Qtum量子链研究院：闪电网络（下）

 

Qtum量子链研究院：Mia

Qtum量子链研究院即日起将会定期进行技术课程，每期一个主题，在这里我们用最专业的视角解读当下区块链技术热点话题。第一期的主题：闪电网络，早在2017年11月Qtum便先一步引入闪电网络，详情见《基于Qtum量子链的闪电网络功能简介及测试》。

近月以来，比特币网络的交易费一路飙升，一度超过 30 美元达到历史新高，但在 2018 年，一个新的扩展解决方案可能会拯救数字货币王国。

 

闪电网络——HTLC

回顾：Qtum量子链研究院：闪电网络（上）

上篇中我们讲述了闪电网路中合约RSMC是交易双方建立一个双向的微支付通道，那闪电网络中的节点是否需要为每一位交易伙伴创建新的支付通道？

答案是不需要。

HTLC可以保障任何两个人之间的转账都可以通过一条支付通道来完成。

HTLC简单理解就是限时转账，通过智能合约，双方约定转账方先冻结一笔钱，并提供一个哈希值，如果在一定时间内有人能提出一个字符串，使得它哈希后的值跟已知值匹配（实际上意味着转账方授权了接收方来提现），则这笔钱转给接收方。通过HTLC可以在闪电网络任意节点之间安全转移价值而无需信任中介节点。

下面举例说明Alice如何使用HTLC通过闪电网络转账给Dave一笔资金。

假设Alice和Dave之间并未建立一个微支付通道但可以通过闪电网络建立起一条Alice和Dave之间的临时支付路由通道。

 

首先双方通过其他通道（绿色线条所示），Alice告知Dave要转 0.01 BTC 给Dave，Dave产生一个随机数R，以及对R进行哈希运算得到H，Dave保留R并把哈希值H传递给Alice。

Alice和Bob之间有已经建立的微支付通道，Alice可以产生一个HTLC合约并连同H送给Bob (红色虚线所示)，该合约的意思是：如果Bob能够在合约过期（两天）内提供一个H值对应的随机数R值，则合约规定的 0.01 BTC就归Bob所有，如果合约过期，则返回合约金额给Alice。同理，Bob和Dave之间也可以建立类似的HTLC合约，区别在于合约过期时间是递减的。至此，红色虚线所示的Alice到Dave之间支付路由通道就建立了。

履行HTLC合约的过程也相当简明，由于Dave持有H对应的随机数R，就可以在HTLC合约（Bob和Dave间的合约）过期前，通过把R传递给Bob以得到HTLC合约的资金。同理，Bob把得到的R传递给Alice以得到资金。

至此，整个HTLC交易完成并关闭。

闪电网络整合RSMC和HTLC两种机制，可以让任意两个节点之间的交易都在链下完成。在整个交易中，智能合约起到了中介的重要角色，而区块链网络则确保最终的交易结果被确认。

 

总结

闪电网络通过将大量的交易放在链下完成，大大降低了主链负荷，从而让主链快如闪电。然而，从其工作原理分析，闪电网络也会带来一些问题。

（1）如果通道中任一节点反应迟钝，用户可能要等上几个小时才能关闭支付通道，并通过另一种途径重新发送资金

（2）没有离线支付: 用户无法支付不在线的人

（3）不适合大额支付: 即使一条经由各种支付通道的路线可能存在，但通道中其它节点多重签名钱包中的资金可能不足以转移大笔资金

（4）集中化: 闪电网络可能会鼓励支付枢纽的集中化(类似于矿工集中化)。闪电网络包含百万级别的支付通道，通道内锁定了大量的资金，特别是大的中介人通道容易成为系统性攻击的目标。

没有一种技术可以解决所有问题，虽然闪电网络仍然存在一些问题，但不可否认闪电网络是一个创新性的设计。对于闪电网络的研究仍在继续，相信未来闪电网络的应用会更加完善。

 

参考文献

1. Joseph Poon, Thaddeus Dryja, "The Bitcoin Lightning Network: Scalable Off-Chain Instant Payments"

2. 知乎用户，链接：https://www.zhihu.com/question/46515457/answer/111101523

3. 闪电网络. 区块链技术指南

4. 比特币闪电网络介绍，链接：https://segmentfault.com/a/1190000014120112

5.关于闪电网络，你应该知道的7件事，链接：https://36kr.com/p/5144019.html