網路整體流動性不足

根據最新的mempool資料,比特幣閃電網路目前有12,389個節點和48,000個支付通道,總通道容量為5,311.8 BTC。

閃電網路是一個點對點的流動性網路,要實現大規模應用,需要大幅增加節點數量、通道數量和通道容量,可能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這個網路呢?

降低節點設定和維護的障礙

首先,降低設定和維護比特幣閃電網路節點的難度非常關鍵,使沒有技術背景的使用者也能輕鬆運營這些節點。在比特幣生態系統中,幾個團隊已經推出即插即用的硬體裝置,如Umbrel的硬體盒子,支援執行比特幣閃電網路節點。此外,Fi5Box不僅支援比特幣閃電網路,還可以執行其他閃電網路(如CKB的Fiber Network)的節點,為使用者提供無需維護的節點解決方案。

引入激勵機制

其次,引入額外的激勵機制對於促進閃電網路內部的正反饋迴圈至關重要。在開設通道時,資金會被鎖定。例如,如果Alice想成為一個閃電服務提供商(LSP),她需要與100個個人開設通道,每個通道鎖定1 BTC,總計100 BTC。這100 BTC只有在流通時才能產生收益;如果保持靜止,就不會產生收入,因為閃電網路節點的收入主要來自交易費。費用結構計算為"基礎費用+每Satoshi的費率",其中基礎費用是每筆交易的固定收費,費率是每Satoshi收取的百分比。

根據mempool資料,比特幣閃電網路的當前平均基礎費用為950毫Satoshi(0.95 Satoshi),平均費率為764 ppm(每Satoshi收取0.000764 Satoshi)。這意味著對於一筆10,000 Satoshi(約0.0001 BTC,目前約6.50美元)的交易,路由節點收到的費用不到9 Satoshi。此外,閃電網路的交易量相對較低,許多交易不需要路由節點(即兩方之間存在直接的支付通道)。因此,許多BTC持有者更傾向於將BTC存入交易所貸款或參與新興專案的質押/再質押,而不是存入閃電網路賺取費用。

如果能引入更多激勵機制,鼓勵使用者執行閃電網路節點或成為LSP,並激勵BTC持有者將BTC存入閃電網路獲得回報,就可能解決網路流動性不足的問題。隨著閃電網路變得更加實用,它將吸引更多使用者,增加交易量,提高路由節點的費用收入,這將進一步激勵更多個人成為LSP,最終形成一個正迴圈。

目前,在比特幣生態系統中,UTXO Stack宣佈將轉型為閃電網路的質押層,透過去中心化的質押協議提高流動性和收益模式。此外,UTXO Stack還將引入代幣激勵機制,鼓勵使用者質押BTC,從而增加閃電網路支付通道的流動性。

流動性分配問題

即使整體流動性短缺得到解決,如何有效分配這些流動性仍然是一個挑戰。

例如,考慮Alice透過路由節點Bob向Carol進行支付。最初,Alice和Carol各有20,000 Satoshi,而Bob在每個通道中各有10,000 Satoshi。經過幾次交易後,通道中的資金分佈發生變化(為簡單起見,我們不考慮Bob可能收取的費用)。如果Alice需要在不久的將來再次向Carol付款,她該怎麼做?此時,Bob已無法路由該筆付款(即他與Carol的通道中沒有可轉移的資金),需要對他的通道進行再平衡。

這種情況在閃電網路的路由節點中非常普遍。節點運營商必須不斷調整通道之間的流動性。如果一個通道在你這一端沒有資金,你就無法傳送付款;相反,如果所有資金都集中在你這一端,你也無法接收付款。

在這個例子中,一個解決方案是直接關閉Bob和Carol之間的通道,然後重新開設一個新的通道。但是,這種方法並不經濟高效,因為關閉和開設通道需要在鏈上進行交易,需要支付比特幣礦工費。閃電網路的最初設計目的是儘量減少在鏈上的操作,儘可能多地進行鏈下交易。如果閃電網路每天需要開設和關閉數百萬個通道,比特幣區塊鏈將面臨擁堵,礦工費也會飆升。

因此,比特幣社群提出了幾種創新性的解決方案來解決流動性分配問題:

潛艇互換

簡單來說,潛艇互換允許使用者將BTC從他們的通道傳送到閃電網路中的一個互換服務提供商,後者再將等值的BTC傳送到比特幣區塊鏈上的一個接收地址,反之亦然。使用者可以將BTC從區塊鏈傳送到互換提供商,後者再從通道向指定的接收節點支付BTC。儘管這個過程涉及一個互換服務提供商,但透過使用HTLC(雜湊時間鎖定合約)實現了無信任。

潛艇互換還啟發了一些後續協議,如通道餘額調整協議PeerSwap,允許使用者直接與他們的通道夥伴進行潛艇互換。在上述例子中,Carol可以充當互換服務提供商,Bob將BTC從區塊鏈轉移到Carol,Carol則從通道向Bob支付相應數量的BTC。具體步驟如下:

• Bob生成一個秘密值R(預映像)及其雜湊H。

Bob在比特幣區塊鏈上建立一個HTLC,使用雜湊H支付10,000 Satoshi給Carol,前提是他能在5個區塊內揭示秘密R,否則資金將退回給Bob。

Carol在他們的支付通道中建立一個HTLC,使用相同的雜湊H支付10,000 Satoshi給Bob,前提是他能在4個區塊內揭示秘密R,否則資金將退回給Carol(為簡單起見,我們不考慮互換提供商的服務費)。

• Bob使用秘密R解鎖通道中的HTLC,取回10,000 Satoshi。

一旦Bob拿到資金,Carol也獲得了秘密R,他可以用它來解鎖比特幣區塊鏈上的HTLC,獲得10,000 Satoshi。

與關閉一個通道並重新開設一個新的通道相比,潛艇互換隻涉及一個鏈上交易,因此更加經濟高效和無需信任。

• 拼接

拼接是一種鏈上再平衡方法,允許節點在一筆交易中關閉一個通道並重新開設另一個通道,從而調整通道中鎖定的餘額。如果一個節點鎖定更多資金,這個過程稱為"拼接進入";如果減少鎖定的資金,則稱為"拼接退出"。在前面的例子中,Bob和Carol之間的通道可以透過拼接進行擴充套件。

多路徑支付(MPP)

多路徑支付(MPP)技術允許將單筆支付拆分成多個部分,透過不同的路由同時傳輸。例如,如果Alice需要向Carol支付10,000 Satoshi,即使Bob無法路由該筆付款,Alice仍然可以透過路由節點David支付6,000 Satoshi,透過路由節點Eva支付4,000 Satoshi,成功完成10,000 Satoshi的交易。

多路徑支付的主要設計目的是克服單路徑支付的侷限性,實現更大金額的支付,將其拆分成較小的部分。例如,在閃電網路上的1 BTC交易可以拆分成100筆0.01 BTC的交易。多路徑支付不僅有助於網路的去中心化和交易隱私的保護,還增強了安全性。原子多路徑支付(AMP)技術確保如果一條路徑無法完成支付,所有相關的支付也會失敗,從而避免混亂和欺詐。

此外,在閃電網路中,不僅可以透過多路徑支付來實現大額交易,還可以利用Wumbo通道。Wumbo通道消除了比特幣閃電通道的傳統限制(0.1667 BTC),允許節點擁有更大的通道容量,從而支援高價值交易。

結論

流動性是制約閃電網路發展的關鍵因素之一。透過降低設定和維護閃電網路節點的障礙,並引入額外的激勵機制,我們可以幫助解決網路流動性不足的問題。潛艇互換、拼接和多路徑支付等解決方案提供了有效的流動性分配策略。

除了這些解決方案,比特幣社群還提出了其他創新方法,如閃電池(通道租賃拍賣市場)、流動性廣告(通道租賃方案)和迴圈支付(透過支付通道迴圈進行鏈下再平衡),以進一步最佳化網路流動性。

流動性管理無疑是閃電網路面臨的一個複雜挑戰,但隨著技術的不斷進步和社群的不懈努力,相信這些流動性問題最終將得到解決。