新人科普丨什么是闪电网络？

闪电网络是2015年由比特币开发者提出的链下支付解决方案，旨在解决比特币网络拥堵问题，通过在区块链外建立“绿色通道”处理高频小额交易，同时确保安全性。
闪电网络运作机制：
- 交易双方需建立支付通道，存入多签地址资金，通过私钥控制存取。
- 为防止欺诈，设立退款机制，先发起退款的一方会受延迟退款惩罚。
- 广播虚假消息的一方将失去所有资金作为惩罚。
多方转账实现：
- 通过中间方和哈希时间锁定合约（HTLC）实现，确保交易安全可靠。
优点：
- 即时支付，交易秒级完成。
- 链下结算，手续费极低，适合小额交易。
- 提升比特币网络处理能力，支持百万级交易。
缺点：
- 可能引发中心化担忧，如中间方权力过大问题。

2015年2月比特币开发者Joseph Poon和Thaddeus Dryja在论文《The Bitcoin Lightning Network ：Scalable off-Chain Instant Payments》中提出了可扩容的链下支付-闪电网络的概念，我们都知道比特币之所以很可靠的一个很重要的原因是因为所有的比特币节点都保存了比特币账本，如果有人想要篡改交易记录的话就需要全网一半以上的算力，这是非常困难的。

但如果你想要做链下交易，也就是Off-chain transaction。当交易只有双方知道，没有区块链网络这个信任机器，那么该如何保证交易的一方不会反悔或抵赖呢？闪电网络的出现很好地解决了这一问题。

什么是闪电网络？

闪电网络是构建在比特币网络上的第二层支付协议，用来解决比特币网络堵塞问题。简单来说就是在区块链之外开通一条“绿色通道”，将大量高频的、小额的交易在区块链外进行。同时保证交易的安全性。

闪电网络如何运作？

交易双方需先建立一个支付通道，各转一笔钱到一个多签地址上，双方同时出具私钥才能将钱取出，为避免一方不出具私钥钱取不出来的情况，在存入之前需要先广播一条退款消息，如果一方不出具私钥，你就可以将退款消息广播到区块链上。但需要注意的是，退款消息一旦广播到链上，对方可以立即收到退款，而发起方的退款则需要存入一个双方的多签地址，退款发起方需要等待1000个区块确认后，才可以收到退款。也就是说谁先发起退款关闭通道，就会受到延迟退款的小惩罚。

在没有区块链这个信任基础的情况下，闪电网络如何解决双方不诚信的问题的呢？如果其中一方想不支付账单，把很久前的消息广播出来的话，那么广播虚假消息的一方将会失去所有的钱作为惩罚。

如果想要提现关闭通道的话只需要双方都同意后，资金即可立即到账。如果其中一方不同意，一方强制关闭，那么就会触发之前讲到的退款流程，退款发起方资金需等待1000个区块确认后到账，另一方则可立即到账。

闪电网络如何实现多方转账呢？

举个简单的例子：现有小明、小白两人需要交易，他们都分别与小红建立了支付通道。

第一步：小白首先用自己的密钥R生成了一个哈希值H，然后将哈希值传给小明。
第二步：同时小明和小红签署了一个合约（如果小红在2天内能给小明正确的密钥R，小明就给小红转1.1BTC，否则就不给）
第三步：然后小白又和小红签署了一个合约（如果1天内小白能给小红密钥R，小红就给小白1BTC，否则就不给）
于是，小红作为中间方，拿到小白的密钥R后给到小明，小明在拿到密钥R后与小白给的哈希值一对比，确认小白的身份后即可给小白转账，在整个交易过程中，小明与小红，小白与小红之间所达成的合约就是我们经常说到的哈希时间锁定合约（Hashed timelock contrct）。

那么闪电网络都有哪些优缺点呢？

闪电网络有即时支付的特点，交易不需等待网络确认，因而交易可于几秒内迅速完成。同时由于交易结算于链下进行，因而闪电网络转账手续费极低。手续费按付款额比例来计算，对于小额交易不会产生不合理的高昂手续费。闪电网络让比特币网络处理数百万笔交易变得可能。

虽然闪电网络一方面为比特币扩容提供了可持续方案，但另一方面也引发了诸多质疑，比如我们前面举到的例子中，小红会不会像支付宝和银行一样一家独大？这也是我们需要思考的问题，欢迎大家在评论区一起讨论。