闪电网络概述

比特币自诞生起一直存在若干技术问题：论处理能力，目前全网只有7笔/秒；论时延，大致10分钟才出一个块；论交易最终性，一般建议将等待6个块的确认视作交易最终化，大额交易则建议等待更多；论容量，目前已生成40多万个区块，约60GB数据量，且眼见的未来只见增加不见减少。

在闪电网络出现前，虽然比特币社区也试图通过区块扩容、隔离见证等技术在一定程度上提高交易处理能力，但始终无法实现数量级的改善。至于前面提及的其他技术难题，现存的PoW机制是万万动不得的，需要等待多个区块的确认也是不能触碰的底线；更麻烦的是，交易处理能力和区块链数据容量似乎是一对无可调和的矛盾。

思路决定出路，常规方法找不到出路，就逼得社区换一种思路考虑这个问题。代码性能调优的经验提示我们，优化编译、改进算法、调整数据结构等方式虽然很重要也很管用，但怎么能比得上“根本不执行”的强悍？既然在比特币区块链中优化性能如此艰难，为何不尽可能将交易放到链外执行？以比特币区块链为后盾，在链下实现真正的点对点微支付交易，区块链处理能力的瓶颈可能会被彻底打破，时延、最终性、容量甚至隐私问题也迎刃而解，这就是比特币“闪电网络”的思路。

闪电网络并不试图解决单次支付的银货兑付问题，其假设是单次支付的金额足够小，即使一方违约另一方的损失也非常小，风险可以承受。因此使用时必须注意“微支付”这个前提。多少资金算“微”，显然应该根据业务而定。闪电网络的关键技术有三，依次是RSMC（Recoverable Sequence Maturity Contract，序列到期可撤销合约）、HTLC（Hashed Timelock Contract，哈希时间锁定合约）和闪电网络后者依赖于前者。技术实现虽然复杂，但本质却很简单。

如图1-4所示，Alice想给Dave发送0.05BTC，但Alice和Dave之间并没有微支付通道。没关系，Alice找到了一条经过Bob、Carol到达Dave的支付路径，该路径由Alice/Bob、Bob/Carol和Carol/Dave3个微支付通道串接而成。

Dave生成一个秘密R并将Hash（R）发送给Alice，Alice不需要知道R。R和Hash（R）的作用就像是古代调兵用的一对虎符。Alice和Bob商定一个HTLC合约：只要Bob能在3天内向Alice出示哈希正确的R，Alice便支付给Bob0.052BTC；如果Bob做不到这点，这笔钱3天后将自动退还Alice。

Bob和Carol商定一个HTLC合约：只要Carol能在2天内向Bob出示哈希正确的R，Bob便支付给Carol0.051BTC；如果Carol做不到这点，这笔钱到期将自动退还Bob。

最后，Carol和Dave商定一个HTLC合约：只要Dave能在1天内向Carol出示哈希正确的R，Carol便支付给Dave0.05BTC；如果Dave做不到这点，这笔钱到期将自动退还Carol。

一切就绪后，Dave及时向Carol披露R并拿到0.05BTC；现在Carol知道了R，她可以向Bob出示密码R并拿到0.051BTC（差额部分的0.001BTC成了Carol的佣金）；Bob知道R后当然会向Alice出示并拿到他的那份0.052BTC，差额部分的0.001BTC成了Bob的佣金，如图1-5所示。

整个过程很容易理解。最终效果是Alice支付了0.052BTC，Dave安全地拿到0.05BTC，整个闪电支付网络为此收取的佣金成本是0.002BTC。上述过程中的全部动作都发生在比特币区块链之外。尽管闪电网络本身可以基于任何合适的传统技术构建，闪电网络的支付通道也可能逐渐向少数大型中介集中，变成若干大型中介彼此互连、普通用户直连大型中介的形式，但这种方案仍然具有传统中心化方案不可比拟的优势，因为用户现在并不需要信任中介，不需要在中介处存钱才能转移支付，资金安全受到比特币区块链的充分保护。