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闪电网络入账&出账容量解析

以太坊爱好者 2021-08-17 14:05
摘要:

闪电网络的入账容量问题会对哪些节点造成影响?

几个星期以来,比特币社区的很多人一直在讨论闪电网络(Lightning Network)的 inbound capacity 问题。越来越难以收到闪电火炬,加上 Bitrefill 启动了 Thor,还有 LND 放出了 Lightning Loop,都让人们更加关注这个问题。在本文中,我会解释这个问题的形式及其根源。我们也会分享一些很容易被忽略的洞见。

本地和远端的余额

要理解入账容量,我们得先深入了解闪电网络的第一个基本模块:支付通道。这个概念可能你在之前也听过了,所以我们直接跳到跟入账容量有关的部分。

我们先考虑一个单独的通道,然后慢慢提高思考的复杂度。

一个支付通道开通后,它就锁住了恒定数量的一些 btc,这个数量叫做 「 通道容量 」。参与支付通道的双方各自拥有这个容量的一部分。在你自己这边的余额,我们叫 「 本地余额 」,而在你的交易对手那边的余额,叫 「远端余额 」。你的本地余额和远端余额在关闭通道之前可以更新任意次,但通道容量,如果你不关闭通道或者拼接通道,是无法改变的。

科普 | 闪电网络的入账容量问题支付通道就像沙漏:虽然沙子的总量是恒定的,你可以任意把沙子移动到其中一端。但如果你想改变里面沙子的数量,那就非打破这个沙漏不可

科普 | 闪电网络的入账容量问题你跟 Robert 的通道里面有 8 btc,你的本地余额是 5 btc,你的远端余额是 3 btc

每次支付,都是把你的本地余额转一些给你的交易对手,也就是减少本地余额,增加远端余额。类似地,当你收到一笔支付时,你的本地余额增加,数额恰好等于你的远端余额减少的数额。

科普 | 闪电网络的入账容量问题当你给 Robert 支付 1 btc 之后,你的远端余额增加了 1 btc

入账和出账的容量

现在,我们更清楚地理解了什么决定了通道的容量,以及本地和远端余额是怎么更新的,现在来想想,如果你是一个闪电网络的节点,是网络的一部分,将有何区别。

两个交易方并没有直接相连的支付通道。但是,他们可以通过 路由节点 来支付。在整个支付路径上,每一次中转都要用到一个双向的支付通道。因此,我们刚刚讲到的支付通道特性适用于每一次中转。

假设你想通过闪电网络来卖贴纸。那么,你需要与至少一个闪电网络节点建立连接。你仔细挑选了一个节点,保证这个节点可能跟你的潜在客户 Sophie 和 Angela 相连。我们把这个节点叫做 「lnTop」。

科普 | 闪电网络的入账容量问题你跟 InTop 开启了一个通道,锁入了 2 btc。你的本地余额是 2 btc,远端余额是 0 btc

现在,Angela 想要买一些你的贴纸,并通过 lnTop 来支付。但是,你跟 lnTop 的通道中,你的远端余额是 0 呀,lnTop 并不能给你支付。因此,lnTop 无法路由这笔交易。

在一个时间点上,你可以收到的 btc 数量(也就是 「入账容量」),是由你的远端余额决定的。很简单嘛,如果你相连的节点只能发送 1 btc 给你,你是没法收到比 1 btc 更大的数额的。类似地,你可以发送的 btc 数量(「出账容量」)是由你的本地余额决定的。

在你决定跟 lnTop 开启一个通道时,你需要确定自己想锁定多少 btc 进去,也即你初始的本地余额是多少。lnTop 也一样,他们的选择决定了你初始的远端余额。这就有了一个重要影响。虽然你能够决定自己的初始本地余额(自己的初始出账容量),但你没法控制自己的初始远端余额(和入账容量)。

如果你今天要启动一个自己的闪电网络节点,并且只是随随便便地选了一个节点来开启通道,你可能会发现,你根本没有入账容量可用,即,你压根没法通过闪电网络来收到支付。听起来对商人很不友好,对不对?

好消息是,你有很多办法来提高自己的入账容量,比如自己先发起支付,或者请求其他节点提供容量(并付钱给他们)。这篇文章讲解了入账容量问题的不同解决方案。

就这么简单?

嗯 …… 也不是。即使你知道了自己如何能提高远端余额,可能也没法解决入账容量问题。关键在于:并非所有通道的入账容量都相同。要理解这一点,你要先理解,在支付路由的过程中,闪电网络的其它部分,发生了什么事情。我们把上图所示网络的通道容量都划出来,这样更好理解了。

科普 | 闪电网络的入账容量问题这是 lnTop 往通道里充值了 3 btc 之后的情形。在网络中,所有节点都跟自己相连的节点有专门的本地和远端余额

你从 lnTop 那里获得一些入账容量之后,Angela 最多也只能给你发 2 btc,因为你在 lnTop 那里的入账容量超过了 2 btc,但 lnTop 在 Angela 处的入账容量只有 2 btc。

但是,在这个网络里,Sophie 就没法给你发送 1 btc。你可以看看 Sophie 给你支付的路径上的通道容量状态,你的确有 3 btc 的入账容量,但 lnTop 没有 lnFirst 的入账容量。

对于支付,每个参与路由的节点和你(接收方)都必须跟上一个节点有足够的入账容量。所以,虽然你能解决跟相邻节点 lnTop 的入账容量问题,但 lnTop 可能跟相邻的节点没有足够的入账容量。Lightning Labs 的闪电网络基础设施总监 Alex Bosworth 几周以前指出了这个问题。

还有一个事实,让这个问题很难解决。那就是,「揭示所有节点的本地和远端余额」 这件事,在闪电网络上是做不到的。作为网络中的一个节点,你只知道通道容量,并不知道这部分容量在两个参与者之间是如何分布的。

谁会受这个问题影响?

闪电网络中,并非所有的节点都有相同的需要。从上面的例子中,我们可以辨认出至少 3 类节点。

商家节点

我们用 「商家节点」 来称呼那些主要是收账的节点。在上面的例子中,「你」 就是一个收账节点,因为你最关心的就是收到贴纸买家的支付。因此你需要入账容量。记住:不仅你要有足够的入账容量,买家到你的整个支付路径上的节点都必须有足够的入账容量才行。

终端用户节点

这些节点主要使用闪电网络来发账。偶尔他们会从朋友或者闪电应用处收到钱。Sophie 和 Angela 都是终端用户。对于这个群体,关键是要连上资金充足而又与商家相连的节点。他们既需要入账容量,也需要出账容量,全看他们在特定时间的需要。

路由节点

这些节点是路由支付并从中赚取手续费的节点。LnTop 和 lnFirst 都是这样的节点。他们的工作是发现有需要的收款方,比如你,小镇上最大的贴纸商家。对终端用户,他们需要足够的入账流量;对商家,他们需要出账容量。此外他们还得跟市场上的其他服务商竞争,要确保自己总是在线。赚点钱不容易,对吧?

结论

我们从单一通道开始讨论,讲解了网络内通道的特点,最终使用 「节点信息全公开」 的假设讨论了入账容量问题。

我们将入账容量定义为给定时间点在闪电网络中你可以收到的 btc 数量,并推论了它依赖于你的远端余额。

入账容量问题可能是闪电网络在启动阶段会遇到的问题。因此,如果流动性在整个网络中的分布更充分、更好,问题将减轻。我们会继续撰文探讨闪电网络在早期会遇到的问题。

来源:以太坊爱好者(ID:ethfans)

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