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谈谈沉寂已久的闪电网络_btcv-繁华资讯

作者:_btcv-繁华资讯来源:_btcv-繁华资讯 货币新闻 2020年09月03日

摘要:闪电网是比特币链下的支付协议,其目标是解决比特币的可扩展性问题。虽然Lightning Network仍处于发展的初级阶段,但Lightning Network作为一种比特币支付网络,采用了链外支付和“净抵消”的概念,有助于提高比特币交易的效率,降低交易成本,并在一定程度上强化比特币作为交易媒介的属性。这

闪电网是比特币链下的支付协议,目标是解决比特币的可扩展性问题。虽然闪电网仍处于早期发展阶段,但比特币支付网络闪电网使用了有助于提高比特币交易效率,降低交易成本,一定程度上加强了比特币作为交易媒介的属性的离线支付和“净抵消”概念。

本文将分为三个部分。第一部分介绍了雷电网的市场现状,第二部分分析了雷电网的最新技术应用,第三部分讨论了雷电网的未来发展和瓶颈。

闪电网络的近期落地概况

节点、通道数量及BTC乘载量

自2020年以来,BTC雷电网的节点数、承载能力和通道数较2019年略有增加。根据比特币视频的数据,目前闪电网络节点的数量为6069个。2020年节点数量持续增长,自2020年1月以来,节点数量增长了23%。自2020年以来,闪电网络频道的数量变化不大,截至2020年8月23日,已经增长了6%。目前,频道数量为33,174个。BTC的承载能力从2020年1月的853.98增加到2020年8月23日的1023.17,增长20%。

聊聊沉寂已久的闪电网络

图1:闪电网络通道数(左)和闪电网络节点数(右)之间的关系

值得注意的是,在过去,比特币的价格和承载能力之间存在着很强的负相关关系。当比特币价格处于低位时,投资者的比特币被困在二级市场,无法变现,闪电网络渠道成为投资者的比特币存管机构;当比特币价格上涨时,投资者会选择在二级市场实现比特币,而比特币在闪电网络中的承载能力会下降。但是下图显示了2020年开始,闪电网络比特币承载量与比特币币价关系脱锚,无论币价上涨下跌,闪电网络中比特币承载量均稳定上涨。

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图2:比特币美元价格(左)和BTC承载能力(右)之间的关系

应用

闪电网络应用仍处于早期开发阶段,但其即时性和低手续费吸引了支持闪电支付的应用,包括钱包、游戏、购物、加密资产交换、餐饮、即时通讯等。据闪电网商店统计,目前有387家商户支持闪电网支付,自2020年以来增长了17%。市场上有30个支持闪电在线支付的加密钱包。例如,7月初,传统加密钱包Electrum宣布其新版本支持闪电网络、了望塔和潜在交易所。

聊聊沉寂已久的闪电网络

图3:支持闪电网支付的商户数量增长图

闪电网络技术开发

目前,闪电网被认为是比特币链下的一个分散且无牌照的支付网络,它有三个主要功能:第一,提升比特币网络扩展性。闪电网设计了RSMC和HTLC机制,提供了在该链下进行点对点小额交易的能力,这不仅缓解了比特币链的压力,还为用户提供了便捷的支付方式。第二,降低交易时间和资金成本。在闪电网点对点交易模式下,双方只有签署双方认可的交易协议才能提交交易,这可以在双方在线时实时实现。频道的持续时间没有限制。用户可以在渠道中反复交易,交易结束后,向主链广播资金分配情况,确认资金分配。闪电网的路由费非常低,大约是主链交易费的1%-20%。第三,扩大比特币生态。比特币生态没有像以太网那样发展出分散的应用生态,其应用场景总是局限于支付和价值存储。闪电网络可以提供更多样的应用场景,为扩展比特币生态创造一个良性循环。

去年,开发者社区实施了闪电网络的许多扩展技术和相关服务,以解决应用难题,包括了望塔、潜在交换、原子多路支付和中微子协议。这不仅解决了数据隐私问题,而且提高了可用性。2020年,闪电网在技术和应用上取得了三大进步:节点身份验证、数据传输网络比特币衍生品,为上层应用的发展奠定了基础。

节点身份验证

提高闪电网支付稳定性的一个重要因素是节点身份认证。当一个节点创建一个支付渠道时,用户可以看到该节点过去的相关信息,这与现实世界中该节点的身份完全脱钩,并且该节点不需要信任第三方来管理这些身份。在传统平台下,用户在网上支付或访问网站时,往往需要提交电子邮件地址、信用卡信息、账户密码等个人数据,这相当于被迫承担数据泄露的风险。闪电网上的身份具有自主性,可以随意进出。开发者可以在平台上开发营利性工具和应用,而无需提供个人信息。

目前,闪电网中节点身份认证有两种方式。首先,公开信誉分数。闪电网络根据各种公共变量(节点运行时间、处理费用、信道资格、信道质量等)计算路由节点的信誉得分。)。闪电网络的用户可以使用该分数来参考和分配他们的流动性,以获得最大利润。第二,闪电网络认证协议(LSAT)。LSAT是闪电实验室引入的一种身份认证协议,具有在线身份和支付收据功能。这些收据被称为杏仁饼,这是美国石油学会的凭证标准。当用户试图访问需要付费的资源时,LSAT通过超文本传输协议提供服务,并提供闪电网络收据。用户无需输入用户名和密码即可通过闪电网支付收据后享受服务。同时,收据经过加密和验证,因此服务企业或平台不会知道付款人的真实身份,这可以为最终用户提供更多的隐私。

LSAT相对于传统的HTTP认证有几个优点:首先,良好的灵活性。除了建立具有截止日期的访问权限之外,用户还可以通过测量支付来购买服务。用户也可以拆分自己的LSAT进行销售,或者授权其他节点使用它。LSAT是一种介于订阅系统和一次性支付系统之间的定价模式,更灵活、更合理。第二,永续性。如果HTTP网络使用LSAT作为用户登录的API接口,用户可以通过闪电网进行支付,并使用LSAT作为支付凭证在网络上购物,如购买电子书内容或视频。用户不需要在本地下载或再次购买,只需在将来登录服务器并再次检索即可。服务器可以通过LSAT知道用户的持久登录权限,也可以知道产品是否被转移到其他节点使用。LSAT将成为服务提供商的重要基础设施,并将对传统互联网服务的定价模式和支付逻辑进行创新性变革。同时,LSAT可能对现有的数据服务所有权分割的支付方式产生长期影响,这些资金流将通过闪电网络实现,这有利于闪电网络生态的扩展。

数据传输

闪电网的路由结构有三个特点:第一,闪电网使用洋葱路由来保护交易数据传输过程中双方的隐私不受监控。洋葱路由的基本逻辑是使用多个节点发送消息,并确保每个节点只能获得本地信息,而不能通过密码学获得全局信息。其次,闪电网络有由节点组成的路由环路,可以进行支付和数据传输。第三,闪电网的版本将在2020年更新。闪电网络允许用户将一定数量的数据附加到支付中,并且可以利用Keysend进行支付。该节点无需为每笔交易生成发票即可完成付款。基于以上三点,我们可以发现闪电网不仅可以进行高频小额比特币支付,而且还有发展数据网络的潜力。目前,闪电网的数据传输技术还处于初级阶段,开发者对用户发送内容的大小和形式都有限制。以Sphinx.chat为例,用户只能上传不超过30MB的文本或多媒体内容。

传统的加密消息传输是通过一个集中的组织对双方的消息进行加密,除了第三方组织的可信度外,还有单点失败的风险。作为数据传输平台,闪电网有三大优势:第一,隐私性。闪电网络通过隐藏传输信息(路由路径长度或节点身份等)来保护网络免受中继节点的相关攻击。)。第二,去中心化。闪电网络信息通过数千个节点传输。用户可以通过与接收者建立直接渠道来发送消息,而无需任何中介机构。第三,闪电网络具有激励机制。很大一部分激励机制是生态维护的关键。闪电网节点默认中继节点可以向用户收取费用以维持生态扩张。

闪电网络上的通信应用逐渐登陆,如Whatsat、Sphinx。聊天,震惊钱包和神像。电报或Whatsapp,一个传统的集中机构,已经证明了从通信市场向微支付市场发展的可行性,并利用通信软件的社会网络建立了货币网络效应。闪电网络试图利用比特币的全球普遍性,开发一个开放、可互操作和隐私的通信数据层。

比特币衍生品

DeFi产品和协议是通过未经许可将金融互动规则写入区块链来实现的。因此,几乎所有当前的DeFi项目都是在以太网上通过使用智能合同功能开发的。虽然比特币是加密市场中流动性最强的加密货币,但其主链不支持智能合同,因此比特币的金融衍生功能始终难以拓展其生态。目前,比特币实现分散金融有三种方式:一是利用分散交易所的链托管和跨链原子交换功能,提供分散金融服务。其次,使用侧链向两个方向发行令牌和锚定比特币。第三,由比特币骨干构建的中间层渠道,如闪电网。闪电网络的许多开发团队正试图创建与实物资产相关的比特币衍生品。将比特币衍生品放到闪电网络上的方法是由麻省理工学院数字现金计划提出的离散对数合约(DLC)。DLC是一种将外部信息引入比特币网络的方法,可以将类似智能合同的功能与闪电网络结合起来。实现DLC有三个步骤:首先,交易双方就下注的内容达成一致,并将下注的资金抵押到支付渠道,资金由两方中的两方签字锁定。然后,双方在该链下发起交易,并由另一方签字,表明双方获得下注金额的条件,并由预测机确定这些条件是否有效。最后,预测机器广播结果,合格的交易方可以完成签名并取回资金以关闭通道。

然而,目前DLC 有几个好处:第一,灵活性高。利用 DLC 和闪电网络可以让这些金融衍生品合约和预测市场能够基于比特币创建。第二,DLC 利用 Schnorr 签名隐藏预言机的合约细节,确保预言机无法更改合约的输出,且能够保证用户隐私。第三,可扩展性强,大部分的交易数据不必存储在比特币主链上。实施DLC与闪电网结合存在诸多缺陷,主要关键在于预测机的可信度。预测机器涉及现实世界信息和区块链之间的联系。如果外部信息以未经审查的方式进入,就会出现真实数据不可信的问题。然而,如果预测机器委托给第三方,抵制审查的能力是有限的。此外,闪电网还没有通过严格的安全测试,也不知道该频道的安全程度能否承载大量资金。

闪电网络应用发展及瓶颈

应用发展

自2020年以来,随着雷电网络中节点和信道数量的增加,在支持雷电网络应用方面取得了很大进展。比特币交易所Bitfinex宣布将支持闪电网上的存款和取款业务,几个闪电网钱包和商家之间的合作也取得了进展。

在闪电网的传统支付功能上,高效支付和低手续费的特点为用户提供了更加友好的比特币购物体验。许多在线商家开始支持闪电在线支付,如比特币充值、Paid.co和硬币商城。此外,传统电子商务公司开始支持基于闪电网络的电子商务平台,如纳米、亚马逊、星巴克等。在闪电在线游戏中,Donnerlab发布了一款在线射击游戏,玩家可以通过丢东西、杀死其他玩家、获得奖励和其他任务来收集比特币。游戏的后端完全运行在闪电网络上,游戏非常有趣。未来,闪电网络有潜力成为游戏运营的平台,并利用比特币作为激励工具来发展整个游戏生态。此外,闪电网上还有很多其他的应用,如小费支付、广告,甚至还有一些嵌入式硬件的实验。

瓶颈

虽然雷电网络的应用在不断进步,但仍然有三个瓶颈没有被克服。

节点与资金集中

由于闪电网中交换信道成本的设计,用户多开通一个信道会有额外的交换信道成本,而且每个节点的服务是高度同质的,区别主要在于连接其他节点的数量。因此,在用户倾向找一个较多连接其他节点的节点,不仅交易更容易成功,而且要支付的渠道费也更低。从经济角度来看,集中式超级节点是用户的理想选择。但据统计,在级节点也导致资金集中的问题以外,闪电网2018年至2019年的资金分配并不均衡。10%的节点持有80%的资金,而50%的节点持有99%的资金。集中式节点还可以缩短路由路径,这可以提高交易效率,但也会导致隐私和单点故障。

网络安全及稳定性

闪电网络节点之间的支付路径由多个支付通道首尾相连串联而成,有条件支付通过哈希时间锁定合同(HTLC)进行。HTLC允许参与者通过不可信的中间节点进行支付,以确保他们不会窃取资金。如果中间节点试图窃取资金,另一方可以在有限的时间内向区块链广播该交易以请求资金。

攻击者可以通过创建源节点和目标节点(交易双方)从中间节点窃取资金。假设鲍勃建立了两个节点从中间节点窃取卡罗尔的资金,鲍勃将向卡罗尔提供原始图像R以获得卡罗尔的资金。此外,当卡罗尔向鲍勃建立的源节点提供R并试图获得资金时,鲍勃将直接关闭渠道拒绝交易,迫使卡罗尔在一定时间内向区块链广播该交易以请求资金。当鲍勃同时攻击多条路径时,大量中间节点将向比特币主链申请资金,区块链将会拥堵。鲍勃可以利用区块链拥堵的情况窃取他在截止日期前没有收到的资金,并完成攻击。希伯来大学工程与计算机科学学院副教授特拉维夫佐哈尔(Aviv Zohar)指出,即使区块中所有可用空间都分配给了受害者拥挤的交易,攻击者也只能通过同时发起85个通道攻击来成功窃取资金。

聊聊沉寂已久的闪电网络

图4:示意图4:HTLC攻击

另外,通过闪电网支付的成功率会随着金额的增加而逐渐下降,平均支付成功率只有50%左右,不稳定。

路由可扩展性

闪电网络实施洋葱路由,以实现高隐私。在洋葱路由下,每个节点只知道前后两个节点的地址,因此不可能恢复整个链或确定收款人的身份,中间方只能在掌握所需信息的基础上进行传输。实际操作中的问题是,不可能知道哪个节点在线,哪个节点可以连接到目的用户。一旦中间节点发送失败,发起事务的用户不仅要重新发送事务,还要重新计算起始节点的速率,导致时间浪费和用户体验下降。随着网络规模的扩大,如何实时更新整个网络中节点的连接信息和可支付数量信息将成为一大挑战,而路径平衡分配的选择将带来可扩展性问题,制约雷电网络的发展。

从技术角度来看,闪电网的设计和实施仍处于相对早期的阶段。c-lightning今年发布的新版本也支持大渠道支付,取消了0.16 BTC的支付上限,为Lightning Network未来的金融应用打下了坚实的基础。未来的技术发展将侧重于支付网络的稳定性、隐私性和可用性,并逐渐发展成为主流的金融行业和企业应用。

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