蓑衣网闪电网络与以太坊结合建立支付渠道的构想及其前景
本文是讨论在以太坊上建立支付通道的想法(就像在比特币基础上建立的闪电网一蓑衣网小编2022样)。我想介绍一下建立支付通道的原因，并对比特币闪电网做一个非技术性的简要描述，以及探讨在以太坊建立支付通道的巨大优势和潜力。这篇文章更多的是写给普通大众而不是高级技术人员的。
比特币支付渠道
初始动机
要将比特币发送给某人，你得创建一个交易，对其进行加密(证明你是创建者)，并通过比特币网络广播该交易。网络上的节点被称为“矿工”，他们确认你的交易，打包成块，在剩余的比特币网络上广播，从而确认并完成你的交易。矿工可以在这个过程中获得比特币作为奖励。奖励的一部分来自于你发起交易时需要支付的小额手续费。小额费用和块奖励是保证网络安全运行的经济动力。
随着比特币逐渐被接受，区块链记录的交易数量也在增加。目前一个区块最多可以容纳1Mb的交易，理想情况下比特币每秒可以支持10笔左右的交易。但现实的上限是每秒5到7笔交易，目前网络的平均负载大约是每秒3笔交易(实际上上限是实际的平均值，因为块创建是概率性的，它比刚性的10分钟间隔更遵循泊松分布，根据选择的比特币间隔可以看出它可以支持更高的数字)。
如果增加块大小，每秒交易的上限会增加(这意味着要么修改比特币的核心版本，要么采用XT版本)，但块扩展是有限的。2013年，Visa达到每秒47000笔交易的峰值，远远超过比特币四个数量级。Visa能做到这一点，是因为它是一个集中的系统。去中心化可能是赋予比特币优势和变革潜力的属性之一，但这也使其难以处理大规模交易。
除了大宗交易的障碍，还有小额支付的问题。由于交易成本的存在，过去不可能进行小额支付。这也是信用卡有最低消费金额的原因。不能用Visa给别人发一分钱，一分钱的费用都不支持。但是微支付潜力很大，很多人认为比特币可以发挥这种潜力。但问题是，按照目前的价格，比特币的交易手续费大概在2到3分钱，远低于现有的金融体系，但仍不足以低到可以实现小额支付(比特币的交易手续费是基于交易笔数，而不是转蓑衣网小编2022账金额，这与现有的金融体系有本质区别)。
比特币面临的最后一个问题是零确认(或即时支付)的问题。比特币交易在几秒钟内就传遍了整个全球网络，但直到打包成块才得到证实。由于区块创建和矿工确认的随机性，这个过程有时需要一个小时左右(但通常平均需要10分钟左右)。
不需要解决零确认问题，因为一个用信用卡完成的交易，几个月后仍然可以撤销，交易操作者有手段快速察觉极其罕见的双花企图。虽然这不是必须的，但是解决它还是有价值的。微支付并不是一个必须解决的问题，因为没有其他的系统可以把微支付变成现实，所以这里不需要互相竞争。而微支付的实现，会开拓很多新的市场，创造价值，所以有利于解决这个问题。但是大规模交易的问题必须解决。如果比特币做不到这一点，那么它就是失败的，无用的。
比特币及支付渠道概述
支付渠道是解决比特币可扩展性、小额支付、零确认等问题的可行途径。这个想法是让参与者直接进行交易。区块链不是通过区块链发送交易并使用它来加密以确保信息安全，而是仅在需要结算机制时使用。 现在关于建立支付渠道的想法已经很少了，最广为人知的是闪电网。
比特币闪电网的想法是受当前电子金融系统运行原理的启发。我们的目标是学习我们所学的所有成果，并将有意义的部分应用于比特币。因为这篇文章不是技术文章，为了让大家知道在以太坊建立支付通道的好处，我们至少要对比特币闪电网有一个高层次的了解。
当前支付的授权流程[X] [X]一笔比特币交易涵盖几个部分。我们来简单讨论一下：
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唯一的问题是，只要交易不是发生在区块链上，你就可以选择把这些比特币送给别人。比特币交易极其灵活。两个人可以决定将部分比特币整合到一笔交易中，交易只有同时加密签名才能发出。这就是所谓的多重签名或支付到脚本哈希(pay-to-script-hash)，也是支付通道建立的基础。
如果爱丽丝和鲍勃想要在他们之间建立支付通道，他们中的一个或两个应该将比特币集成到一个特殊的多重签名交易中，并在网络上广播。然后，他们创建并签署一个新的交易，但原始资金最终将返回给他们，并且不会被使用，直到稍后的一天(例如，接下来的30天)。当他们需要向对方发送资金时，会更新各自的资金余额，交易时间会缩短(29天、28天等.).最后，最新的交易变化将被广播到网络。
支付渠道的创建和形成过程
由于这些信息只会在爱丽丝和鲍勃之间传递，它们将有助于减少在区块链发生的交易数量，从而使区块链能够大规模地处理交易。它们也可以被视为即时支付，解决了零确认的问题，因为它们可以进行任何面额的小额支付，而不需要任何手续费。唯一要考虑的是交易什么时候广播到网络，这取决于Alice和Bob什么时候关闭通道，或者其中一个人想停止交易(这个时候其他人会等最后一个可以消费的交易广播到网络，然后给他们发送合适的比特币金额)。
但这只发生在两者之间。真正让支付渠道有用的是，比特币可以把它们联系在一起。如果爱丽丝和鲍勃有渠道，鲍勃和卡罗尔有渠道，然后爱丽丝可以通过鲍勃支付卡罗尔。鲍勃可能会收取少量费用，但这比区块链的费用少得多。这里就不细说了，不过不信任Bob也能实现。只是增加一些规则来保证交易的完成。这些新规则在比特币中还不存在，但比特币有一天可能会被使用。
通过链接的渠道发送交易[X] [X] [X] [X]如果一些参与者是渠道的“中转站”，并且他们与其他人建立了渠道(想想Visa、银行和金融机构)，那么我们将开始看到一个完整的支付网络，它允许某人通过这个网络向任何人支付金钱，而不必每次都广播交易或进行交易。
区块链解决方案：可审计和防欺诈该系统将比特币区块链转化为一种定义金融关系规则的机制，然后作为程序性审核和最终解决方案，最终减少对人为机构的依赖。区块链开始成为一种程序化的社会契约，以极低的成本维持双方的信任和金融互动。
支付渠道并不适用于所有交易。对于大型的一次性交易，如买房或买车，可以使用正常的比特币交易。
但对于频繁来回转移资金的实体，如银行和金融机构，支付渠道可以显示其魅力。当你允许多渠道支付时，你可以让消费者在没有银行账户的情况下，与银行建立支付渠道，对商家的支付也是多渠道、直接的信息传递。这样的体系一旦建成，就像我们今天的金融体系一样。现有的金融体系依赖于信任，他们必须受到严格的监管，以保护消费者的合法权益(今天我们的体系非常糟糕，想象一下如果没有监管会发生什么)。但依托比特币的支付通道，可以将监管责任转移到区块链，这将是一个更加完善、透明的审查和防欺诈体系。
Joseph和Thaddeus Dryja在比特币闪电网络大会上的演讲
以太坊的支付通道非常具有前瞻性，但时至今日，比特币闪电网络仍无法建立，因为还存在一些未解决的困难(如交易扩展性)，协议中还应增加一些附加功能。以太坊是下一代加密货币，以账户余额代替交易为基本对象，可以建立智能合约(不需要通过关联交易建立)。这不仅意味着我们可以在以太坊的平台上建立闪电网络支付通道，也意味着我们可以在此基础上开发更强大的功能。
我们可以利用以太坊建立闪电网络，制定智能合约的规则。如果爱丽丝和鲍勃想要在他们之间创建支付通道，一方可以建立通道和规则，另一方可以与他们“联合”。包含信道最新状态的信息将被创建、签名并在它们之间直接传输。如果Alice需要关闭通道，她将调用可以加密状态信息的智能合约功能，该功能将启动结算期。此时，Bob可以确认状态，发送更新的签名状态信息，或者等待结算期结束。最后，渠道会被关闭，他们的资金会被退回。
在比特币闪电网络中，当通过多个通道发送支付时，在所有参与者完成同步之前，这些消息将在它们的通道之间保存，这对于支付网络的中央“枢纽”是不利的。Visa每秒处理几万笔交易，所以如果这些交易每秒多花点时间，整体速度会慢很多。大家庭可以通过在彼此之间开放多个渠道来改善这种情况，但这在开始时极其复杂，并增加了区块链上的交易数量。和以太坊，通过让没有更新到通道最新状态的特殊繁琐信息留在通道中，实现了多渠道完成支付的过程。这些繁琐的消息是随着信道状态的变化而编写的。这意味着当有大量冗余信息需要解决时，通道可以自我更新。当一个繁琐的消息被解决后，可以整合到下一个状态的更新信息中，从而证明它已经生效。当通道关闭时，任何未处理的繁琐消息将在结算阶段处理。这种方法有点危险，比如用户感兴趣，他的账号就会变成负数，这原来是一个特征，而不是错误(见下文)。比特币的闪电网基于比特币网络，不包含。这意味着闪电网络需要比特币自己的基础设施和协议。如果你要支付给和你没有直接支付通道的人，你要想办法找到“中转站”并与之连接，就像互联网上已经使用的路由协议一样。离线硬件永远是个问题。以太坊的搜索过程可能完全嵌入在它本身。智能合约可以列出现有的中转站和渠道，以及它们的连接和费用。这可能不是最终解决这个问题的最好方法，但会是引导比特币这个极其复杂的部分的更快的方法。这种智能合同也可以成为一系列中转站，指向托管资源的其他地方(IPFS、AWS、您的家庭服务器或加密节点)。这条路线可以有效利用的地方很多，所以使用以太坊可以降低复杂度，这是一个巨大的优势。
以太坊的奖励特点给现有渠道增加资金当我们试图看到比特币闪电网的最前沿时，我们看到的和现在的银行账户差不多。所以现在我们用爱丽丝和班克代替爱丽丝和鲍勃。可以在爱丽丝和银行之间创建一个支付通道，只有爱丽丝在那里存钱，然后她利用线下信息将她的比特币“发送”到银行，通过更多的通道连接到信用社，最后(支付比特币)到爱丽丝刚刚购物的百货公司。只要爱丽丝可以通过她的银行收到“付款”，这种机制就可以很好地工作，但前提是她支付的款项少于她银行“侧面”渠道的余额。此外，如果她已经通过其他一些实体渠道获得了比特币，那么在不创建新渠道的情况下，她是无法存入的。但是有了以太坊，爱丽丝可以做到这一点。这还需要一笔交易，让爱丽丝直接把钱汇给她的“边”渠道，增加这个渠道的总资金。她将在下一个签名中包含这些信息，银行可以检查智能合同，以确保她的新资金确实存在。资金清空后渠道保持畅通是有问题的。但是，如果真的需要这样做，可能有几种方法可以实现这个功能。但我觉得最保险的办法是关闭(旧)渠道，开一个新渠道，而不是简单的保留这个功能。存款VS信用通道以太坊允许我们在爱丽丝和银行之间创建一个存款的通道，这更像是一个传统的银行账户，允许爱丽丝(或银行)在通道保持开放的情况下向通道添加资金。但我们发达国家的大多数人也有信用卡，可以让我们在没有“存款”(当然那是未来的钱)的时候花钱。而且银行可以让人们拿回比原来更多的钱(通常这个过程中会有可怕的开销)。如果双方同意，可以允许以太坊支付通道余额为负。这样的支付渠道更像是在模仿信用卡关系，而不是银行关系。这不会创造资金，只会在通道里有东西，但会像爱丽丝一样通过支付网络跟踪交易流向。如果爱丽丝在她的余额为零之前突然消失，无论他们以她的名义向这个网络中的其他参与者发送什么，银行都会退出。像银行这样的机构会将这些支付渠道与银行账户和信用卡混为一谈。当爱丽丝的存款为正数时，银行会寄给她利息。当爱丽丝的存款为负数时，银行将向她收取利息。竞技币也包含在内以太坊让你轻松创建自己的加密数字货币(竞技币)。这也可以通过使用智能合约来实现。这样做的好处是，竞争币从整个以太坊网络获得安全性，而不需要运行自己的区块链、节点和矿工。闪电网可以为以太网(以太坊的本地令牌)创建，也可以嵌入智能合约，创建任何有竞争力的货币。在需要的情况下，可以“备份”支付通道网络。多通道到目前为止，我们只讨论了两个参与者之间的通道，但是也可以在三个或更多参与者之间创建通道。这个在比特币中也是可行的，所以这个功能不仅仅适用于以太坊，在以太坊中会更容易实现。这些多方通道是可以建立的，底层状态的每次更新，所有参与者都必须签名，或者让部分参与者(n个中的m个)签名以获得有效的新状态。多声道可以用来做什么？Blockstream最近发布了他们的第一款侧链产品——Liquid。Liquid是一个私有的区块链，参与者(目前只集中在比特币交易所)可以使用它将比特币即时发送给其他人，从而解决他们的零确认问题。然而，侧链是一种极其复杂且未经测试的解决方案，在Blockstream完全双向的侧链挂载技术实现之前，比特币协议仍需要更多的变化。
大型金融机构正在探索私人区块链技术来解决类似的问题。多通道可以为Liquid的私有侧链提供很多功能，而且实现起来需要的复杂度比较低，本地的区块链会提供安全保障。在不考虑资金问题的情况下，在智能合约下运行一个游戏会很有意思，但是游戏过程耗时太长，即使使用以太坊的短块。同时，每次手术付少量的钱会太贵。但是有了多渠道，这就变得可行了。智能合约中可以记录开始游戏的状态信息，然后游戏过程会直接通过参与者传递信息。根据预期检查信息内容，并不断对信息进行加密和签名，这将是非常密集的。调用CPU（CPU大量运算工作），但是在良好的游戏设计的情况下，可以在足够低的（运算水平下）达到游戏的要求。这为支付渠道开拓更多的用途。事实上，称它们为支付渠道可能不太恰当。以太坊白皮书讨论了比特币作为一种状态转换系统和解释了以太坊对这种观点的态度。我们在这里看到以太坊上的支付渠道也可视为状态转换，所以称它们为“多方线下状态网络”之类的可能更加准确。多种资产渠道如今，纳斯达克正在使用区块链技术进行资产交易之类的操作，Overstock推出区块链股票交易平台T?。支付渠道（或者“多方线下状态网络”）不仅可以为任何代表着智能合约的数字资产而运作，还可以为支持多种数字资产的合约而服务。换言之，一种智能合约可以同时支持货币（以太币或者其他数字货币）和代表公司股份的加密代币。拥有多种资产的渠道或网络是基于智能合约的金融交易的成功因素。
区块链对于任何领域都是非常棒的技术，在这些领域中你会看到很多参与者需要共享可信数据库，但在真正实现之前还需要克服一个由来已久的巨大障碍，就是交易的速度和波动性（或者被称为“挖矿”的区块创建）。多方线下状态网络对这个问题提供了一种解决方法，为更好的区块链应用打开大门。
注意事项
在处理比特币闪电网络和以太坊上其它类似的东西时，仍需克服许多障碍。对于比特币闪电网络，当他们更新余额时，渠道中的参与者能缩短交易同步到区块链上的时间。这确保旧的交易在最新的交易之前不会被广播。但是如果一个参与者不能够在关闭渠道前及时地广播最新的交易，（他的）资金会丢失。这可能是技术方面的问题，或者是区块链相关的问题，例如一大堆交易等待被同步（这在当区块容量被占满或者大量交易涌入时会发生）。
以太坊上在结算期也可能发生同样的问题，但因为结算期的窗口可由渠道设定，而不是刚性的限期，所以以太坊的处理能力更加强大。恶意的参与者可以使用对他们有利的过时信息和垃圾交易在以太坊网络中发起一个结算期，阻碍其他参与者提交最新的信息。这种威胁可以通过足够长的结算期（其可以由创建渠道的人设置）来减轻。
支付渠道已经被提议作为最终实现小额支付的途径，我认为它们是到目前为止除使用中心化服务以外最好的方法，但我仍很怀疑它们是否真的能做到这一点。转移价值毕竟是有成本的。像黄金之类的物质商品，成本与转移量是成比例的，但是对于价值数字表示，成本在每次转移中或多或少是固定的，与金额大小无关。这意味着一笔交易的成本多少，可能有一个更低的极限，但我不知道能多接近那个极限。中心化服务似乎能非常接近零成本，但是代价是必须信任这个服务。为了用比特币闪电网络向任何人支付，你必须通过一些“枢纽”，这些“枢纽”可能是纯粹收取费用而存在的。这些费用会比比特币交易费用便宜多少呢？
这抛出一个问题：究竟小额支付是什么？难道是发送subdollar（小于一美元）？还是发送25美分？还是发送一分钱（便士）？或者说更小？要按什么比例收取我们认为可行的交易手续费？对于这些问题，每个人似乎都有不同的答案。但是无论答案是什么，我认为即使有了支付渠道，也无法达成比几分钱便宜得多的交易。另一种建议是，可能会存在一个中心机构来收集用户数据并从中获取利润。如果是这样的话，那么小额支付也许能够实现。