在之前的文章中，“閃電網路的運作方式（2）,“我們探討了比特幣閃電網絡的工作原理。基本上，閃電網絡是一個精心設計的支付通道系統，將個別支付通道連接成一個龐大、相互連接的支付網絡。這使得並不直接相連的各方能夠通過多跳路由進行互相支付，而HTLC和PTLC等合約則確保了路由的安全性。

儘管經過多年的發展，在技術和用戶體驗方面取得了顯著進展，我們必須面對現實，即閃電網絡仍未達到大規模採用的水平。在今天的文章中，我們將著重討論閃電網絡目前面臨的一個關鍵挑戰：流動性問題。這個挑戰可以進一步分為兩個方面：網絡中整體流動性的缺乏，以及流動性分配的問題。

整體網絡流動性短缺

根據Mempool的最新統計數據顯示，比特幣閃電網絡目前擁有12,389個節點和48,000個支付通道，總通道容量為5,311.8 BTC。

閃電網路是一個P2P流動性網路，要實現真正的大規模採用，節點數、支付通道和整體通道容量需要增長數百甚至數千倍。那麼，我們如何吸引更多節點加入網路呢？

首先，降低建立和維護閃電網絡節點的門檻非常重要，使沒有技術背景的用戶可以輕鬆運行閃電網絡節點。比特幣生態系統中的幾個團隊已經推出了即插即用的硬件解決方案，例如Umbrel的硬件盒子，它支持運行比特幣閃電網絡節點。同樣，Fi5Box不僅支持比特幣閃電網絡，還可以啟用其他網絡的節點，例如CKB的Fiber Network。這些設備為用戶提供了免維護的節點解決方案。

其次，引入額外的激勵機制是創造閃電網絡正反饋循環的關鍵。一旦在閃電網絡上開啟了支付通道，資金就被鎖定了。例如，如果愛麗絲想要成為閃電服務提供商（LSP），並與100個人開啟通道，每個通道分配1個比特幣，她就需要鎖定100個比特幣。這些資金只有在運動時才能產生收入；閒置資金則無法產生收入。這是因為閃電網絡節點的主要收入來自交易手續費，通常計算方式為「基本費用 + 每個聖特币的費率」。基本費用是每筆交易收取的固定金額，不論其大小，而費率則是每個聖特币的百分比。

根據Mempool的統計，比特幣閃電網絡的當前平均基礎費用為950 mSat（0.95 sat），平均費率為764 ppm（每satoshi 0.000764 Sat）。這意味著對於一筆10,000 satoshis（0.0001 BTC，目前價值約6.50美元）的交易，路由節點所賺取的費用不到9 satoshis。此外，閃電網絡上的交易量仍然相對較低，許多交易根本不需要路由節點（因為兩方直接支付通道）。因此，那些持有比特幣並尋求投資回報的人主要不選擇將自己的比特幣鎖定在閃電網絡中以賺取交易費用。相反，他們更喜歡在交易所出借比特幣或參與提供Staking/Restaking機會的新興項目。

如果能引入額外的激勵機制來鼓勵更多人運行閃電網絡節點或成為LSP，並且如果更多的比特幣持有者被激勵將他們的比特幣存入閃電網絡以獲得獎勵，則網絡流動性不足的問題有可能得到解決。隨著閃電網絡變得更加用戶友好，它將吸引更多用戶，從而增加交易量，進而提高路由節點的費用收入，並鼓勵更多人成為LSP。這最終將使閃電網絡進入一個正向反饋循環。

目前，在比特幣生態系統中，UTXO Stack 宣布將其轉變為閃電網絡的 stacking 層。通過一種去中心化的 stacking 協議，它旨在為閃電網絡提供更好的流動性和改進的收益模型。此外，UTXO Stack 還將引入一種代幣激勵機制，鼓勵用戶 stacking BTC，增強閃電網絡支付通道的流動性。

流動性分配問題

即使整體流動性短缺問題得到解決，有效分配這種流動性仍然是一個挑戰。

讓我們舉個例子，艾麗絲通過路由節點鮑勃向卡羅爾付款。最初，艾麗絲和卡羅爾在各自的通道中都有 20,000 satoshis，而鮑勃在每個通道中都有 10,000 satoshis。經過幾筆交易後，通道中的餘額分佈可能如下（為了簡單起見，我們沒有考慮鮑勃收取的路由費用）:

如果艾麗絲和卡羅爾將來仍有商業往來，在艾麗絲需要向卡羅爾進行進一步付款的情況下，應該怎麼辦？鮑勃不能再路由付款（因為鮑勃與卡羅爾的通道中已經沒有足夠的資金可以轉帳給她）。在這種情況下，鮑勃需要重新平衡他的通道。

在閃電網絡中，路由節點經常遇到這種情況。節點運營者必須不斷平衡通道之間的流動性。如果通道在你這邊沒有資金，你就無法發送付款；如果所有資金都在你這邊，你就無法收到付款。

在上面的示例中，一种选择是关闭Bob和Carol之间的通道并打开一个新的通道。然而，这种方法不划算，因为关闭和打开通道都需要在链上进行交易，这会产生比特币矿工费用。闪电网络的主要目标是减少链上操作，并尽可能多地将交易转移到链下通道中。如果每天在闪电网络上开启和关闭数百万个通道，比特币区块链将变得拥堵，矿工费用将飙升。

為了解決這個問題，比特幣社區提出了幾個創新的解決方案來解決流動性分配問題：

潛艇交換（潛艇交換）

簡而言之，潛艇交換允許用戶從其通道將BTC發送到閃電網絡內的交易服務。作為回報，交易服務將等值的BTC金額發送到比特幣區塊鏈上的指定接收地址，或者反之：用戶可以將鏈上BTC發送到交易服務，然後交易服務從通道向指定接收節點發送BTC。儘管此過程涉及交易服務，但由於HTLC（哈希時間鎖定合約），它是完全無信任的。

潛艇交換也激發了許多後續的創新，例如 PeerSwap 通道餘額調整協議，該協議允許用戶與其通道對等方直接進行潛艇交換。在上面的例子中，卡羅爾可以充當交換服務。鮑勃將在鏈上的比特幣轉給卡羅爾，作為回報，卡羅爾從通道中支付給鮑勃相應金額的比特幣。

具體而言，該過程的運作如下：

1. Bob 生成了一个秘密值R（原像）和它的哈希值H。
2. Bob 在比特幣區塊鏈上使用哈希 H 創建了一個 HTLC：如果他能在 5 個區塊內揭示秘密 R，他將支付 Carol 10,000 satoshis；否則，資金將返回給 Bob。
3. Carol在與Bob的付款通道中使用相同的哈希H創建了一個HTLC：如果他能在4個區塊內揭示秘密R，他將從通道向Bob支付10,000 satoshis；否則，資金將返回給Carol（為了簡化起見，我們不考慮交易所收取的任何服務費）。
4. Bob使用秘密R來解鎖通道中的HTLC，並獲得了10,000 satoshi。
5. Bob取款後，Carol也知道秘密R並使用它在比特幣區塊鏈上解鎖HTLC以提取10,000 satoshis。

與關閉通道並開啟新通道相比，潛艇交換只涉及一筆鏈上交易，使其更經濟且完全無需信任。

拼接

通道拼接是一种链上再平衡方法，其中一个节点关闭一个通道，然后在单个交易中打开一个新通道，从而改变通道中锁定的余额。当一个节点通过这个过程锁定更多的资金时，这被称为“拼入”；如果它减少了锁定的资金，那就称为“拼出”。在上面的例子中，鲍勃和卡罗尔之间的通道可以通过通道拼接来延长。

通道拼接比使用兩個交易來關閉和重新打開通道方便得多。然而，它仍然需要在整個網絡上廣播交易，支付鏈上礦工費用，並等待交易確認。

多路径支付（MPP）

多路径支付允许将支付拆分为若干部分，可以同时通过不同通道进行持有或路由。例如，如果Alice需要支付Carol 10,000 satoshis，而Bob无法再路由支付，Alice可以通过路由节点David支付6,000 satoshis给Carol，通过路由节点Eva支付4,000 satoshis给Carol。这样，Alice的10,000 satoshis支付可以通过多路径支付完成。

多路径支付技术的最初目的是克服单路径支付的限制，允许将较大的支付拆分成较小的部分进行交付。例如，1 BTC 的闪电网络交易可以分为 100 笔每笔 0.01 BTC 的交易。多路径支付有利于网络去中心化和交易隐私。就安全性而言，原子多路径支付（AMP）技术确保如果一个路径无法完成支付，则所有支付都将失败，防止混乱和欺诈。

此外，在閃電網絡中，也可以通過Wumbo通道完成大額交易。Wumbo通道取消了普通閃電通道可以持有的比特幣金額限制（0.1667 BTC），從而允許節點具有更高的通道容量，從而支持更大的交易。

結論

流動性是制約閃電網絡發展的主要因素之一。 通過降低設置和維護閃電網絡節點的障礙，並引入額外的激勵機制，該網絡可以解決流動性不足的問題。 類似深海潛艇互換，通道拼接和多路徑支付的解決方案也有助於解決網絡內的流動性分配問題。

除了這些解決方案外，比特幣社區還提出了其他優化網絡流動性的策略，包括閃電池（一種通道租賃拍賣市場）、流動性廣告（一種通道租賃計劃）和循環支付（通過支付通道形成的循環向自己支付以實現離線重新平衡）。

閃電網絡的流動性管理無疑是一項複雜的任務。然而，隨著不斷的技術進步和持續的社區努力，我們有理由相信這些流動性挑戰最終將得到解決。

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