闪电网络（The Lightning Network）是一个去中心化的系统。闪电网络的卓越之处在于，无须信任对方以及第三方即可实现实时的、海量的交易。
（一）闪电网络的起源
近年来，随着比特币的蓬勃发展，比特币交易数量越来越多，而单个区块体积有1MB的最大值限制，因此区块空余空间显得越来越小。如图3-5所示，区块体积中位数在2015年里得到了翻番，从1月的292KB（千字节）快速增长至
12月的749KB。
扩容问题在2015年得到了充分的重视与讨论，在2015年6月左右陆续推出了诸多扩容方案，代表有BIP100、BIP101、BIP102、BIP103、BIP109、BIP248等若干方案（见表3-2）。
虽然提出各种方案，但基本可以划分为两类：长期规则派与短期搁置派。长期派偏理想、规则型，一口气敲定便不再折腾，典型代表是BIP101/103，设定一个增长规则，便不再调整。短期派则认为未来不可预测，固定的规则过
于简单暴力，希望设置一个短期数年方案暂时先避开，搁置至未来解决，代表为BIP100，但由于投票过程复杂，后简化为BIP102/109等，而BIP248则一口推迟至2020年，近几年就简单采取翻番增长。
自2015年6月至今，经过了大半年来大范围的反复讨论，目前长期规则派基本完败。2015年12月比特币香港扩容会议由Pieter Wuille提出了隔离见证（Segregated Witness）之后，扩容问题甚至已经简化为仅升级至2MB，但陷
入了关于实施时间点的争论之中。
一个看似简单的扩容技术问题，却引发比特币社区花了大半年时间，开了数次全球技术会议、私下打了无数回口水仗，却依然未有明确定论。其背后深刻的原因是，区块限制值上调是无法真正解决比特币扩容问题的。
（二）扩容问题
总的来说，根据对比特币网络的理解，有两个划分：清算系统和现金系统。
1.清算系统
比特币区块链是全球的、分布式的、有限容量的且代价昂贵的系统。每一笔交易的价值含量是不一样的，当块容量不够用时，我们应该保障高价值的交易进块。高价值的交易有意愿、有能力支付足够高的网络手续费，从而获得
足够高的优先级进块。
随着比特币的繁荣，交易数量会越来越大，有限的块容量会使低价值的交易（例如发送1分钱）永远无法进块，因为低价值的交易不可能支付高网络手续费。进而，网络退化为清算系统，低价值含量交易被赶出，这些交易由第三
方记账系统进行代替完成。
在闪电网络出现之前，第三方记账系统主要是链外钱包提供商。用户信任某第三方钱包平台，把比特币存入其中，同一平台用户之间转账仅带来账户余额变更，并不会产生比特币交易。
2.现金系统
现金系统意味着所有交易均应该进入区块，那么当块容量不够用时，则应该及时调整块体积限制，对系统进行扩容。短时间可能发生交易入块堵塞，但长期来看所有交易应该均可以入块，人人都享有比特币系统带来的巨大便利
和优势。
3.扩容大小的选择
我们进行一个简单的估算，假设每个交易大小为512字节，手续费单位为0.0004/KB（见表3-3）。
根据VISA在2015年的记录，全年共产生92064百万笔支付交易，折合比特币网络数据（见表3-4）。
（三）微支付通道
闪电网络在一片扩容的吵闹声中于2015年7月发出了首篇论文。在介绍闪电之前，我们先介绍一下微支付通道（Micro-Payments Channel）。
微支付通道概念于2012年首次被提出，是解决小额度、高频次支付场景的方案，目的在于缩减支付的交易数量，使高频、小额支付成为可能。下面我们先研究一下微支付通道的原理。
假设爱丽丝为消费者，鲍伯为一家视频网站。爱丽丝非常喜欢去鲍伯网站看电影，看一部电影需要支付0.1BTC（比特币），那么爱丽丝看了10部电影就需要支付10次0.1BTC，共计1BTC并发出10笔交易。而采用微支付通道就会缩
减至两笔，或者说任何多次的交易均会缩减至两笔，只要总金额不超过存入通道的额度即可。
（四）闪电网络交易合约
微支付通道解决了合并交易的问题，但并没有解决撤销上个交易的问题，利用“理性经济人”和单向流动来达到撤销上个交易目的，并不是真正的撤销。若交易可以撤销，则币可双向流动。
闪电网络是基于微支付通道演进而来，创造性地设计出了两种类型的交易合约：序列到期可撤销合约RSMC（Revocable Sequence Maturity Contract），哈希时间锁定合约HTLC（Hashed Timelock Contract）。
RSMC解决了通道中币单向流动问题，HTLC解决了币跨节点传递的问题。这两个类型的交易组合构成了闪电网络。
（五）闪电网络面临的问题
闪电网络的最初设想为一个中心辐射型网络。你的钱包将会连接到一个“支付中转站”，由于各种支付渠道彼此之间都保持畅通，爱丽丝有一个和中转站A相通的渠道，而鲍伯也有一个和中转站B相通的渠道，爱丽丝
只需通过一两个中转站的跳跃就能直接和鲍伯交易了。
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