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編者溫馨提示：本文發表時間為2020年12月，可能文中有些信息已經滯後，因為這一年多時間 Lightning Labs 獲得了更多的融資，更多的發展，但文章依然值得一讀，enjoy~
原文標題：閃電網絡即小額支付？ Lightning Labs 核心開發者帶你深入本質
如果你的理解中，閃電網絡大體上就是小額即時支付手段，那麼是時候從一個更本質的層面來理解它了。日前，FxAjax邀請兩位閃電網絡專家—— Lightning Labs 基礎設施技術負責人Alex Bosworth 和Iterative Capital 研究主管Leo Zhang —— 從專業技術和行業研究兩個維度呈現閃電網絡更清晰的輪廓。
受訪者：Alex Bosworth，Lightning Labs 基礎設施技術負責人；Leo Zhang，Iterative Capital 研究主管
採訪、撰稿：里德
火炬餘溫尚在，網絡趁勢佈局。在一輪由精英和平民Bitcoiners 同推動的「閃電火炬」佈道浪潮結束後，關於閃電網絡的最新消息也不斷傳來。
Lightning Labs 推出相關桌面客戶端，知名錢包上線，網站和社交媒體嵌入閃電網絡錢包，應用的探索正在前行；另一方面，數據監測閃電網絡發展速度在爆發式增長後放緩，對於閃電網絡缺點的探討再起。無論是進展還是缺陷，在判斷前景之前，深入了解這類尚屬早期的技術才是關鍵。畢竟，早期並不意味著簡單—— 如果你的理解中，閃電網絡大體上就是小額即時支付手段，那麼是時候從一個更本質的層面來理解它了。
日前，FxAjax邀請兩位閃電網絡專家—— Lightning Labs 基礎設施技術負責人Alex Bosworth 和Iterative Capital 研究主管Leo Zhang —— 從專業技術和行業研究兩個維度呈現閃電網絡更清晰的輪廓。
2018 年，C-lightning、LND、 Acinq 三大方案幾乎在同一時間段在比特幣主網部署，鑄就了閃電網絡新的里程碑。這三大方案分別由Blockstream、Lightning Labs、Éclair 提供。其中，Lightning Labs 由Elizabeth Stark 牽頭髮起，最初以閃電網絡白皮書Joseph Poon 和Tadge Dryja 兩名共同作者的聯合創建而聞名，隨後在專注LND 的研究中站穩腳跟。
一年前，閃電網絡主力軍Lightning Labs 發布了首個經過測試的閃電主網版本，同時宣布完成250 萬美元的融資，投資方包括Twitter 創始人Jack Dorsey ，萊特幣創始人Charlie Lee，BitGo 聯合創始人Ben Davenport 等，備受業內矚目。
進入2019 年，Lightning Labs 在「閃電火炬」的浪潮中發布了非託管類服錢包，閃電循環（Lightning Loop），在流動性和通道容量上的關鍵議題上又進一步。
而Alex Bosworth 正是去年以來Lightning Labs 進展主要技術貢獻者之一。 2018 年九月加入以來，他一直致力於閃電循環以及其他路由節點的解決方案，專注於為商家等節點提供服務。
Alex 這一閃電網絡早期參與者，最早參與了Chaincode Labs 的Residency 項目。他也曾加入知名安全公司BitGo，專注於以閃電網絡和交易所後端API, 此後發起潛交換（submarine swaps）項目，在非託管解決方案上一路前行。
共同參與討論的Leo Zhang 章然，主要興趣集中在比特幣拓展性、基礎設施、以及挖礦行業研究上。作為迭代資本Iterative Capital 的研究主管，業務的實際需求讓他很早就對閃電網絡進行了大量研究，也曾與知名錢包Zap 共同在中國做閃電網絡的推廣普及。而他所在的這家資本成立於2016 年，子公司i2 Trading 在北美和南美提供專業的OTC 交易服務，可謂大型加密貨幣基金和OTC 交易平台活躍的「專業戶」，在他們看來，把業務與閃電網絡結合，是必然的趨勢。
一個引領技術，一個洞悉行業。在採訪過程中，Alex 此次主要從技術角度探討了理解閃電網絡的要義、當前的熱點研究領域，以及閃電網絡更廣泛的用例，Leo Zhang 則從機構參與者的角度發表了對於閃電網絡當前熱議話題和前景的看法。
一、從「通道」開始，理解閃電網絡要義
我們怎樣讀懂通道？為何閃電網絡付款容易收款難？路由節點如何支撐網絡價值？ ……
也許，在閱讀各類科普文章後，你已經通過Alice、Bob、Chuck 經典舉例中了解閃電網絡的工作原理，現在則更需要劃重點。專注服務「路由節點」的Alex Bosworth 開門見山，提示了理解閃電網絡的要義。
首先就是要讀懂通道（Channels）。可以說這是理解閃電網絡的「入口」和「要義」。如果A 與B 想要進行價值傳遞，先要建立一個通道。雙方在比特幣主網上鎖定一定數量的比特幣，通道就此打開，重複的支付將從通道中扣減資金，當關閉通道時，雙方劃撥資金「頭寸」，在比特幣主網再進行一筆交易。它把多個微支付整合為一筆，廣播給底層比特幣網絡。通道提升交易效率，直接體現了閃電網絡存在的意義。
通道是雙向的，目前的難點在於解決流入容量（Inbound Capacity）。當前閃電網絡的節點通常擅長支付，即流出容量（Outbound Capacity）較強，而收款卻並不那麼容易。因為建立一個通道後，不能立即收到任何東西，流入資金的「空間」必須先通過一些資金來填補，你可以把支付通道可以看作是滿瓶的水，要想裝新水，就必須先倒出來一部分。收款方可以先花費一部分資金然後等待對方把錢支付給你，也可以主動要求他人建立渠道分配給你資金。這也是為什麼閃電網絡對於商戶等收款方並不是非常方便，也一定程度上阻礙了新節點的加入，解決收款層面的問題也成為了目前的研究方向之一。
其次，「網絡」的概念才體現設計價值。就像互聯網一樣，人們通過各個路由節點連接到服務器。 「雖然通道體現了閃電網絡的原理，但直接與商戶建立盡可能多的通道並不是閃電網絡的目的，」 Alex Bosworth 指出，「閃電網絡的設計意義在於，支付方連接一組路由節點（routing nodes）, 讓他們在整個網絡上傳遞支付，通過路由節點把一筆支付在不同渠道內流轉，這才能讓你獲取最大的效率。」也就是說，建立支付雙方的直接聯繫並能體現「網絡」價值所在，相反，讓「間接聯繫」更暢快，才體現其價值。
為了讓網絡更穩定，Alex 把大部分時間放在如何確保路由節點盡可能的穩定。 「增加節點數量不是問題，如何讓可靠節點才是問題。」他說。 Alex 在探討管理路由節點時，曾提到平衡容量以維持整體網絡的穩定，這其中提高流入能力（Inbound Capacity）成為關鍵。同時，路由費用、節點聲望、節點的自運行也是Alex 關注的重點。
第三，我們應該了解閃電網絡和底層網絡的區別。 「閃電網絡與區塊鍊網絡非常不同，因為它沒有共識的概念，這意味你與對手方建立的關係是獨一無二的，」Alex 在談到Layer 2 解決方案時強調，「我們可以想出很多不同的實現方式，或者用不同的方式來改變協議，擴展協議，這是在第一層的共識規則下做不到的，也是我們需要layer2 的原因，如果出現問題我們總是可以回到第一層的。」
Alex 進一步補充說，「通道」的設計比任何全球廣播網絡都更具可擴展性，因為像區塊鏈一樣將所有內容廣播給全網，自然比只發送給一個或幾個節點更昂貴、更緩慢，而相反，閃電網絡中，只有相關的節點才需要被廣播。 「在了解和加入之前，我們有必要弄清它的優勢和局限，」 Alex 認為單靠一個層面解決所有問題並不實際，Layer 1 與Layer 2 各具優勢和局限，且應該是互補的。
二、「一夜成名」 背後是技術的不斷躍遷
閃電網絡為什麼一下子就火了？流動性和通道容量上都有哪些技術突破？穩定的路由節點如何實現？ ……
雖然比特幣的擴容問題引起鏈上、鏈下的路線「派系之爭」，而隨著時間推移，閃電網絡悄然發展，逐漸驗證了一條可行路線並被更多人接受。一季度，閃電網絡節點數量、網絡容量都實現了明顯增長，原因不僅是大咖和媒體烘托出來的「一夜成名」，也得益於技術的「硬核」突破。
在回顧閃電網絡技術發展時，Lightning Labs 的故事不得不提。這家總部在舊金山的初創公司由Elizabeth Stark 牽頭髮起，曾集結了閃電網絡白皮書的兩位共同作者Joseph Poon 和Tadge Dryja 開始創業，與BlockStream 鼎足而立，引領LND （Lightning Network Daemon）開發。
起初，Lightning Labs 的Tadge 開發的首版協議名為LIT，而Blockstream 研發的協議名為BOLT，二者並不兼容。而後，CTO Olaoluwa Osuntokun （Roasbeef）開發的LND 協議後來著居上，其與BOLT 兼容，逐漸得到更多開發者的認可。在Tadge Dryja 離開公司後，閃電網絡實驗室專注於LND，LIT 則更多的作為MIT 的一個研究項目存在。兩者區別主要在於LIT 側重多幣種，LND 專注單一比特幣資產類別。
顯然，閃電網絡並非「一夜成名」。而在Alex Bosworth 去年九月加入Lightning Labs 後，促進節點專業化的進程逐漸加快，流動性、容量等關鍵問題得到了技術突破。
首先是流動性得到優化，代表作品是閃電循環（Lightning Loop）。源於通道的概念，閃電網絡更大的容量意味著通道佔用更多則資金，影響流動性的同時增加資金風險。閃電循環搭建了鏈上與鏈下的橋樑，讓用戶無需關閉和重新打開新的支付渠道，即可接收更多的比特幣。閃電循環可以讓你在尚未支持閃電網絡的交易所獲取注入閃電錢包的資金，交易所在鏈上支付，你直接得到鏈下資金，反之亦然。
然後是路由節點更穩定，主要體現監測節點上。目前，抱著實驗目的運行節點的人很多，路由節點還不夠專業，有必要讓路由節點更加專業。 「我們希望節點時時在線，謹慎的平衡通道餘額，理性確定費率以獲取競爭優勢，節點應該更快的相應、更準確的執行。」 Alex 介紹說，他正在致力一項名為「Bosworth」的任務，以幫助確認哪些節點的表現更好，從而更好的做連接節點的決定；同時，移動端的開發也在進行，這將讓人們不用擔心因為關閉電腦導致的節點下線，進而增強整體網絡穩定性。
除此之外，潛交換（Submarine Swap）, 多路技術(Multiplexing), 拼接(splicing) 等技術的研發也正在試圖從各個技術角度讓閃電網絡變得日漸成熟，即便，我們很多嘗試仍屬早期。
Alex 認為，協議層關鍵突破和簡單應用的不斷出現從技術上讓閃電網絡走向熱門：
「許多新功能的加入是十分重要的，以至於沒有他們開發者不能順利上手開發；其次，很多小額支付場景的不斷探索也讓閃電網絡」。正如我們所見，Tippin.me 上的打賞，Y’alls 上的內容變現，各類易用錢包正聯手協議層為整個閃電網絡的壯大的「助攻」。
三、技術前瞻令人興奮，更多用例等待實現
當前哪些閃電網絡前沿話題比較酷？為何閃電網絡的中心化無需過分擔憂？閃電網絡在機構應用等領域的暢想有哪些？ ……
在與FxAjax的對話過程中，Alex Bosworth 除了詳解技術進展外，還著重介紹了領域內一些令人興奮的技術實現探討，這讓我們覺得，閃電網絡始於便捷支付的目的，但實現的可能更多。 Leo Zhang 則從行業研究角度，也作為一名閃電網絡發展親歷者，呈現給我們閃電網絡的用例和暢想空間。
技術方面，Alex Bosworth 認為，目前許多閃電網絡前沿的探討話題，都挺酷。
「簽名疊加（Aggregate Signature）」。簽名讓通道更可識別，所以在非常簡單的情況下，每個通道都需要兩個簽名，以進行資金的劃轉。目前Lightning Labs 以及Bitcoin Core 的社區正在研究如何折疊簽名，把兩筆簽名合併成一筆，然後與另一筆進行簽名，對手方也不需要知道另一方的簽名是折疊的簽名，這個好處是可以進一步削減通道費用。目前Lightning Labs 和BlockStream 都已經具可行的概念。更值得期待的是，疊加簽名不一定是兩個，而是數個、數十個甚至更多的簽名疊加更同一筆簽名，這不僅節省通道費用，還為多人協作的場景提供更多可能。
離散對數合約（discrete log contracts）和無腳本腳本（Scriptless Script）。這是Tadge Dryja 離開Lightning Labs 之後的新項目，這也基於疊加簽名。在交易中你可以引入第三方簽名，來保證加密貨幣的貨幣價格。如果你想基於美元價格進行交易，你可以約定相信一個或者多個第三方簽署正確的美元價格。這個想法實則創建了一個「虛擬美元」協議，讓你不用承擔加密貨幣價格變化的風險。而把這種邏輯加入簽名的技術稱之為無腳本腳本（作者為BlockStream 的研究主管Andrew Poelstra），可以在節省成本的同時提高隱私性。
HODL 發票（HODL Invoice）。這個想法則讓通道費的作用發揮出來。你可以有效的利用這個方式反垃圾信息，還可以基於此設計投票模型，保証投票的有效性。其原理是在發送信息的同事附帶一些Satoshi，讓信息傳遞者做出更加謹慎的選擇，其更多的玩法有待開發者付諸實踐。
對於閃電網絡前景的普遍擔憂，我們實際上也可以找到一些答案。
Leo Zhang 一直致力於閃電網絡的研究，在探討前景前，他回應了兩個關於閃電網絡的普遍擔憂。
第一就是節點中心化的問題。通常人們會認為，作為一個支付手段，特別是在中國，佈局閃電網絡的思路在於搶占巨大的流量市場，在這個過程中通過傳統的流量營銷模式，形成一個大型流量中心。
「閃電網絡上形成的大型Hub 跟區塊鏈底層網絡上所提到的中心化，甚至是一些所謂礦池的中心化都是不同的概念，二層的交易不參與或者影響底層共識，理解這種關係很關鍵，」Leo 說，「人們如果對閃電網絡的hub 存在擔憂，完全可以自己建立自己的節點，這跟挖礦這種需要大量資本投入的方式是完全不同。」
Alex 在回應中心化的問題上也提到，實際上連接大的閃電網絡hub 對於一個新加入者，從盈利方面是無利可圖的，因為你會遭到他們的通道費「剝削」，相反，把閃電網絡的通道建立到缺乏支付服務的地區，盡可能的分散，才能具有新的競爭優勢。
在探討「關於交易被轉移到閃電網絡層面分散比特幣底層礦工收入，從經濟激勵的角度削減比特幣主網安全性」時，Leo 認為這無需擔憂。首先，目前吸引礦工挖礦的主要是挖礦獎勵而不是手續費。其次，手續費是動態的，其自我調節以形成健康的市場，今後例如Veriblock 等來自外界對區塊的需求會越來越大，這也將加速手續費市場化的進程。
我們也有充分的理由關注閃電網絡施展作用的廣泛空間。
「我覺得現在除了基礎設施安全性、容量上的不斷升級外，最有意思的是鏈下幣和鏈上幣的互換，也就是Alex 所說的Loop，這能保證普通比特幣和閃電比特幣切換更無縫，」 Leo 說道，「應用前景上，我們可以把閃電網絡看成是digital-native 商業的基礎，無論是數據的交易，API 的購買，注意力的商品化都需要類似閃電作為經濟交換的通道。」
雖然在一些關於「路由費經濟學」研究中，現階段的閃電網絡能實現的利潤僅僅為「無風險收益率」，但一些交易所，知名錢包等參與者都在爭相佈局。
Leo Zhang 作為Iterative Capital 研究主管從兩年前開始關注閃電網絡，他回憶說，作為機構參與者正式嚴肅的關注和研究閃電網絡是源於其對與挖礦、OTC 業務的價值。 「其實當時我們很快就意識到，出於優化交易速度和策略，閃電網絡是很好的解決方案。」
他指出，雖然距離實現廣泛應用善待時日，閃電網絡對於OTC 平台來說已經是一個比較明確的方向。不僅如此，不少交易所、礦池等礦業參與者都在期待閃電網絡在安全性、支付能力上達到預期，總體來講，行業對於閃電網絡的態度是謹慎的、樂觀的。
Alex Bosworth 同樣對閃電網絡之於機構的意義有著直觀的理解：
「交易所的鏈上費用十分可觀，每月可能高達10 萬美元，在交易所之間建立鏈下通道，節省成本效果是十分顯著的，對於機構參與者，閃電網絡的經濟效果是可觀的。」
Alex 此前曾從事比特幣後端交換APIs 的工作，並幫助開發了英國皇家鑄幣局提供透明度區塊鏈項目，在加入Lightning Labs 前曾在BitGo 參與了交易所應用閃電網絡項目，參與機構項目的經歷讓他對於閃電網絡的理解更進一步。
也正是對於C 端日常支付和機構應用的通盤考量，在Alex Bosworth 看來，除了作為一種支付工具，閃電網絡的更廣闊的價值實現在於形成「標準化的支付協議」。
在未來，閃電循環等技術的廣泛應用，客戶端和應用的推出，勢必讓機構和個人的參與者更深的參與到這個Layer 2 解決方案來。談到閃電網絡的深層影響時，Alex 總結說：「這一哈希與原像系統（hash and preimage system）, 今後會讓人們在交易時，少一些精力放在使用現金或者選擇複雜的鏈上操作上，而是更多地關注他們的價值主張，以更好的擴展性和更合理的容量規劃，應對未來的增長。」
