闪电网络是一种链下协议，旨在解决比特币的可扩展性问题。链下解决方案（有时也称为第二层解决方案）使用户能够彼此创建点对点支付渠道。
一般来说，链下支付渠道适用于较小的比特币交易，例如购买咖啡。在支付渠道上，交易不会阻塞主网，验证者可以专注于更重要的交易。
考虑到区块链每秒只能验证 7 笔交易 (TPS)，比特币网络对大额交易的关注至关重要。作为参考，Visa 每秒可以处理超过 47,000 笔交易。闪电网络可能会使比特币的 TPS 更接近 Visa。
闪电网络本身也存在问题，例如需要专用钱包或意外实施交易诈骗漏洞。然而，即使闪电网络存在这些缺点，也不能否认该协议的用例。闪电网络是比特币区块链的额外层，采用双向支付渠道，允许用户以微薄的费用相互交易，并且一旦双方关闭渠道，比特币区块链上只会记录初始和最后一笔交易。支付渠道中的用户可以进行任意数量的交易，并且可以快速且低价地完成。
闪电网络的目标是减少比特币区块链拥堵，并通过消除用户等待交易完成的需要来实现快速交易。闪电网络上的参与者可以在彼此不了解或不信任的情况下进行交易。
将较小的交易排除在主网之外可确保更高的 TPS，并使用户免于为小额比特币交易支付高昂的费用。
尽管闪电网络是为了解决比特币的可扩展性问题而创建的，但其他几种加密货币和山寨币也在考虑使用它来提高自身的可扩展性。莱特币等一些项目拥有比特币闪电网络的专门版本。以太坊等其他网络拥有受闪电网络启发的独特解决方案，但有一些关键区别。
闪电网络简史
塔迪厄斯·德莱贾 (Thaddeus Dryja) 和约瑟夫·潘 (Joseph Poon) 是两位致力于解决比特币可扩展性问题的研究人员，他们在 2015 年提出了闪电网络。在一篇题为“比特币闪电网络”的论文中，研究人员深入探讨了比特币匿名创始人中本聪 (Satoshi Nakamoto) 最初讨论的一种名为支付渠道的概念。
支付通道是链下点对点 (P2P) 隧道，允许两个互不信任的各方来回转账，而不会堵塞主链。支付通道旨在处理较小的交易，例如用比特币支付咖啡费。例如，在客户和超市之间开通支付通道后，双方可以立即以最低的交易费用相互发送无限量的比特币。
将小额交易托管在链下可以为主链上的更重要的交易留出空间，因为比特币矿工倾向于验证更重要的交易以获得更大的回报。在支付渠道出现之前，小额交易需要数小时才能验证，因为它们对矿工来说价值不大。
打开一个通道代表主链上的一笔交易。通道内的所有交易都处于链下，直到一方决定关闭通道，将其所有交易合并为一笔并提交到主链。
虽然闪电网络在 2015 年被提出时似乎是理想的实施方案，但比特币网络直到 2017 年通过软分叉实施隔离见证 (SegWit) 后才能够处理升级。SegWit 是比特币网络的一项升级，它为每个比特币区块中的交易提供了更多空间，并消除了允许用户伪造交易的漏洞。
为了推动闪电网络的发展，Dryja 和 Poon 于 2016 年成立了闪电实验室。但直到 2018 年，闪电实验室才在比特币主链上推出了闪电网络的测试版。其他比特币爱好者，如 Twitter 创始人 Jack Dorsey 也为闪电网络投入了资源。
闪电网络对比特币的重要性
虽然比特币旨在成为全球即时支付服务商，但该网络却面临交易速度慢和费用高的问题。闪电网络虽然不是完美的解决方案，但却是实现比特币最初愿景的一步。
Lightning Labs 实施的闪电网络为任何人都可以轻松使用比特币进行日常交易的世界铺平了道路。尽管存在链下交易，但闪电网络可以利用比特币的安全协议，因此用户不必为了实用性而牺牲安全性。
自闪电网络推出以来，开发人员已经发布了专门利用更快、更便宜的交易功能的赌博应用程序和钱包。加密货币交易所整合了闪电网络支持，确保用户可以提取和转移少量比特币而无需支付高昂的费用。此外，根据 DappRadar 的数据，价值 1.1 亿美元的比特币被锁定在闪电网络中，这意味着人们正在大量利用该网络。随着技术的发展，用户必将把更多的钱锁定在闪电网络中。
也许最令人兴奋的是开发人员利用比特币的闪电网络实现并将其集成到其他区块链项目（称为山寨币）中。加密专家认为，在山寨币中实现闪电网络是不必要的，因为许多山寨币的设计初衷是比比特币更快、更便宜。另一方面，闪电网络驱动的比特币可能会使各种山寨币过时。毕竟，如果比特币突然比竞争资产更快、更便宜，那么将闪电网络添加到山寨币中可能毫无用处。无论如何，山寨币项目都在努力实现闪电网络或其某种变体。
闪电网络向其他区块链网络的扩展
山寨币是除比特币以外的任何其他加密货币。一般来说，山寨币是比特币的替代品，可以掩盖比特币区块链的缺陷或局限性。以太坊、莱特币、狗狗币和所有其他加密货币都是山寨币。许多山寨币已将比特币的闪电网络技术融入自己的网络，闪电实验室已在一些项目中实施了闪电网络。
当闪电实验室在比特币上推出闪电网络时，该小组也在莱特币上推出了它。考虑到莱特币是比特币的分叉，这意味着它们共享类似的基础设施，在莱特币上推出闪电网络对闪电实验室来说是一个相对简单的扩展。莱特币在 2017 年整合了 SegWit，这为其提供了更大的区块大小。更大的比特币区块大小意味着每个区块可以容纳更多交易。每个比特币区块中的交易越多，一次验证的交易就越多，总体 TPS 也就越高。
加密货币爱好者认为，莱特币实施的闪电网络毫无用处，因为区块链已经实现了比比特币更便宜、更快捷的交易。
然而，闪电网络的扩张并没有止步于莱特币。事实证明，闪电网络的链下支付渠道非常有用，其他多个区块链也以自己的方式采用了该协议。
支持闪电网络的山寨币
在讨论使用山寨币实现闪电网络之前，必须了解加密行业对比特币等替代资产的依赖程度。
加密货币市场上有成千上万种山寨币。许多替代币旨在通过更大的区块大小或不同的共识方法（如权益证明(PoS)）来解决比特币的可扩展性问题。其他山寨币可以在不改变比特币核心代码的情况下进行区块链实验。
基于区块链的游戏、赌博平台、治理系统和供应链平台等用例都得益于山寨币。例如，以太坊有数千名开发人员通过构建去中心化应用程序 (DApps) 来试验山寨币，这些应用程序取代了传统的金融活动，例如通过银行借钱。将钱借给银行意味着该机构将从任何赚取的利息中抽取一部分。DApps 消除了银行的参与，这意味着贷款人可以从他们的资金中赚取更多的利息。
由于可扩展性限制以及缺乏智能合约等现代加密技术，许多 DApp 无法在比特币上运行。开发人员引入了以太坊等网络来弥补比特币缺乏智能合约功能的缺陷。
现在，替代网络也借用了比特币的闪电网络概念。此列表中的每个山寨币都拥有 Lightning Labs 的闪电网络实现或类似技术的迭代。
莱特币
莱特币 2017 年的 SegWit 升级为闪电网络的实施铺平了道路。自从闪电实验室在莱特币上推出该协议以来，区块链网络的交易速度比以前更快，费用也更低。
比特币和莱特币中的闪电网络实现也使得在两个网络之间交换加密货币成为可能。在莱特币中实现闪电网络的过程与比特币类似。莱特币和比特币具有相同的架构，因为前者是后者的分叉。
闪电网络实施还引入了原子交换，允许交易者将他们的比特币兑换成等量的莱特币。两个区块链网络以这种方式交互称为互操作性。借助闪电网络，原子交换的修改版本允许用户在链下支付渠道之间而不是在主网上交换加密货币。支付渠道交换比传统的原子交换更快、更便宜，从而改善了加密货币互操作性概念。
Zcash 和 Bolt
Zcash 是一种注重隐私的加密货币，允许用户匿名交易加密货币。网络上的匿名性源于 Zcash 独特的 zk-SNARKS 功能，该功能方便用户之间的交易，而无需透露钱包地址。
话虽如此，如果 Zcash 采用传统形式的闪电网络，该网络将破坏匿名性，因为闪电网络公开验证支付渠道的方式。一家名为 Bolt Labs 的公司随后创建了盲链下轻量级交易 (BOLT)，这是一种受闪电网络启发的注重隐私的链下支付协议。Bolt 将 zk-SNARKS 应用于每个支付渠道，确保用户可以在不看到彼此钱包地址的情况下转移价值。
此外，Bolt 通过使用两种技术：盲签名和承诺，确保通过同一支付渠道进行的付款无法相互关联，即使是交易方也无法关联。用户可以使用承诺来隐藏交易的价值。然后，签名要求用户签署未知交易，因此无法将其追溯到钱包地址。
然而，Zcash 的一个关键问题也延续到了 Bolt 上。由于 Zcash 的匿名性，收款人不知道他们收到的钱是否合法。在比特币的闪电网络上，如果一方看到另一方的钱包地址并进行查找，他们可能会发现相关的犯罪活动并立即关闭渠道。而使用 Bolt，一方无法发现另一方的身份。
雷电网络
雷电网络是以太坊对比特币闪电网络的回应。虽然雷电网络与闪电网络的技术不同，但两者非常接近。
雷电网络是第二层链下协议，允许双方创建支付渠道。不过，雷电网络目前还在开发中，与闪电网络相比还相去甚远。
也就是说，开发人员可以通过其应用程序编程接口 (API) 轻松接入 Raiden 网络。API 可用于轻松地将一个项目集成到另一个项目中。开发人员可以通过其 API 轻松集成 Raiden 网络，因为该协议支持在以太坊区块链上开发的所有 ERC-20 代币。此外，即使双方没有建立支付渠道，Raiden 网络也可以促进双方之间的支付。只要一组渠道将双方连接起来，他们就可以相互交易。例如，如果两个人在同一家咖啡店消费，他们就可以在没有直接支付渠道的情况下进行交易。
运营雷电网络渠道的第三方客户（例如咖啡店）可能会收取极少的渠道使用费。否则，在点对点支付渠道之间转账不会产生费用。
不幸的是，雷电网络要求用户锁定少量资金来创建支付渠道，这与闪电网络存在类似的问题。这笔费用实际上是运行支付渠道的终生成本。
Decred 网络
与莱特币类似，Decred 平台是比特币采用的闪电网络协议的一个版本。Decred 的协议基于闪电网络的 Decred 特定代码分支，称为 Decred 闪电网络守护程序 (dcrlnd)。
Decred 最初是 btcd 的源代码分叉，btcd 是另一种全节点比特币实现。Decred 代码分叉包括对传统比特币流程的各种调整，例如调整共识规则、权益证明 (PoS) 层以启用新的哈希算法、链上治理等。
Decred 是代码分叉，而不是硬分叉，因为它从自己的第一个区块（创世区块）启动，而不是复制比特币网络的状态。从创世区块启动意味着 Decred 区块链从零区块高度开始，因为区块高度由其前面的区块数量决定。区块链的当前区块高度是根据其当前大小来衡量的。
Decred 分叉直到 2019 年年中才获得闪电网络访问权限，而比特币和莱特币集成该协议已有一年。由于集成延迟，Decred 版本的闪电网络不如比特币和莱特币那么发达。
Decred 官方文档指出，虽然其闪电网络在 Decred 测试网上运行，但建议在闪电网络通道中保留最低金额，直到网络改善为止。Decred 闪电网络在主网上也不可用。
山寨币中闪电网络实施的利与弊
尽管山寨币中链下第二层协议的实现方式多种多样，但其中许多都存在与比特币闪电网络相同的问题。
例如，将资金锁定在支付渠道中并不是一个可行的长期解决方案。支付渠道适用于小额支付。收取锁定费来创建渠道可能会让闪电网络的潜在用户望而却步。
对于基于闪电网络的区块链来说，匿名性既是优点也是缺点，尤其是在 Zcash 和 Bolt 中。就 Zcash 而言，匿名性意味着无法知道资金是否来自非法来源。虽然匿名性是 Zcash 的一大卖点，但它可能会导致监管问题并阻碍广泛采用，因为政府无法追踪交易。
与其他基于闪电网络的区块链一样，支付渠道的开通和关闭是主网上唯一记录的活动。支付渠道内的交易完全是匿名的。用户会喜欢闪电网络的有限匿名性，因为大多数人都希望他们的交易对世界其他地方隐藏起来，就像在传统金融领域一样。
此外，闪电网络实施还有明显的好处。链下支付渠道可防止小额交易堵塞主网，从而解决大多数网络面临的关键可扩展性问题。由于支付渠道的点对点性质，与主网交易相比，交易也是即时的，而且相对便宜。
在 Raiden Network 等情况下，支付渠道还支持不同 ERC-20 类型代币之间的兑换。这种互操作性意味着整个生态系统都可以利用支付渠道。用户可以从一个去中心化应用程序中获取一种货币并将其转换为另一种货币。在支付渠道内，兑换也很便宜且即时。
然而，链下协议的开发还有很长的路要走。虽然第二层协议为区块链可扩展性提供了一种可能的解决方案，但实施链下网络会带来新的问题和安全风险。
