漫談閃電網絡

本文作者: yaning-u2

最近看了閃電網絡的論文和文章,又有了一些更清晰的理解,所以想分享下。主要從技術理解、落地實現、對比特幣的影響、CKB上實現閃電網絡的優勢四方面來闡述。

從技術上來講,閃電網絡是解決比特幣的可擴展性、小額支付的一種狀態通道方案,這裏着重介紹下以下幾點:

  • 閃電網絡採用的是離線交易的方案。也就是說,閃電網絡上的交易都是比特幣的交易,而網絡本身只是解決了交易的“溝通“,且交易的資金實際上仍然在比特幣網絡並沒有轉移到二層網絡。對比Plasma方案,在Plasma中交易實際上發生在Plasma網絡中,且交易處理的是Plasma的數據,用戶的資金更像是從一層網絡“轉移”到二層網絡中,而用戶的“退出”操作是保證用戶在二層網絡的資產轉移回一層網絡。
  • 閃電網絡採用一層網絡的機制來保證二層網絡的安全。閃電網絡的交易是“未確認”的比特幣網絡交易,主要採用比特幣中SIGHASH NOINPUT(當前使用的隔離見證)、nLockTime、HTLC等機制,以及ascribing blame、Breach Remedy Transaction等技巧,來保證“未確認”的交易一定是可以被安全確認而違反規則是會受到懲罰的,所以這裏依賴的是一層網絡的一些機制來實現二層網絡的安全。對比Plasma,Plasma依賴於用戶可以安全退出來保證用戶資產的安全,採用的更多是密碼學的證明以及挑戰機制來保證用戶數據的安全。
  • 交易即時性。對比Plasma由於處理的交易是二層網絡的數據,這裏無法在交易完成之時就能確定交易必然會被一層網絡處理,而閃電網絡上的交易是“未確認”的比特幣的交易,用戶可以“隨時”選擇將交易發送到網絡上,所以可以保證即時性。

從現狀來講,閃電網絡還處在非常早期,在2018年的發展也非常不錯,無論在節點數、通道數量、資金容量方面都在持續的增長。

比特幣實際上仍然還屬於一個非常小衆的產品,而閃電網絡就更屬於小衆了,相對於比特幣的體量,閃電網絡還有非常大的發展空間。在3年多以前翻譯過一篇文章,主要是講閃電網絡存在的問題,現在來看這些問題依然沒有完全解決,這裏在談談其中涉及到幾個類似的問題:

  • 小額交易是不是僞需求?現實中比特幣的大部分用戶是把比特幣當成投資品的。比特幣解決的是法幣不能保值的痛點,以及跨境支付、匿名支付等等問題,而這些跟小額支付關聯並不大。如果是小額支付,對於普通用戶爲什麼不使用普通法幣呢?在法幣和加密數字貨幣能並存的情況下,對於普通用戶和商家來講使用法幣在多數情況下是更有優勢的。而且小額交易實際上非常依賴於商家的應用,但是在商家普及這點上其實非常困難。而且能接受閃電網絡的用戶或者商家,也必然是先接受了比特幣的,這點在法律合規、稅收等等各個方面仍然有很大阻力。但是伴隨更多的小額支付的Dapp應用的誕生,以及更多人接納比特幣,或許會誕生出很多新的場景,情況會慢慢改觀。
  • 比特幣本身波動帶來的問題。如果閃電網絡被用於日常交易,那比特幣的大幅度波動對商家並不利,不便於商家定價。
  • 閃電網絡的中心化問題。當前主要被人詬病的問題是閃電網絡存在一定的中心化趨勢,看過一個統計LNBIG.com的節點“持有”超過64%的全網資金。我個人覺得,其實這並不是一個問題。而且反倒我認爲在二層網絡存在一定的中心化是一種比較好的現象,因爲去中心化與性能和成本幾乎是對立的。而且相對於現有的金融系統,閃電網絡仍然有安全性、匿名性等特點。並且是完全開放的,任何人可以選擇建立私有的局部的網絡,爲其他人提供更好的服務的,中心也是存在被取代的可能的。所以這種中心化相對而言是危害較小的。

之前讀過一篇文章,介紹閃電網絡對於比特幣的影響,大意是由於閃電網絡的存在,會導致比特幣上的多數交易都轉移到閃電網絡,使比特幣上的交易手續費大量減少,礦工收益下降,算力下降,最終會影響比特幣的安全性。但是如果仔細思考,閃電網絡中的交易都是小額交易,而比特幣上的交易是相對的大額交易,那閃電網絡其實更多是對現有比特幣網絡的一種補充;而且閃電網絡在某種程度上會增加比特幣的應用場景,而擴大比特幣的使用規模和交易規模,從而增加網絡的安全性。當然以上都還需要時間去驗證。當前真正的可能存在的問題是,比特幣產量減半到一定程度後,礦工手續費更多依賴交易收入,而如果到時交易手續費依然不足以支撐礦工收入,可能會對網絡安全性構成比較大的威脅。

最後簡單談下在CKB上實現一個閃電網絡實際上也是可行性,首先CKB已經實現了隔離見證,也就是解決了交易的延展性問題,同時也有類似於比特幣的時間鎖機制。而且由於支持用戶自定義的鎖定腳本、簽名算法等等,也無須像比特幣一樣單獨去實現一些特殊指令,所以這裏會帶來更多靈活性,或許可以對現有的閃電網絡協議做進一步改進。另外,由於閃電網絡的交易,只要能解鎖Funding Transaction即可,所以在CKB上用戶可以通過Type來定義更靈活的數據類型,理論上是可以實現非轉賬類型的閃電網絡。如果CKB上實現了穩定代幣,那同樣可以將穩定代幣通過閃電網絡來進行支付,從這個層面來講一方面可以用更低的手續費使用穩定代幣,另外一方面解決了小額支付作爲商業使用的波動性問題。

從經濟模型上講,CKB的二級發行機制也能保證網絡的長期的安全性,避免了可能由於礦工收益減少而引起的網絡安全性問題。另外一個比特幣和以太坊的共同問題是,當用戶在使用二層網絡時,實際上是免費使用了一層網絡的安全性,卻不需要支付任何費用,這樣對一層網絡實際上是有有害的,從這點上講CKB也是能更好的解決這個問題,在二層網絡繁榮的情況下,同時一層網絡也能獲益,反過來也能更加保證二層網絡的安全性。

在文章落筆完成之後,又聽了 https://forkit.fm/ 第7期介紹的閃電網絡,有所收益所以又對原文進行了修改。講的非常精彩,推薦大家聽一聽。

參考文章:3年前翻譯的一篇文章《閃電網絡非常不錯,但它存在各種各樣的問題》https://ethfans.org/topics/197 ,雖然當時作者並不看好閃電網絡,隨着這兩年更多團隊加入,以及更多人瞭解區塊鏈,現在情況已經有所不同,但作者提到的幾個問題仍未完全解決,依然值得思考。

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