比特币闪电网络：快速低成本支付的秘密

比特币闪电网络是什么？它是如何运作的？

比特币闪电网络（Lightning Network，简称LN）是构建在比特币区块链之上的一个点对点网络，它解决了比特币交易“又慢又贵”的问题，并在加密支付领域展现出独特的优势。它是实现点对点经济的基础，也是未来web5世界不可或缺的一部分。今天，我们来深入了解一下闪电网络的运行原理和相关技术。

闪电网络的基本原理

闪电网络是比特币最早的二层拓展方案之一，主要用于实现快速且低成本的比特币点对点支付。它的核心技术是状态通道，这一概念最初由中本聪在比特币白皮书中提出。基于状态通道的闪电网络由Joseph Poon和Thaddeus Dryja在其论文中详细描述，并由Lightning Labs、Blockstream、ACINQ等团队开发实现，获得了Jack Dorsey等比特币先驱的支持和推崇。通过状态通道，闪电网络实现了快速、几乎零成本的点对点支付功能。

状态通道的基本运作原理

当交易双方通过状态通道进行交易时，只有首次建立通道和最后关闭通道的交易会在比特币主链上进行，其余交易都在链外，也就是在状态通道内进行。在状态通道内的比特币交易可以理解为“二层上的BTC”，交易速度快，成本接近于零。交易双方会有一个实时更新的“BTC资产负债表”，每次交易都需要双方签名以确保合法性和准确性。当任何一方决定关闭状态通道时，最新的“BTC资产负债表”会被提交到比特币主链进行验证，通常设置一个7天的验证期（或称“检举期”），在此期间双方可以提出异议。验证期结束后，双方将根据最新的资产负债表分配BTC。如果双方都及时确认，交易可以立即完成。这种模式与以太坊的二层拓展方案OP-Rollup类似，都是在二层进行交易，然后向主链提交验证，并设有7天的挑战期。

举例说明

假设A和B两个LN节点通过状态通道进行BTC交易，步骤如下：

1、A和B建立状态通道。双方各自存入一定数量的BTC，例如A存入10个BTC，B存入5个BTC，生成一个新的比特币多签地址C，A和B锁定的BTC数量会在C地址体现（C地址是A和B生成的多签地址，类似一个没有私钥的智能合约地址）。此时，A和B的“BTC资产负债表”为：

A：10BTC

B：5BTC

C：15BTC

2、当A和B之间开始交易时，A和B的“BTC资产负债表”会实时更新。例如，A向B发送1个BTC后，资产负债表变为：

A：9BTC

B：6BTC

C：15BTC

接着，B向A发送5个BTC后，资产负债表更新为：

A：14BTC

B：1BTC

C：15BTC

随着A和B之间不断进行交易，资产负债表会持续更新（这实际上是二层账本的更新，尚未回到主链验证）。

3、关闭状态通道。任何一方都可以随时关闭状态通道。例如，关闭时资产负债表为：

A：12BTC

B：3BTC

C：15BTC

关闭通道时，最新的“BTC资产负债表”将被提交到比特币主链，并启动为期7天的验证期。如果双方无异议，交易完成；如果任何一方未及时确认，7天后将根据资产负债表分配BTC数量给A和B。