2008年比特幣的出現向世界介紹了區塊鏈技術和加密貨幣的概念。一種不忠于任何政府或金融機構的貨幣引起了許多人的興趣，而一種完全分散式的資金轉移方式的想法是新穎而令人興奮的。比特幣開啟了加密貨幣革命。

比特幣的優勢

加密貨幣相對于傳統法定貨幣有許多優勢。首先，也是最具開創性的是，比特幣完全由用戶網絡擁有和管理。除了使用和維護網絡的人之外，沒有其他權威。這些貨幣的另一個優點是它們的隱私： 因為公共分類賬只包含加密的數字代碼，用戶可以像他或她希望的那樣保持匿名。

透明度也是比特幣的一個關鍵方面。在區塊鏈上發生的每筆交易的詳細信息仍然可以在公共分類賬中被所有用戶訪問。同樣值得注意的是，任何好奇的用戶都可以查看白皮書和所有源代碼。事實上，社區鼓勵這樣做。此外，未來還會有有限數量的比特幣被創造出來，消除了通貨膨脹的風險，你就有了一個非常有吸引力的傳統貨幣替代品。

比特幣的缺點？

不過，區塊鏈和比特幣確實有一些缺點。第一個也是最重要的問題是規模問題。事實上，對于Satoshi的白皮書，詹姆斯·a·唐納德（James a 。 Donald）對比特幣可擴展性的最初回應之一是：“我們非常、非常需要這樣一個系統，但從我理解你的提議的方式來看，它似乎沒有達到所需的規模。”

什么是比特幣的可擴展性？

比特幣的功能是將交易群組收集成“塊”。處理這些塊，完成其中包含的事務，并生成另一個塊來存儲下一組事務。這是區塊鏈。擴展性的核心問題是這些塊的大小：每個塊中允許的事務數量有限，這可能導致瓶頸。目前，BTC網絡每秒最多可以處理7個交易。這只是Visa和其他以法定貨幣為基礎的平臺每秒大約24000筆交易能力的一小部分。

比特幣剛誕生時，塊大小被設置為1兆字節，每十分鐘就會創建一個新的塊。當用戶池很小時，這個功能就足夠好了。然而，隨著越來越多的用戶加入到網絡中，此時有數百萬用戶，事務速率變得異常擁擠。事實上，比特幣如此擁擠，以至于一些人認為，可擴展性問題將導致比特幣的衰落。

增加塊大小

一些用戶提出了解決這個問題的方法。他們建議將塊大小從1MB增加到8MB就可以解決與交易時間相關的問題。雖然這將在表面上解決問題，但也會產生其他問題，可能危及比特幣的一些核心元素。

集中式的風險

在比特幣網絡上，區塊是由用戶“挖掘”的，要么是單獨的，要么是集體的。這些礦商受到激勵，根據交易費用選擇進入下一個區塊的交易。用戶進行交易時，會將一定數量的BTC分配給交易費用：費用越大，交易優先級越高，完成的速度越快。

如果塊大小增加，交易率會增加，但費用會下降。一些用戶擔心，這將導致較小的礦商放棄這一過程，因為激勵措施將會減少，而必要的計算能力實際上可能會增加。這可能會導致網絡更加集中，因為獨立的小型采礦者將離開，而采礦者將在更大、更強大的采礦者手中更加鞏固。這種對BTC分散性質的威脅遭到了社區的抵制。

比特幣可擴展性的另一個解決方案

雖然已經討論了一些解決辦法，但沒有一個辦法能在礦工之間產生充分接受的必要協商一致意見，而且如果沒有礦工的贊同，一項通過永遠無法正常運作。一種被提出的解決方案引起了加密貨幣界許多人的注意。由于阻礙比特幣成為法定貨幣的廣泛替代品的主要問題在于區塊鏈的固有缺陷，一些人主張采用一種非鏈解決方案。進入閃電網絡。

什么是比特幣閃電網絡？

閃電網絡最初是由Joseph Poon和Thaddeus Dryja在他們2015年的白皮書中提出的。通過開發一個鏈下解決方案，閃電網絡解決了低交易率和不斷增長的費用的問題，最好通過類比來理解。

閃電網絡是如何工作的？

約翰和莎拉正在酒吧看足球比賽。他們計劃在比賽中發生的幾個不同事件上進行一些小賭注：哪支球隊會進第一個球，哪位球員會犯規等等。他們每人在吧臺上放10美元，在每次打賭的結果出來后，他們在一張紙上記下誰贏了誰輸了，然后繼續游戲。為了節省時間和精力，而不是立即拿出錢包來支付這些小賭注，他們實際上是在比賽結束時兌現了付款承諾。

這就是閃電網絡的工作原理。兩個用戶通過在一個多簽名錢包中存入等量的比特幣來打開支付通道。這是一個BTC錢包，需要打開兩個私鑰，并包含一個分類賬隨著BTC。該初始交易記錄在區塊鏈上，支付通道保持開放，直到雙方達成一致。既然已經開通了支付渠道，雙方就可以利用存入的比特幣進行無限數量的微交易。

如果John和Sarah開了一個支付通道，每個存款5個BTC。他們賭1比特，約翰輸了。然后約翰和薩拉進入他們的共同錢包，更新資產負債表，簽署了約翰向薩拉支付1比特的承諾。錢包里的賬本現在會顯示約翰有4個比特幣，薩拉有6個比特幣。比賽結束時，當所有的賭注都押完，約翰和薩拉準備回家時，他們合上錢包，把最后的分類賬余額寄回了區塊鏈。只有到那時，實際的資金才會轉移。

正確的比特幣擴張解決方案？

這是一個相當優雅的可擴展性解決方案。由于所有這些微型交易都是在場外進行的，因此不需要任何費用，而且幾乎是瞬間完成的。閃電網絡可以解決用比特幣購買一杯咖啡的物流問題。另一個例子可以進一步說明非鏈交易的優勢。

約翰最喜歡的咖啡店剛剛開始接受BTC作為支付。他很興奮，但意識到使用BTC支付一杯3美元的咖啡所花費的時間和金錢根本沒有意義。然而，他的咖啡店也在使用閃電網絡。約翰能夠與商店開通一個支付渠道并存入25 BTC。每天早上，當他去買咖啡時，多簽名錢包就會更新比特幣的轉賬信息。因此，沒有費用，沒有交易時間。當John最終花光了所有的25 BTC，或者厭倦了他們的咖啡時，他們互相關閉了支付通道，BTC被保存到區塊鏈中，那么交易就完成了。

Off-Chain解決方案

一些人認為，由于這些交易發生在場外，它們不可能是安全的。然而，事實并非如此。閃電網絡利用智能合約來防止欺詐。如果一名用戶試圖在未經另一方同意的情況下完成交易，錢包的余額將全部返還給另一名用戶，違規者將丟失其所存的全部比特幣。如果一個用戶試圖用欺詐性的期末余額關閉錢包，那么BTC總額也將恢復到另一個用戶的私人錢包。這些智能合約起著防止欺詐的作用。

對這些微交易使用off-chain技術使區塊鏈對更大規模的交易開放，從而減少了等待時間以及與區塊鏈操作相關的費用。雖然這對日常使用很有吸引力，但隨著網絡的不斷擴大，不同用戶之間的支付渠道也越來越多，閃電網絡的真正潛力就顯現出來了。

約翰和薩拉又在賭博，但這次杰西卡想加入。使用閃電網絡如果薩拉和約翰有一個開放的支付渠道，杰西卡和薩拉也有一個，她就可以直接和約翰利用之前的渠道打賭。這就是閃電網絡的真正力量。隨著更多的人加入網絡，更多的渠道被打開，可用的途徑幾乎呈指數級增長。一個虛擬的蜘蛛網的通道將打開，通過所有用戶的相互聯系來連接他們。

閃電網絡的局限性

然而，進行場外交易也有自己的問題。目前閃電網絡的一個缺點是它的通道被封住了。這意味著交易不能超過最初打開支付通道時存入錢包的BTC總額。這可能會導致用戶不得不在閃電網絡和主區塊鏈上的私人錢包之間做出選擇。對于擁有少量比特幣的用戶來說，這可能尤其困難。

閃電網絡將通過連接所有用戶的通道網絡運行，并且應該無縫運行。至少在理論上是這樣。隨著越來越多的人加入網絡，我們無法知道這些交易需要多長時間。有些人擔心，隨著網絡通道變得越來越復雜，他們可能會發展出自己的卷積問題。人們還擔心，“集線器”（即包含大量BTC的節點）的潛在發展，以及它們將形成壟斷，而大多數交易將通過這些集線器進行。批評者認為，這將導致網絡的進一步集中。

一個潛在的解決方案

盡管閃電網絡尚未完全投入使用，但它可能是加密貨幣規模問題的解決方案。這項技術最初是為比特幣設計的，但目前正在開發其他加密貨幣上，包括萊特幣（Litecoin）、以太幣（Ether）和瑞波幣（Ripple）。2017年底，三家初創公司（ACINQ、Blockstream和Lightning Labs）發布了包括實時交易在內的測試結果，證明了他們的軟件是可互操作的。網絡規范的版本1也已經發布，這將激勵應用程序的持續開發。

所涉及的代碼的復雜性以及在啟動之前需要進行的嚴格測試意味著我們可能不會很快看到一個功能強大的閃電網絡。這并不意味著這項工作沒有進行。2018年3月，加州閃電實驗室（Lightning Labs）推出了他們的網絡測試版，創造了迄今為止經過最徹底測試、功能最完善的技術迭代。這個測試版是針對高級用戶的，并將繼續改進。事實是，如果加密貨幣能夠實現許多人希望的那種大規模采用，那么必須解決可擴展性問題，而非鏈外解決方案可能正是答案。