比特币中的闪电网络是什么意思

比特币的交易网络最为人诟病的一点便是交易性能:全网每秒 7 笔的交易速度,远低于传统的金融交易系统;同时,等待 6 个块的可信确认导致约 1 个小时的最终确认时间。

闪电网络的主要思路十分简单 -- 将大量交易放到比特币区块链之外进行。该设计最早是 2015 年 2 月在论文《The Bitcoin Lightning Network: Scalable Off-Chain Instant Payments》中提出。

比特币的区块链机制自身提供了很好的可信保障,但是很慢;另一方面考虑,对于大量的小额交易来说,是否真实需要这么高的可信性?闪电网络通过智能合约来完善链下的交易渠 道。

核心的概念主要有两个:RSMC(Recoverable Sequence Maturity Contract)和HTLC(Hashed Timelock Contract)。前者解决了链下交易的确认问题,后者解决了支付通道的问题。

比特币中的闪电网络是什么意思

RSMC

Recoverable Sequence Maturity Contract,中文可以翻译为“可撤销的顺序成熟度合同”。这个词很绕,其实主要原理很简单,就是类似准备金机制

我们先假定交易双方之间存在一个“微支付通道”(资金池)。双方都预存一部分资金到“微支付通道”里,之后每次交易,就对交易后的资金分配方案共同进行确认,同时签字作废旧的版本。当需要提现时,将最终交易结果写到区块链网络中,被最终确认。可以看到,只有在提现时候才需要通过区块链。

任何一个版本的方案都需要经过双方的签名认证才合法。任何一方在任何时候都可以提出提现,提现需要提供一个双方都签名过的资金分配方案(意味着肯定是某次交易后的结果)。在一定时间内,如果另外一方提出证明表明这个方案其实之前被作废了(非最新的交易结 果),则资金罚没给质疑成功方。这就确保了没人会拿一个旧的交易结果来提现。

另外,即使双方都确认了某次提现,首先提出提现一方的资金到账时间要晚于对方,这就鼓励大家尽量都在链外完成交易。


HTLC

微支付通道是通过 Hashed Timelock Contract 来实现的,中文意思是“哈希的带时钟的合”。这个其实就是限时转账。理解起来其实也很简单,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。

不太恰当的例子,约定一定时间内,有人知道了某个暗语(可以生成匹配的哈希值),就可以拿到这个指定的资金。

推广一步,甲想转账给丙,丙先发给甲一个哈希值。甲可以跟先乙签订一个合同,如果你在一定时间内能告诉我一个暗语,我就给你多少钱。乙于是跑去跟丙签订一个合同,如果你告诉我那个暗语,我就给你多少钱。丙于是告诉乙暗语,拿到乙的钱,乙又从甲拿到钱。最终达到结果是甲转账给丙。这样甲和丙之间似乎构成了一条完整的虚拟的“支付通道”。

HTLC 的机制可以扩展到多个人,大家可以想象一下,想象出来了就理解了闪电网络。

比特币闪电网络

闪电网络

RSMC 保障了两个人之间的直接交易可以在链下完成,HTLC 保障了任意两个人之间的转账都可以通过一条“支付”通道来完成。整合这两种机制,就可以实现任意两个人之间的交易都可以在链下完成了。

在整个交易中,智能合约起到了中介的重要角色,而区块链则确保最终的交易结果被确认。

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