你想要知道的所有关于比特币闪电网络的优点和缺点

2018-1-26 btc211com 入门


摘要:在这篇文章中,我们解释了闪电网络创建背后的动机,以及为什么它的缩放特性比我们今天所具有的更好,可能导致转换改进。我们介绍一些使Lightning成为可能的基本技术构建模块。然后,我们考察一下它的一些局限性,包括与交易链上相比劣质安全性的劣势,以及为什么这使得Lightning可能不适合大额支付。

闪电网络的优缺点

资料来源:  flickr.com

闪电网络背后的动力

基于区块链的支付系统通常以“广播给所有人”的模式工作,因为当进行支付时,需要将交易广播给网络中的所有参与者。

这种系统中的节点必须:

  • 无限期地存储交易,
  • 验证交易,并
  • 转交交易。

与此同时,矿业公司需要进行能源密集型的竞争性流程,以确定交易是否进入分类账,以防交易发生冲突。

收款人没有特别的待遇。例如,如果使用比特币购买咖啡,则将交易广播到整个比特币网络,而不优先将交易数据传播到咖啡店或咖啡店的支付处理器。许多人认为这个过程是低效的。如果目标是建立全球数百万人使用的支付系统,这种方法似乎不合逻辑。

一文看清闪电网络的优缺点

在2000年5月的星期三,阿森纳的3-3赛季在谢菲尔德的比赛中,老式的“向所有人广播”的宣布方式。在手机被广泛采用之前,体育场播音员通过公共广播系统所有在场的人。移动电话使这个过程更快,更高效,因为信息可以直接发送给预期的接收者。

闪电网络代表效率的提高,并使用更合理的支付网络结构。交易可以更直接地发送给付款收款人,而不是向所有人广播交易。只有在交易双方不诚实的情况下,才需要诉诸繁琐的程序,这种分散的审查制度要求保持一致。通过这种方式,可以在保持比特币区块链的某些安全特性的同时,实现与互联网上各方之间的直接通信相当的性能和效率。

但是,如果出现问题,建立这样一个各方都可以回归区块链和回收资金的支付体系,这种体系是复杂的,存在一定的风险和局限性。

闪电的基本技术构件

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单向微支付通道。 资料来源:BitMEX Research

上图描绘了建立基本单向支付渠道的传统方式。尽管建立频道涉及到向所有人广播一个交易,但一旦建立了频道,只需要将数据从Bob发送给Alice,就可以实现从Bob到Alice的多次支付,避免了广播到整个网络。支付过程可以反复重复,直到渠道资金,在这种情况下,1 BTC,已经用尽。

从理论上讲,上述渠道是安全的,原因如下:

  • 如果Bob试图背弃他的付款,所有Alice需要做的就是签署并广播给Bob最初付款时签署的网络交易P1。只要在交易B的一周锁定时间之前得到确认,Alice安全就会收到她的0.1 BTC,而不管Bob在做什么。
  • 如果爱丽丝拒绝签署任何东西来挫败鲍勃,那么鲍勃需要等待一周才能使交易B有效,然后他就可以通过广播交易B将这笔钱从渠道转移到自己身上已经签名。

如果交易A不能被第三方推动(TXID改变),则该过程更安全,否则Bob可能已经创建了交易B,只有当交易A改变时它才变为无效,从而使Alice能够无限期地持有资金。

根据Satoshi发给比特币开发人员Mike Hearn的电子邮件,这个基本结构是Satoshi的想法:

nLockTime的一个用途是一组参与者之间的高频交易。他们可以通过一致同意不断更新。第一次签署下一个版本的时候,给钱的一方是第一个。如果一方停止同意更改,则最后一个状态将记录在nLockTime。如果需要的话,可以在每个版本之后准备一个默认的交易,这样n-1方可以推迟一个没有反应的人。中间交易不需要广播。只有最后的结果被网络记录。在nLockTime之前,双方和几个见证节点广播他们看到的最高序列tx。

资料来源:https//lists.linuxfoundation.org/pipermail/bitcoin-dev/2013-April/002417.html

闪电如何实际工作

这种小额支付结构可以被认为是闪电网络的核心组成部分,它实质上是这些支付通道类结构的网络。付款找到了一条已经直接相连的渠道,直到他们到达最终的收件人。

Lightning使用的通道建设基于这种基础结构,具有更先进和更复杂的技术。上述结构是单向的,为了有用,付款需要在两个方向上进行。例如,可以考虑通过在Alice和Bob之间构建两个频道来双向地支付频道,每个频道在相反的方向上。更确切地说,闪电使用了Poon-Dryja 渠道建设方法论。与简单地在相反的方向建立单向付款渠道网络相比,这具有较低的流动性需求,这将需要两倍的资金被锁定在渠道内。然而,与其他方法相比,Poon-Dryja渠道建设存在明显的弱点。Poon-Dryja频道要求每一方在每次更新频道(付款时)都签署新的交易,而在单向频道中,只有发送者需要在频道更新时签名。

旧的锁定时间功能可以用更高级的功能替代:

  • 检查锁定时间验证(BIP65)可以证明输出不能在特定的日期之前花费,而不是确保输出的特定花费在特定的日期之前是无效的,这是锁定时间所做的。
  • 相对锁定时间BIP68)可以用相对于相应输出的日期替换特定的结束日期。这可以允许支付渠道在无限期内保持开放,关闭交易触发一个时间窗口,在此期间对方有一段有限的时间(例如两周)来广播他们的回收交易并收回资金。
  • 散列时间锁定合同(HTLC)可以要求付款接收方提供一个字符串,该字符串在某个特定日期之前散列到某个值,或者将资金返还给付款人。这个相同的哈希可以用来触发渠道网络中的其他支付,从而能够通过一系列渠道进行支付。

由此产生的闪电网络及其优势

那么闪电网理论上应该允许网络中的所有参与者通过在节点之间找到一条路径来进行几乎所有方向的即时和廉价的交易。因此,只要没有问题,就避免了向比特币网络的广播,并导致可扩展的网络。该架构甚至允许微交易并提高了付款的隐私性。

渠道可以无限期地保持开放,由于相对锁定时间的特点,应该没有对手风险; 如果有人试图通过恶意的渠道关闭来窃取资金,交易的其他参与者将有一个很大的时间窗口来发出自己的赎回交易并获得回报。

网络功能和用户体验

一个很大的未知是人们和企业如何实际使用网络,而评论员似乎有不同的看法。有些人认为,闪电网络最终无处不在小额支付,复杂性以自动化的方式处理。其他人更怀疑闪电,通常设想网络的各个组成部分需要在使用系统时进行更多的手动构建,并且由于意想不到的频道关闭和闪电网络停机时间而困扰用户的糟糕体验。


事实上,事实可能存在于这两种观点之间,随着时间的推移,网络可能会转向更加雄心勃勃的目标。这种分歧似乎归结为闪电怀疑者认为它是一个复杂的,不完整的,不切实际的基于渠道建设系统的支付系统。支持者将Lightning视为比特币区块链上第二层的可扩展构建块,最终将由钱包,支付协议系统和渠道服务公司进行补充,从而带来简单而无缝的用户体验。最终,钱包可以互相沟通,然后通过Lightning自动动态地决定哪种支付方式最好,链上或最实用的方法,而用户甚至不需要知道或关心。

闪电的安全风险增加

  • 在收到付款时要求在线: 如上所述,在收到付款之前,收款人需要签署收回交易,以便发件人知道如果发生通道关闭或拒绝签字,他们可以收回资金。因此,要收钱需要一个热钱包,这意味着如果发生安全事件,私钥可能被暴露。
  • 监控频道的要求:可能要求闪电网络参与者或了望塔主动监视付费频道。这可能给用户或了望塔带来负担,并且潜在地降低了信道内的资金相对于存储在链上的比特币的安全性。由于未能适当监控渠道或可能是由于在线网络拥塞导致缺少回收交易截止日期的风险。
  • 矿工可以审查渠道关闭交易: 51%的哈希率可能有能力从闪电用户窃取资金,通过审查一个渠道关闭交易,其中矿工是另一方。虽然这种类型的攻击的潜在后果已经没有闪电的破坏性,闪电网络可能会提供敌对的矿工一个更大的攻击面。

尽管这三个因素中的每一个都不是那么重要,但在收到付款时可能会将个人的私钥泄露到互联网的可能性,关闭渠道的敌对风险以及矿工审查渠道赎回交易的风险加在一起,我们认为,安全性明显较差,尽管所有这些风险都可以在一定程度上加以管理。

有一种风险是,懒惰或知情不善的用户在渠道中保留了太多的资金,并且由于其中一种故障情况而导致资金丢失或被盗。价格波动也可能导致用户在支付渠道上获得更多的资金。

结论

我们认为,闪电网似乎可以提供可扩展性方面的重大改进。因此,交易速度和交易费用率应该大大提高,而不会影响核心协议的基本安全性。然而,至关重要的是,与雷电付款相关的低级安全性可能使闪电网络不适合大额付款(或者至少将其用于大额付款可能是不负责任的)。投机和投资流动需要这些较大的支付,目前看来是加密货币领域的主要推动力量,相比之下,零售小额支付的数量相对较小。因此,至少从中期来看,闪电可能不像有些人想象的那么大。



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标签: 闪电网络 优缺点

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