深入解读闪电网络：支付通道

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来源：以太坊爱好者
作者:MagomedAliev
翻译:阿剑
闪电网络是一种去中心化的链下技术方案，可支持每秒上万笔交易并发，接近于Visa系统能做到的程度（举个例子）。而在当前的比特币（世界上最流行的密码学货币）区块链上，只能支持每秒处理约7笔事务，还要付出高昂的手续费，并等待很长时间来确认交易生效，这些因素都使得用比特币发送小额交易几乎不可能。而闪电网络把这两个问题都解决了。
引言
闪电网络是一种支付通道系统，与常见的多签名钱包没有任何区别。所谓开启通道，就是参与方创建一个多签名钱包，并向该钱包充入资金。这个钱包接收到的资金数量就成为这个通道的余额。再然后，参与方之间的后续交易就全部在区块链以外的环境中发生了。任一参与方都能随时关闭这个通道，这时候，最后一笔链下的交易（决定着该通道各参与方的余额）会被发送到区块链上，同时作废掉所有中间的交易，因为所有这些交易都使用同样的交易输出。结果是，我们只需一笔交易来开启通道、一笔交易来关闭通道，中间所有的中间交易都是即时收发的，无需记录在区块链上（因此无需等待）。
（译者注：比特币不是账户里面的余额，是一张张的支票；所有的支票都是由具体的某笔交易创造的；每一张支票都只用一次就会作废（也即只能用在一笔交易中）。交易可以任意分配所用支票的价值来生产任意数量的新支票。）
这样的通道所组成的网络使你可以向网络的另一个参与者发送资金，即使你们之间并无直接的通道。唯一的条件是你们之间要能形成一条“路径” ，即有通道能前后相接地把你和对方联系起来。此外，得益于特殊的智能合约（HTLC ，哈希时间锁合约），你不需要信任网络中的任何人，合约会保证安全地交付你支付的资金。
要理解闪电网络是如何运行的，首先要理解的是支付通道的运行以及构成支付通道基础的HTLC 。这些话题都不小，所以我把文章分成了两部分，从解释支付通道的工作原理开始。
支付通道
如上所述，连接两个参与者的支付通道实质就是一个普通的多签名钱包。第一笔交易决定了一个通道的余额，我们称为“充值事务”或者“锚点事务” 。这笔交易需要广播到网络中并记录到区块链上，以表明通道开启。
做完了这一步之后，要更新通道双方的余额时，双方就需要手动交换签过名的“承诺事务” 。这些交易本身都是有效的，随时可以发送到比特币网络中，但双方都会暂时保存起来，不会广播出来，除非已准备关闭通道。如此一来，通道内双方的余额状态，一秒内变动几千次也没问题，更新的速度仅受限于双方创建、签名和向对方发送承诺事务的速度。
每次双方交换了一笔新的承诺事务，他们也就把通道的前一个状态作废掉；因此，只有最新的一笔承诺事务可以“执行” 。这样设计的目的是防止某一方欺诈对方，把一个过时的但对自己有利的状态发送的链上来关闭通道。下文我会讲解几种防止这种欺诈的机制。
最后，通道既可以双方一致同意关闭——就是把一笔关闭事务（叫做“结算事务”）发送到比特币网络中——也可以单方决定关闭，就是把最后一笔承诺事务发送到网络中。这是为了防止某一方离线导致另一方在通道中的余额一直“锁定”的情形。