比特币闪电网络是什么?如何运作?2025比特币闪电网络发展分析

可扩展性是比特币作为传统支付协议的成熟替代方案发展和采用过程中最重要且最长期存在的问题之一

目前，比特币网络每秒最多只能处理7笔交易，这远远低于一个真正全球化、主流的价值转移系统所需的吞吐量。作为参考，Visa和万事达卡每秒的结算能力超过5000笔交易。

为了解决这个问题并提高比特币的吞吐量，比特币热情的开发社区提出了几种扩展解决方案，主要分为两大类：第一层或协议层解决方案和第二层或链下解决方案。

第一层和第二层扩展解决方案之间有什么区别

第一层（又称链上）扩容解决方案是一种对实际加密货币协议代码库进行根本性更改的方法。第一层或协议层扩容解决方案通常需要增加区块大小，例如比特币现金硬分叉的情况。另一种选择是缩短出块时间，即缩短整个网络找到新区块并将其添加到区块链的平均时间。

另一方面，第二层（或链下）解决方案构建在主区块链之上，无需修改底层协议的实际代码库即可与区块链交互。这些解决方案通常涉及将某些交易转移到二级链下通道，以减少网络拥堵并加快交易处理时间。

比特币最著名的第二层可扩展性解决方案之一是闪电网络，于 2018 年 1 月 10 日首次实施。

比特币为何需要闪电网络

比特币优先考虑安全性和去中心化，导致吞吐量有限，每10分钟产生的区块大小约为1-2MB。这导致高峰时段网络拥堵，平均交易费用飙升，尤其是在2021年NFT热潮等事件期间。比特币每秒只能处理约7笔交易（TPS），不足以实现大规模采用。

链上扩容，例如增加区块大小或缩短区块时间，会带来中心化风险和技术问题，因此比特币社区选择了隔离见证 (SegWit) 和闪电网络等替代方案。闪电网络由 Joseph Poon 和 Thaddeus Dryja 于 2015 年提出，是一种支持链下交易的二层解决方案，可以减轻主区块链的负担。

通过利用支付通道，闪电网络能够实现链下频繁交易的结算，从而解决可扩展性和交易速度问题。这使得小额支付成为可能，因为它允许以极低的费用进行小额交易，从而催生内容打赏和机器对机器支付等新用例。

总而言之，闪电网络通过促进高频、小额交易来补充比特币，而基础层则专注于安全、大额转账，使日常使用更加实用。

闪电网络的工作原理（来源）

什么是闪电网络

闪电网络是在BTC区块链上运行的第二层链下支付协议。它由Joseph Poon和Thaddeus Dryja开发，并于2015年在闪电网络白皮书中发布。

闪电网络背后的理念是通过将交易路由到主链之外来解决比特币的可扩展性问题。它使用用户生成的双向支付通道，允许网络参与者进行几乎即时的点对点加密货币交易。

闪电网络独立于在其上运行的比特币网络。“在其之上”是指使用闪电网络付款的用户可以与网络中的其他用户进行交易，而无需在主区块链上广播或记录每一笔交易。

这里需要记住的一点是，闪电网络没有自己的货币或区块链。它只是一个廉价、私密且几乎即时地进行比特币交易的网络。作为参考，比特币网络上的一笔典型交易至少需要10分钟才能完成，并且交易费用可能高达数美元。相比之下，通过闪电网络路由的比特币交易只需几毫秒即可完成，费用不到一聪或几分钱。

闪电网络如何运作

正如我们已经提到的，闪电网络使比特币用户能够创建双向、点对点、链下渠道，并进行任意数量的交易，而无需在比特币区块链上广播每一笔交易。

为了在闪电网络上建立支付通道，交易双方需要创建一个联合多重签名钱包。这是一种特殊的加密货币钱包，需要多个私钥或签名才能授权交易。从某些方面来看，多重签名钱包就像一个联名银行账户，所有签名者都需要在交易确认前签字确认。

支付通道或多重签名钱包是通过所谓的锚定交易或开通交易创建的。这是记录在比特币区块链上的常规链上交易。在开通交易时，交易双方会在多重签名钱包中存入一定数量的比特币。之后，他们可以使用这些资金在网络上进行尽可能多的免费且即时的交易。

双方存入的金额不必相等。例如，如果 Alice 和 Bob 想要开通闪电支付通道，Alice 可以向多重签名钱包存入 1 个BTC，而 Bob 可以存入 2 个 BTC。然后，闪电网络使用比特币的原生智能合约协议来追踪资金归属，确保任何一方只能访问其存入多重签名钱包的金额。

从此刻起，支付渠道内双方之间的所有交易都将在链下进行。事实上，如果我们深入研究，闪电网络实际上并不会在双方之间来回发送比特币，而只是在多重签名钱包中更新各方各自的余额。

由于所有交易基本上都是在链下或多重签名钱包内进行的，因此无需挖掘来确认交易，从而节省了大量的时间和成本。

当双方决定结束交易时，他们（或任何一方）可以通过发送并签署所谓的“关闭交易”来关闭闪电支付通道。同样，这是在比特币主账本上广播的常规链上交易。关闭交易允许双方在单笔比特币交易中广播其所有链下活动的最终金额，从而有效减少链上交易的数量，从而实现比特币的扩容。

路由付款

闪电网络的关键特性在于它允许在网络内连接的对等节点之间路由支付。这实际上正是闪电网络之所以成为网络的原因。否则，整个链下基础设施就不会如此有用。

这是什么意思？这意味着闪电网络中的每个对等体都可以与网络中的所有其他对等体进行交易，只要它们通过网络中的其他对等体连接即可。例如，如果 Alice 想向 Jane 发送一些比特币，她不必与 Jane 开通直接的闪电支付通道；相反，她可以通过 Bob 和 Jane 之间先前建立的支付通道来路由她的交易。为此，Bob 将比特币转给 Jane，然后 Alice 将通过他们自己的直接支付通道将全额款项偿还给 Bob。

通过这种方式，闪电网络中的节点可以以闪电般的速度连接和交易，并支付象征性的费用。当一个节点向网络中的另一个节点发送比特币时，协议会自动计算并通过最短路径路由交易。如果在路径的某个地方连接中断，或者链中的某些节点资金不足以进行交易，交易将被取消，双方均无权追索。

这个第二层网络由数千个相互连接的支付渠道组成，允许数百万笔即时交易的发生，而不会堵塞或给主比特币网络带来任何麻烦。

闪电网络流程（来源）

闪电网络的优势

闪电网络增强了比特币作为货币的实用性，具有以下几个主要优势：

• 快速交易：闪电网络允许近乎即时的支付，可以立即确认适合日常购买（如食品或出租车费），无需等待 10 分钟才能确认区块。
• 低费用：闪电网络的 交易费用极低，通常仅为几聪，这使得小额支付和全球汇款成为可能。例如，发送 100 美元的 BTC 可能只需几美分，远低于链上交易费用。
• 可扩展性（吞吐量）：由于不受区块大小的限制，闪电网络可以处理比链上进程多得多的交易。理论上，它每秒可以处理数百万笔交易，从而促进比特币的增长，而不会造成区块链拥堵。
• 隐私性：与公开记录的链上交易不同，闪电网络支付保持隐私。只有通道资金和通道关闭信息显示在区块链上，通过多个节点的路由可以隐藏交易的来源和目的地。
• 互操作性和全球访问：闪电网络是一个开放协议，允许任何人无需许可即可使用。目前已有多种实现方案，从而构建了多样化的钱包和服务生态系统。它支持全球即时交易，使汇款成本高昂或货币不稳定地区的用户受益。
• 赋能新用例：闪电网络支持小额支付，允许进行资金流转、社交媒体打赏以及小型电商交易。这将在萨尔瓦多等地构建循环经济，比特币在这些地方用于日常购物，交易速度与银行卡支付一样快捷。

闪电网络的局限性和挑战

虽然 Lightning 是一个强大的解决方案，但它也面临着一些挑战，特别是在采用的早期阶段：

流动性管理：大额支付需要充足的通道流动性。例如，要接收 1 BTC，用户必须拥有该金额的入站容量。平衡通道可能很复杂，需要用户开设多个通道或使用服务来提供入站容量。

在线要求：有效使用闪电网络通常需要用户或服务方在线才能收发付款。这带来了挑战，尤其是对于那些可能并非总是能访问互联网的普通用户而言。

通道容量和经济锁定：通道中的资金在其整个生命周期内均处于锁定状态，这意味着在通道关闭之前，这些资金无法在链上使用。开通通道会产生链上费用，在高峰期可能会很高，从而阻碍新用户。

路由问题：由于路由不可用，付款有时会失败，尤其是在金额较大的情况下。虽然多路径支付正在改善这一问题，但付款失败可能会导致延迟，从而影响用户体验。

托管余额 vs. 非托管余额：许多用户为了方便而更喜欢托管钱包，但这会带来信任问题。非托管选项更安全，但也存在技术挑战。

安全问题：闪电网络的安全性很大程度上依赖于比特币的底层基础设施，因此必须时刻警惕潜在的漏洞。

总体而言，虽然闪电网络具有显著的优势，但为了更广泛地应用，仍需要解决这些挑战。

闪电网络容量（来源）

2025 年的闪电网络：现状与发展

到 2025 年 10 月，闪电网络将实现显著发展，从一项小众实验发展成为比特币基础设施的重要组成部分。以下是主要发展情况：

网络增长：自 2021 年以来，闪电网络的容量不断增加，在 2023 年底达到 5,000 BTC以上，但到 2025 年中期则下降至约 4,200 BTC。尽管下降了 20%，但分析师认为这可能是由于结构优化所致，因为从 2021 年 8 月到 2023 年 8 月，路由支付飙升了 1200% 以上，表明现有容量得到了更高效的利用。

节点和通道数量：节点数量从 2021 年的约 16,000 个增长到 2023 年的 20,000 多个，但自 2022 年以来，公共通道数量呈缓慢下降趋势。这种整合表明了效率，通道数量更少但规模更大，管理得更好。

技术改进：

• Taproot 和 PTLC： Taproot 升级后向 PTLC 的过渡增强了灵活性并模糊了路由信息。
• 双重融资和渠道拼接：双重融资允许双方立即向渠道做出贡献，而渠道拼接有助于管理流动性而无需关闭渠道。
• 瞭望塔和安全：内置瞭望塔服务的改进安全功能可保护用户免受作弊风险。
• AMP 和多路径路由：现代钱包正在利用多路径技术来提高支付成功率，并且正在测试蹦床路由以协助较小的节点。

采用指标：闪电网络的支付量一直在快速增长，全球范围内，尤其是在非洲，出现了引人注目的采用案例。

总而言之，到2025年，闪电网络将比几年前更加稳健、更加广泛集成、更加用户友好。它正在处理真实的经济活动：从侨民汇款，到消费者订餐，到交易员在交易所之间转移资金，再到内容创作者在线获得小费。挑战依然存在（例如在扩展过程中确保去中心化和流动性分配），但持续的改进旨在解决这些问题。围绕闪电网络的叙事已经发生转变——不再是“闪电网络是否有效”，而是“闪电网络正在发挥作用，我们可以将其扩展到什么程度，以及我们可以用它实现哪些新用途。”

总体而言，闪电网络正在兑现其承诺，使比特币能够成为快速的全球支付网络，补充比特币作为稳健货币的地位。未来几年，闪电网络可能会继续发展，尤其是随着越来越多的钱包抽象化技术细节，以及稳定币在闪电网络上的使用率上升，吸引更多只想享受廉价、即时美元转账的新用户——所有这些都由比特币作为底层保障。

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