比特币如何通过闪电网络获得可扩展性?

2021-10-13 16:4682972

来源: FTFTX

比特币如何通过闪电网络获得可扩展性?

闪电网络是比特币区块链的链下解决方案。这是一个“Layer2解决方案”。使用此类技术,可以将区块链的操作外包并在外部系统中处理。对于扩展区块链,此类技术是最著名和最佳的解决方案之一。

虽然比特币区块链每秒可以处理大约7笔交易,但使用闪电网络在一个通道内每秒可以处理多达1,000,000笔交易。这些交易几乎可以实时转移,而且几乎不需要任何费用,在某些情况下甚至根本不需要费用。

因此,闪电网络也是支付微交易或定期支付特定服务的理想选择。这些过程快速、廉价、安全且匿名。国际金融交易也通过闪电网络进行。在这里,参与者还受益于速度和低交易费用。这可以在几秒钟内实现,即使是通过真实货币的兑换。

闪电网络的重点是什么?

在区块链之外,可扩展性不是问题,而且在区块链之外实现可扩展性也比比特币等多个区块链更快。同时,比特币区块链可以保持最大程度的安全。所需的低速和高处理能力可确保最大限度地保护比特币及其相关交易。闪电网络等独特的解决方案利用了比特币区块链的安全性并整合了它们的功能,例如更高的交易传输速度。

比特币闪电网络于2015年正式亮相,自2018年起在比特币主网上线。2017年1月10日公开alpha版。自正式推出以来,闪电网络一直在壮大,越来越多的用户使用使用闪电快速处理他们的交易。早在2017年,比特币区块链就达到了极限,因为并非所有交易都可以在必要的时间内处理。

这种情况威胁到整个区块链,因为在这种情况下它不能用作全球货币。闪电网络(LN)是一种可用于解决此类问题的工具。简而言之,闪电网络允许发送交易,而无需支付任何费用,从而加重区块链负担。交易发生在中间层,减轻了区块链的负担,同时提供了巨大的交易速度。

比特币如何通过闪电网络获得可扩展性?

什么是比特币闪电网络?

闪电网络是在区块链(主要是比特币)上运行的“Layer 2”支付协议。它实现了参与节点之间的即时交易,并被开发为比特币可扩展性问题的解决方案。双方可以使用闪电快速且廉价地进行交易。然而,点对点技术允许更多参与者的整合,每个参与者都可以相互交换比特币。

闪电网络可以处理比特币区块链上的交易,而无需耗能挖矿。为此,使用链下技术几乎是必不可少的。闪电网络本质上是比特币的另一个支付网络。闪电网络也非常适合发送较小的交易,因为费用远低于传统区块链。

闪电网络中的更多匿名性

此外,在使用它时还具有全面的匿名性。闪电网络是高度安全的。与此同时,比特币区块链的安全性保持最高。闪电网络提供匿名。例如,这里没有交易历史。当然,每个用户都可以自己创造这样的历史,但网络本身没有人。任何不属于渠道的人都无法跟踪支付交易。因此匿名性非常高。

交易在比特币区块链中使用Satoshi(SAT)进行处理。一个SAT 对应于比特币的100,000,000部分。由于比特币的价值不断增加,未来进一步划分SAT可能是有意义的。这在比特币区块链中几乎不可行,因为划分过于复杂。然而,在闪电网络中,这很容易实现,因为闪电网络更加灵活。

闪电网络的工作原理

简单来说,为了使用闪电网络更快地处理交易,用户将交易发送到闪电网络而不是区块链。为此,需要一个闪电钱包。通过将交易从传统钱包发送到闪电网络钱包,可以在闪电网络中使用该交易。将闪电网络钱包连接到闪电网络中的一个节点后,会打开一个通向闪电网络的通道,并在两个参与者之间打开一个支付通道。

最初,此支付渠道中的交易不是比特币区块链的一部分。用户可以在支付渠道内,但在闪电网络内执行速度较慢的比特币区块链中未实施的任何交易。只有在所有交易结束时,用户才能将他们的比特币从闪电网络钱包转移回他们的比特币钱包,从而返回到比特币区块链。这很快就清楚地表明,闪电网络对于对于在合作伙伴之间同时执行的多个交易特别有用。

当然,实际的比特币仍然存在:在比特币区块链中。通过使用闪电网络,区块链将使用过的比特币锁定以供进一步使用,并且只有等值的比特币在闪电网络中进行交易。交易完成后,闪电网络会将计数器值与区块链中的实际比特币进行抵消。

支付渠道允许参与者转移资金,而无需在区块链上发布所有交易。打开频道时,参与者必须指定一个金额。CheckSequenceVerify和CheckLockTimeVerify等基于时间的脚本扩展监控交易。在比特币区块链的广泛渠道网络中,至少有一个区块链渠道是开放的,因此可以在该网络中创建几乎无限数量的交易。这使得发送更重要的交易变得更容易,加快了运行速度,同时如果商业伙伴定期在比特币区块链上进行交易,这也是一种理想的方法。

更快更便宜的交易

可扩展性是闪电网络的第一个关键动力,因为网络的交易率当然提供了改进的空间。虽然Visa公司每秒可以处理数万笔交易,但比特币的网络每秒只能处理不到10笔。

开发闪电网络的另一个动机是比特币区块链的“区块确认时间”是10分钟。这意味着确认交易需要10分钟。这对于支付交易来说并不理想。此外,费用可能相当高。另一方面,闪电网络可以以每秒数千到数百万的速度实现近乎即时的交易,费用仅为几分之一(甚至免费)。

在闪电网络上,可以在几分之一秒内处理交易。因此,它的使用有助于执行广泛和全面的交易,并且对于必须快速进行交易的业务领域很有趣。交易的参与者只需等待几秒钟或更短的时间,而不是10分钟。

比特币闪电交易如何运作?

该网络基于前面提到的支付渠道。当双方在区块链上进行2进2多重签名交易,至少有一方为2进2的分类账发布提供资金时,就会创建一个两方支付渠道。

每一方都有一个私钥。只有在两个密钥都得到确认的情况下,才能从分类帐条目中进行支出。打开通道的第一笔交易需要 10分钟(或任何标准的出块时间)。之后,参与者可以使用通道中分配的比特币立即相互交易。这些即时交易是通过来回传递已签名的交易来执行的,从2进2分类帐中过帐费用。

每笔交易在传输到网络并由网络节点记录在区块链中时都是有效的。在参与者希望关闭通道之前,这些签名的交易不会在支付通道中传输。已签名但未传输的交易通过直接的点对点通信进行交换,并由参与者持有作为可赎回的收据。

比特币区块链捆绑交易并在区块中执行它们以进行处理。这与闪电网络不同。这会立即完成每笔交易。交易可以跨多个节点运行。

闪电网络中多个参与者之间的通道的实际示例。

为了使用闪电网络,两名参与者Alice和Bob在区块链上创建了一笔价值20美元的初始交易,每一方都有10美元的价值。其基础是闪电网络上的新支付渠道。第一笔交易是打开通道,并定义应该和可以在支付通道上交易的比特币。比特币区块链锁定这些比特币。

比特币区块链中的交易具有多重签名。这两个参与者拥有已发生交易的密钥。作为比特币区块链中初始交易的一部分,每个参与者都可以将比特币数量发送给他们为通道定义和拥有的其他合作伙伴。

此初始分配可以更新,以便Alice获得20美元总价值中的5美元,而Bob获得15美元。这些交易现在首先在支付渠道中进行。这意味着这些过程比比特币区块链更快、更便宜。在这个例子中,Alice和Bob想要用闪电网络交易的比特币被比特币区块链中的第一笔交易锁定。交易数量没有限制。

这些操作发生在区块链之外,在闪电网络内部。当参与者完成他们的交易时,最后交换的交易签名被发送到网络,完成通道中代币的移动——一些到另一方,(如果有的话)返回到另一方。只有完成的最终交易在比特币区块链中可见。所有其他交易都保留在区块链上。通道的两个参与者可以根据需要将总和来回发送到锁定的区块链。所有操作都保留在闪电网络中。

比特币如何通过闪电网络获得可扩展性?

在闪电网络中也可以有两个以上的参与方进行交易

这很快就清楚地表明,比特币网络是如何减轻负担的。Alice 和Bob之间的所有交易都不是由比特币处理的,而是在闪电网络中处理的。这在比特币区块链中节省了大量资源,例如可用于其他交易。与此同时,参与者可以从更快的交易处理中获益,特别是当不仅要通过一项交易,而是要通过多项交易时。

闪电网络采用支付通道背后的技术,创建了一个网络,使用智能合约来确保网络独立运行,没有交易对手风险。例如,Alice可以与Bob打开一个通道,Bob与Carol有一个通道,而Carol与Dave有一个通道。如果Alice想和Bob做生意,她可以通过Bob和Carol发送代币,Dave最终会收到它们。但是由于闪电网络设计中固有的多重签名和智能合约,Alice不必信任Bob和Carol作为中间人——该协议使用密码学来确保代币要么通过Bob和Carol到达Dave,要么自动返回给Alice 。

因此,通过使区块链外的交易快速可操作来创建共享网状网络。不需要直接连接到另一个参与者想要与之交易的通道中的参与者。如果每个参与者与另一个参与者有一个渠道就足够了,并且可以通过不同的渠道建立关系。这些交易由单个比特币覆盖,而比特币又存在于通道之间。

因此,通过点对点网络,可以在参与者之间发送比特币。这样做时,只有同样相互连接的通道中的两个参与者才能直接相互执行交易。例如,如果Alice与Bob有一个频道,而Bob与Mike有一个频道,则Alice可以与Mike进行交易。但是,Alice先与Bob进行交易,然后Bob与Mike进行交易,以执行Alice和Mike之间的交易。

在这里,只能发送最大数量的比特币,该数量在一个通道中的两个参与者之间也是可用的。在这个例子中,如果Alice想给Mike发送一个比特币,但是Bob和Mike之间只有半个比特币的连接,Alice也只能发送那半个比特币,不管她在与Bob的频道中锚定了多少比特币。

当支付渠道关闭时,比特币被写入区块链,而闪电网络钱包又将比特币转回各自的钱包。

闪电网络的缺点和问题

要使用闪电网络,用户需要比特币钱包和闪电网络钱包。同时,这些钱包必须连接起来,以便钱包和闪电网络钱包之间可以进行交易。

该网络不能与传统钱包一起使用,而只能与兼容钱包一起使用。当然,这并不能让用户更容易使用比特币。最重要的是,正在努力开辟新的支付渠道。不幸的是,这仍然没有以非常用户友好的方式解决。

要使闪电网络正常工作,闪电网络节点必须永久在线。关闭通道需要一些时间,以便可以及时通知两个参与者。为避免欺诈,必须与网络建立永久连接。

闪电网络中的流动性只有在路径内所有连接的节点也具有足够的流动性时才有效。随着越来越多的参与者加入网络,这个问题随着时间的推移而得到了解决。然而,这并没有改变闪电网络是比特币的巨大优势和区块链明显扩展问题的解决方案的事实。

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