來實現雙向的微支付通道。

多個微支付通道之間可以互相打通，形成網絡。例如AB之間開通了閃電網絡通道，BC之間也開通了閃電網絡通道，當A要給C轉賬時，可以利用B，形成了A->B->C之間的通道。從全局來看這就形成了點對點之間的快速轉賬的通道網絡，因此稱為閃電網絡。

公告 | FORTUNA方圖公鏈測試網絡與web錢包上線，FOTA同步上線兩大新交易所:2018年6月25日，方圖公有鏈測試網絡成功上線，目前支持創建賬戶、轉賬、注冊代理人、投票、區塊與交易查詢等功能。同時，首款web版數字錢包提前發布。此外，方圖代幣FOTA將上線兩大全新交易所，累計上線海外交易所11家。[2018/6/25]

現狀：

閃電網絡主網beta版于2018年3月15日上線。上線兩年多以來，取得了一定的發展，但是總體數據并不理想。

截止2020年11月7日數據，比特幣閃電網絡一共運行著?14,381個節點。一共開通了?35,043個通道，并鎖定了?1,030?枚BTC。

比特幣閃電網絡鎖定BTC數量

BTC在閃電網絡中的總質押量相當于當前總流通量的0.0056%。跟閃電網路獲得的關注和期望相比，這一數據顯得尷尬。可以看出閃電網絡當前在實際使用中并沒有取得成功。

贛州銀行票鏈業務上線兩月規模達1.2億:贛州銀行是國內第一家試水區塊鏈金融的中小銀行，目前贛州銀行的票鏈業務上線僅兩個月，業務規模就達1.2億元，并為94家中小微企業解決了融資難題。“票鏈”是針對中小微企業客戶持有的紙質銀行承兌匯票，提供不限金額、不限期限和快速安全融資服務。[2017/12/26]

缺陷：

閃電網絡在實際使用場景中的遇冷，跟其本身的缺陷密不可分。閃電網絡的缺陷可分為設計缺陷和安全漏洞兩大類。

使用閃電網絡的前提是開通道和質押。因此它不符合偶發的需求。例如路過一家咖啡店，想用比特幣買一杯咖啡。在你當前和該咖啡店之間沒有通道的情況下，閃電網絡就非常不適用。因為如果使用閃電網絡，你即將面臨打開通道、關閉通道兩次操作，而每次通道操作其性質是向比特幣主網絡發送交易，這些都是需要花費手續費的。而不使用閃電網絡的情況下，你只需要花費一次手續費。

另外一點的設計缺陷，是我們之前談到的A->B->C的路由。在這些路由中，最小的一筆通道質押將成為整個路由的瓶頸。例如AB之間通道的質押有10BTC，而BC通道之間的質押只有1BTC。那么通過路由A向C之間最多只能轉移1BTC，而不是10BTC。

這兩點設計缺陷，已經讓閃電網絡在使用場景上大大受限。另外，閃電網絡在實際的運行中，頻曝安全漏洞。

在此之前，研究人員JonaHarris和AvivZohar發表了一篇名為《洪水與掠奪：閃電網絡的系統性攻擊》的論文。該論文闡述了通過同時關閉大量閃電網絡通道，進而造成比特幣網絡擁堵，以至無法關閉通道，來實現的一種攻擊方式。

此外，在2020年6月2日，AntoineRiard和GlebNaumenko發表了另一篇有關閃電網絡漏洞的論文，稱為“時間擴散攻擊”。Naumenko和Riard披露了有關時間擴散攻擊的一個令人恐懼的事實，報告稱“目前有可能通過使節點僅遮蓋2小時就可以竊取所有的通道資金”。

在此問題發生后不久，AntoineRiard又討論了另一種易受攻擊的漏洞，稱為“PIN攻擊”。Riard指出，“當前部署的閃電網絡服務器在場景中并不安全。”?

除此以外，我們應該看到二層解決方案增加了系統的復雜性，從而導致了更多的安全風險。例如，我們無法從協議層面讓閃電網絡可以有效地抵御DDOS攻擊。

結語：

最近比特幣網絡又持續擁堵，使得比特幣對擴容的需求變得更加迫切。然而本被寄予厚望的閃電網絡并未能在此時發揮作用。

早在BCH分叉之前，比特幣社區對隔離見證和閃電網絡就存在大量質疑。期間分成了大區塊擴容方案和閃電網絡擴容方案兩派。如今從數據看來，在擴容方面，除隔離見證給比特幣網絡帶來了60%左右的擴容外，由Blockstream主導的閃電網絡方案幾乎未起到任何作用。

基于以上種種缺陷，閃電網絡并不適用于偶發性需求的交易。而偶發性需求一直都是主要需求，想要全面擴容比特幣，我們唯有期待更加創新的方案。

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