闪电网络技术知识详解
在本课中，我们将深入研究比特币闪电网络（LN）的技术细节，重点关注如何设置闪电节点、如何开启和关闭通道、路由支付（也称为路径查找）、闪电网络上的费用以及使用闪电网络所涉及的安全问题和其他挑战。
设置闪电节点
设置闪电节点是积极参与闪电网络的关键一步。闪电节点是一个软件客户端，连接到闪电网络，用于在链下发送和接收比特币交易。截至2023年，这一过程得到进一步简化，但运行闪电节点仍然具有技术难度，需要对比特币和网络协议有很好的了解。设置闪电节点时需要从以下两个方面着手：
软件选择：有几种不同的闪电网络协议可供选择，各有其独特的特点。最受欢迎的包括Lightning Labs开发的LND、Blockstream开发的c-lightning和ACINQ开发的Eclair。这些软件包各具特色，有自己的优势和劣势，具体选择哪一种通常取决于用户的具体需求和对底层技术的熟悉程度。
节点操作：操作闪电节点不仅涉及初始设置，还包括后续维护。保持节点连接良好及其通道的平衡对于高效运行至关重要。正如比特币移动应用程序Fedi的联合创始人Eric Sirion所说，在2023年，运行闪电网络节点仍然有难度，可能像是您的一份兼职工作。闪电节点需要在线运行，这是因为此过程涉及哈希时间锁合约，如果节点离线，可能会发生恶意行为。
设置闪电节点通常包括以下步骤：安装闪电软件：在您的设备上下载并安装能实现闪电交易的工具。
设置比特币节点：需要一个比特币全节点来验证闪电网络上的交易。可以在同一设备或不同设备上设置。
创建钱包：设置完成后，您需要创建一个新钱包或导入现有钱包。
钱包充值：要在闪电网络上开设通道，您需要往钱包内存入一些比特币。
开设通道：往钱包存入资金后，您就可以与闪电网络上的其他节点开设通道。
管理通道：监控并保持通道平衡，确保交易能够得到高效处理。
虽然设置闪电节点有一定的技术要求，但行业目前正在开发一些解决方案来简化这一过程，让没有技术知识的小白也能简单上手。Amboss和Umbrel等节点软件企业致力于改善用户体验，提供简化运行闪电节点过程的界面。
在接下来的课程中，我们将深入探讨如何在闪电网络上打开和关闭通道、支付如何通过网络路由、闪电网络的收费结构以及使用此第2层解决方案的安全问题和相关挑战。
开启和关闭通道
在设置好闪电节点后，您需要与另一个节点建立支付通道。这是闪电网络运作的核心，允许用户高效快速地进行链下交易。
支付通道是一个私有的链下通道，允许两个参与方在不向比特币区块链广播的情况下进行交易。由于交易可以在链下进行，只有最终余额在链上解决，因此可以大大降低成本并缩短交易时间。
假设您有一个经常一起玩游戏的朋友。您的输赢不定。每次玩游戏时，你们都达成一致，输的一方会支付赢的一方一定金额。但你们不是在每局游戏结束后立即支付给对方，而是将彼此欠对方的金额写在一张纸上。这样，您就不必每次玩游戏的时候都带着现金或使用银行账户，而只需要在最终游戏结束时结算最终余额并支付给对方。
创建支付通道
要建立通道，需要进行一次链上交易，也就是说，您需要将比特币存入该通道。
存入的比特币数量决定了通道的容量。在通道打开期间，这些比特币将被锁定，只能用于该通道内的交易。通道一旦开启，就可以开始交易了。通道内的交易是最初存入的比特币的简单再分配。举例来说，如果您用0.01BTC开设了一个通道，您最多可以向您的通道伙伴发送0.01BTC。在每笔链下交易后，双方会签署一份反映新余额的余额文件。
关闭通道需要进行最终的链上交易，以解决比特币区块链上所有未结算的余额。这笔交易根据双方各自的最终余额将资金返还给双方。
闪电网络就像记录交易的那张纸，您和您的朋友在每次交易时无需使用比特币网络即可支付或接收比特币。您只有在开启和关闭游戏账户时才使用比特币网络。与直接使用比特币网络相比，这种方式使您的交易速度更快、费用更低。
双向（双方均同意关闭）或单向（一方决定关闭通道）的通道关闭都是可行的。要将比特币发送给他人，您无需建立直接通道。相反，您的付款可以通过多个节点进行路由。闪电网络使用路由算法来确定最有效的付款路径。当您发送一笔付款时，您的节点使用网络的数据来发现到收款方节点的路径。指定的路径具有足够的容量来处理交易并提供最低的费用。
通道和路由是闪电网络潜在的中心化弱点。人们可能只是与bitfinex闪电节点开启通道。由于隐私问题和通道余额的动态性，关于所有通道状态的信息并不总是准确或可访问的。因此，如果路径上的一个通道缺乏足够的容量，所选路由可能会失败。在这种情况下，节点将选择替代路径，该过程将继续，直到收款人收到付款或交易失败。
闪电网络的费用
低交易费是闪电网络的一大优势。在进行链上比特币交易时，您必须支付一笔费用，该费用包含在矿工的区块奖励中。随着网络活动的增加，区块变得更加拥挤，此费用可能会大幅上涨。在闪电网络上，有各种费用。您不需要支付矿工，而是向支付经过的每个节点支付一小笔费用。每个节点都可以自己设置费用，这种费用竞争可能导致更低的价格。路由费有两个组成部分：基本费用和费率。基本交易费用是固定的，而费率是交易金额的百分比。即使存在这些费用，闪电网络交易通常也比链上交易便宜得多，因为它们不依赖矿工，也不会导致区块链拥堵。
闪电网络的优势和面临的挑战
优势
可扩展性：闪电网络大大提高了比特币网络的可扩展性，实现了更快的交易，降低了交易成本，并支持小微交易，使比特币在日常交易中更易于使用。
隐私性：闪电网络上的交易比常规比特币交易更具隐私性。虽然比特币交易公开记录在区块链上，但闪电交易仅在通道打开或关闭时才会进行记录。这意味着单笔闪电交易的详细信息不公开。
未来潜力：开发人员在不断改进闪电网络及其应用的性能。例如，闪电网络不仅可以处理比特币，还可以处理稳定币等其他类型的资产。这将为用户提供更大的灵活性，并进一步提高闪电网络的实用性。
挑战
复杂性：运行闪电节点既复杂又耗时。它不像下载比特币核心（Bitcoin Core）来运行比特币节点那么简单。要运行闪电节点，需要更复杂的步骤，并且需要对比特币有更深入的理解。这种复杂性使很多用户望而却步。
依赖托管钱包：闪电网络中出现了大量托管钱包，即由第三方持有用户比特币的钱包，但这违背了比特币“不拥有私钥就不拥有比特币”的口号，因为用户实际上是将资金托管给了第三方。部分用户更青睐托管钱包，因为它们易于设置和使用，但这可能会危及隐私和安全。
安全挑战：闪电网络虽然总体上是安全的，但也存在一些潜在的漏洞。例如，在一个闪电节点中拥有大量比特币具有风险，因为如果节点出现故障或被攻击，这些比特币可能会丢失。此外，节点运营商需要警惕各种形式的攻击，例如拒绝服务攻击或洪水攻击，任何一种攻击都可能导致资金损失。
闪电网络技术知识详解
在本课中，我们将深入研究比特币闪电网络（LN）的技术细节，重点关注如何设置闪电节点、如何开启和关闭通道、路由支付（也称为路径查找）、闪电网络上的费用以及使用闪电网络所涉及的安全问题和其他挑战。
设置闪电节点
设置闪电节点是积极参与闪电网络的关键一步。闪电节点是一个软件客户端，连接到闪电网络，用于在链下发送和接收比特币交易。截至2023年，这一过程得到进一步简化，但运行闪电节点仍然具有技术难度，需要对比特币和网络协议有很好的了解。设置闪电节点时需要从以下两个方面着手：
软件选择：有几种不同的闪电网络协议可供选择，各有其独特的特点。最受欢迎的包括Lightning Labs开发的LND、Blockstream开发的c-lightning和ACINQ开发的Eclair。这些软件包各具特色，有自己的优势和劣势，具体选择哪一种通常取决于用户的具体需求和对底层技术的熟悉程度。
节点操作：操作闪电节点不仅涉及初始设置，还包括后续维护。保持节点连接良好及其通道的平衡对于高效运行至关重要。正如比特币移动应用程序Fedi的联合创始人Eric Sirion所说，在2023年，运行闪电网络节点仍然有难度，可能像是您的一份兼职工作。闪电节点需要在线运行，这是因为此过程涉及哈希时间锁合约，如果节点离线，可能会发生恶意行为。
设置闪电节点通常包括以下步骤：安装闪电软件：在您的设备上下载并安装能实现闪电交易的工具。
设置比特币节点：需要一个比特币全节点来验证闪电网络上的交易。可以在同一设备或不同设备上设置。
创建钱包：设置完成后，您需要创建一个新钱包或导入现有钱包。
钱包充值：要在闪电网络上开设通道，您需要往钱包内存入一些比特币。
开设通道：往钱包存入资金后，您就可以与闪电网络上的其他节点开设通道。
管理通道：监控并保持通道平衡，确保交易能够得到高效处理。
虽然设置闪电节点有一定的技术要求，但行业目前正在开发一些解决方案来简化这一过程，让没有技术知识的小白也能简单上手。Amboss和Umbrel等节点软件企业致力于改善用户体验，提供简化运行闪电节点过程的界面。
在接下来的课程中，我们将深入探讨如何在闪电网络上打开和关闭通道、支付如何通过网络路由、闪电网络的收费结构以及使用此第2层解决方案的安全问题和相关挑战。
开启和关闭通道
在设置好闪电节点后，您需要与另一个节点建立支付通道。这是闪电网络运作的核心，允许用户高效快速地进行链下交易。
支付通道是一个私有的链下通道，允许两个参与方在不向比特币区块链广播的情况下进行交易。由于交易可以在链下进行，只有最终余额在链上解决，因此可以大大降低成本并缩短交易时间。
假设您有一个经常一起玩游戏的朋友。您的输赢不定。每次玩游戏时，你们都达成一致，输的一方会支付赢的一方一定金额。但你们不是在每局游戏结束后立即支付给对方，而是将彼此欠对方的金额写在一张纸上。这样，您就不必每次玩游戏的时候都带着现金或使用银行账户，而只需要在最终游戏结束时结算最终余额并支付给对方。
创建支付通道
要建立通道，需要进行一次链上交易，也就是说，您需要将比特币存入该通道。
存入的比特币数量决定了通道的容量。在通道打开期间，这些比特币将被锁定，只能用于该通道内的交易。通道一旦开启，就可以开始交易了。通道内的交易是最初存入的比特币的简单再分配。举例来说，如果您用0.01BTC开设了一个通道，您最多可以向您的通道伙伴发送0.01BTC。在每笔链下交易后，双方会签署一份反映新余额的余额文件。
关闭通道需要进行最终的链上交易，以解决比特币区块链上所有未结算的余额。这笔交易根据双方各自的最终余额将资金返还给双方。
闪电网络就像记录交易的那张纸，您和您的朋友在每次交易时无需使用比特币网络即可支付或接收比特币。您只有在开启和关闭游戏账户时才使用比特币网络。与直接使用比特币网络相比，这种方式使您的交易速度更快、费用更低。
双向（双方均同意关闭）或单向（一方决定关闭通道）的通道关闭都是可行的。要将比特币发送给他人，您无需建立直接通道。相反，您的付款可以通过多个节点进行路由。闪电网络使用路由算法来确定最有效的付款路径。当您发送一笔付款时，您的节点使用网络的数据来发现到收款方节点的路径。指定的路径具有足够的容量来处理交易并提供最低的费用。
通道和路由是闪电网络潜在的中心化弱点。人们可能只是与bitfinex闪电节点开启通道。由于隐私问题和通道余额的动态性，关于所有通道状态的信息并不总是准确或可访问的。因此，如果路径上的一个通道缺乏足够的容量，所选路由可能会失败。在这种情况下，节点将选择替代路径，该过程将继续，直到收款人收到付款或交易失败。
闪电网络的费用
低交易费是闪电网络的一大优势。在进行链上比特币交易时，您必须支付一笔费用，该费用包含在矿工的区块奖励中。随着网络活动的增加，区块变得更加拥挤，此费用可能会大幅上涨。在闪电网络上，有各种费用。您不需要支付矿工，而是向支付经过的每个节点支付一小笔费用。每个节点都可以自己设置费用，这种费用竞争可能导致更低的价格。路由费有两个组成部分：基本费用和费率。基本交易费用是固定的，而费率是交易金额的百分比。即使存在这些费用，闪电网络交易通常也比链上交易便宜得多，因为它们不依赖矿工，也不会导致区块链拥堵。
闪电网络的优势和面临的挑战
优势
可扩展性：闪电网络大大提高了比特币网络的可扩展性，实现了更快的交易，降低了交易成本，并支持小微交易，使比特币在日常交易中更易于使用。
隐私性：闪电网络上的交易比常规比特币交易更具隐私性。虽然比特币交易公开记录在区块链上，但闪电交易仅在通道打开或关闭时才会进行记录。这意味着单笔闪电交易的详细信息不公开。
未来潜力：开发人员在不断改进闪电网络及其应用的性能。例如，闪电网络不仅可以处理比特币，还可以处理稳定币等其他类型的资产。这将为用户提供更大的灵活性，并进一步提高闪电网络的实用性。
挑战
复杂性：运行闪电节点既复杂又耗时。它不像下载比特币核心（Bitcoin Core）来运行比特币节点那么简单。要运行闪电节点，需要更复杂的步骤，并且需要对比特币有更深入的理解。这种复杂性使很多用户望而却步。
依赖托管钱包：闪电网络中出现了大量托管钱包，即由第三方持有用户比特币的钱包，但这违背了比特币“不拥有私钥就不拥有比特币”的口号，因为用户实际上是将资金托管给了第三方。部分用户更青睐托管钱包，因为它们易于设置和使用，但这可能会危及隐私和安全。
安全挑战：闪电网络虽然总体上是安全的，但也存在一些潜在的漏洞。例如，在一个闪电节点中拥有大量比特币具有风险，因为如果节点出现故障或被攻击，这些比特币可能会丢失。此外，节点运营商需要警惕各种形式的攻击，例如拒绝服务攻击或洪水攻击，任何一种攻击都可能导致资金损失。