AITD小课堂第二十课：闪电网络

比特币的交易网络最为人诟病的一点就是交易性能：全网每秒7笔的交易速度（远远低于传统线上交易的速度）并且，还需要等待 6 个块的可信确认，所以0导致约 1 个小时的最终确认时间。

比特币的区块链机制自身提供了很好的可信保障，但是很慢；另一方面考虑，对于大量的小额交易来说，是否真实需要这么高的可信性？

于是，比特币社区提出一种设想：可不可以通过扩容（扩展比特币区块容量）这种方式，来提升比特币处理交易的速度？

答案是扩容。而扩容又分成链上扩容和链下扩容。但是链上扩容意味着要直接在比特币区块链系统上动手术，去修改比特币区块链系统的基础规则、区块大小、共识机制等等，这样做很麻烦，还被扣上了“违背比特币初衷”的罪名；

而链下扩容则不需要修改比特币区块链系统的代码就能够提升交易速度。采用链下扩容，我们的交易都在链下处理，根本不需要对比特币区块链系统做什么大的改动，因为我们压根儿就不走它的路。

很多人觉得链下扩容的方式不错，能够原汁原味地保留比特币系统的“原始基因”。那么我们今天所说的“闪电网络”，便属于链下扩容。

先来举一个通俗的例子，方便大家对“闪电网络”的基本原理有一个认知：假设我们现在正在打扑克，输赢的支付方式是比特币。正常情况是每打完一局，输的一方要给赢的一方转账一定的比特币。但这样是非常不划算的一件事情，因为每次都要支付矿工高昂的手续费，再加上比特币网络处理交易的速度太慢，每打完一局都要等好久，这种体验实在是太差了。

现在我们换一种方式，我们准备一个账本，账本上记录着我们的输赢情况，我们规定每打完几局之后再统一算账，看看谁赢了多少，谁输了多少，谁应该向谁支付多少比特币。这样一来，我们只需要支付一次矿工手续费就可以了，也不用每一局都要停下来等待系统处理交易，这样的体验就好多了。

这种统一结算的方式，就跟闪电网络的思想有些类似了。闪电网络的原理，我们可以理解为：不是每做一次交易就要走一次区块链网络，而是经过了好几次交易之后，才走一次区块链网络。这样一来，就能够极大提升交易速度，实现闪电般的处理速度。

不过，这里问题又来了，我们和熟人打扑克，因为我们是互相信任的，所以指定一个人记账就好了，谁都不会赖账。但是在区块链的世界里，我们如何保障两个陌生人之间能够达成信任完成交易呢？

闪电网络通过引入“支付通道”的手段来解决以上问题。支付通道相当于在比特币系统的主网之外又构建了一个点对点的网络，只不过在这个点对点的网络上交易几乎不需要手续费，因为不需要占用区块内存，也不需要共识机制来记账。

支付通道本质上是一个智能合约，通过代码来进行管理。闪电网络之所以能够实现“链下扩容”，支付通道这个智能合约发挥了主要作用。

通过“支付通道”，我们可以进行多次的交易，只有我们多次交易之后想要关闭通道的时候，才会跟区块链系统发生接触，我们在链外交易的最终结果才会被记录在区块链上。

如果两个人之间频繁地进行交易，那么它们可以保持支付通道一直是打开的。支付通道打开的状态下，两个人之间的交易只是承诺所有权的转让而已，并不涉及到链上记录，所以速度非常快。

当两个人决定暂时停止交易进行结算时，他们便将支付通道关闭，把里面的钱拿走，这时交易信息才会被记录在区块链上。

这就是“闪电网络”的支付通道运作方式，通过这样的支付通道，人们可以在链下进行大量的交易，而不占用区块容量，这样一来交易速度就大大提升了。

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