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原文標題：《閃電 2020：面向比特幣 Web3 開發者的工具包》
撰文：Ryan Gentry，區塊鏈投資機構 Multicoin 技術研究分析師
很多對 Web3 感興趣的開發者和投資者在幾年前就放棄了基於比特幣區塊鏈進行開發的念頭，他們認為比特幣受限的吞吐量、過高的延遲和保守的可編程性讓比特幣開發可望不可即。實際上這也是以太坊和當今眾多 Web3 平臺（如 Arweave、Cosmos、Polkadot、Solana 等）誕生的原因。人們普遍認為這些新平臺提供的功能是比特幣無法實現的……直到現在。
而對於基於比特幣的閃電網絡，大多數人把它看作一個去中心化、無需許可的比特幣 Visa 網絡，它為比特幣帶來了高吞吐量和低延遲的支付。這一點很容易理解，但它背後的故事還有很多。基於以下兩項最新的技術突破，閃電網絡同樣能提供更高級的可編程性：
- 持續、自主權的身份和驗證，它通過馬卡龍（macaroon）、閃電服務身份驗證代幣（LSAT）以及通用無記名數字資產代幣實現
- 任意的數據有效負載，它通過類型長度值（TLV）、Keysend 和 HORNET 實現
在本文中，我將研究這兩個新興的開發工具是如何將閃電網絡從單純的支付功能擴展到健壯的 Web3 實體行列。在保證支付首要地位的基礎上，閃電網絡正在逐漸成為一種新型自主權認證和數據網絡。在展開討論之前，我們先來回顧一下閃電網絡的現狀。
閃電網絡現狀：支付通道 & 哈希時間鎖定合約（HTLC）
正如 2015 年的白皮書 中所寫的那樣，閃電網絡通過 HTLC 技術實現了雙向支付通道。如果您一頭霧水，我認為 Radar 科技出品的 ION 百科是很好的入門材料。
從閃電網絡概念提出的五年來，它的發展極為迅速。目前有三個主流客戶端：閃電實驗室的 lnd、ACINQ 的 eclair 以及 c-lightning 的 Blockstream。網絡中目前大約有 6,500 個節點、60,000 個通道和 1,070 個 BTC 容量（約 900 萬美元）。閃電網絡公司於 2019 年籌集了大約 4,000 萬美元，同時像 Bitrefill and Bitfinex 這樣的規模企業正在將這項技術用於生產中。
要驗證閃電網絡生態發展的速度，我們來考慮加密生態面臨的一個障礙：用戶進入門檻——例如一個新用戶 Alice，她要花費大半天才能完成以下操作：
- 下載一個錢包
- 購買 BTC
- 建立一個通道
- 成功發送（或接收）一筆交易
為了解決這個問題，Bitrefill 率先推出了 Thor 通道，它允許用戶購買一個 BTC 通道，然後在鏈上確認之前就進行交易。Zap 推出的 Strike 和 Escher App 這類新的解決方案已經把法幣兌 btc 的門檻從 24 小時降低到了 15 秒，並且只需要一次性的 KYC 檢查和點擊幾下鼠標。而 Fold、Lolli、Blockrize 和 Pei 更是通過讓用戶被動賺取 BTC，讓這一切變得更加容易。像 Zebedee、Satoshis.games 以及 Thndr Games 這樣的遊戲公司讓用戶在遊戲中獲得 BTC 並允許隨時提現，進一步推動加密生態的發展。
上述這些解決方案都是去年推出的。我提到它們是為了說明當今開發者的工具已經觸手可及了。許多企業正在與他們合作，開發產品、吸引用戶、解決目前行業的真正痛點。未來的協議升級（如支持 PTLCs 的 Taproot 和支持通道工廠的 Eltoo）會進一步改善用戶隱私並降低系統總費用，但它們不要求開發者使用新的工具。開發工具方面已經萬事俱備了。
兩項新興技術
有了上述這些核心工具後，閃電網絡就能成為比特幣的 Visa。
但閃電網絡可施展的空間更大：它還能成為 Web3 開發的基礎。下文介紹的兩項新興技術將會帶來市場爆發。
持續、自主權的身份和驗證
閃電網絡有一個有趣的特性，就是它與比特幣底層不鼓勵重複利用地址不同：閃電網絡中的節點要維持永久的通道，就必須具備持續的身份認證。這個身份是一個隨機生成的公鑰，與用戶在現實世界的身份完全脫鉤。並且用戶無需信任第三方來管理這些身份：他們是自主的。
Web3 開發者應該都清楚認識到一個自主權身份方案會改變下一代互聯網的格局。Multicoin 的 Web3 投資主題是「拆分數據和應用邏輯」。自主權身份和支付是該範式轉換的第一環：身份驗證和支付會徹底從應用邏輯中脫離出來。最終在無需用戶設置個人信息的情況下，開發者就可以使用這些工具開發盈利性的應用。
圖 1：現在我無法知道這些新的 UX 會支持什麼功能，但我知道它們非常重要
閃電網絡已經通過三種不同的方式，利用持續的節點認證特性：
- 根據各種公開的變量（如正常運行時間、費率，通道的年齡、數量和規格），計算路由節點的信譽分數。這個分數能通知各個節點，怎樣分配它們稀缺的流動性能獲得最大的利潤。
- 在某個節點的馬卡龍麵包房裡創造馬卡龍（類似於 cookie，但支持更細的粒度），這些馬卡龍賦予應用訪問節點特定功能的權限，例如「某個聊天應用 X 無需批准的限度最高為每天 100 聰（sat）」。接著節點可以自行決定取消對這個應用的認證。（這一點類似於 Torus、Argent、 Gnosis 和 Authereum 等團隊推出的高級智能合約錢包功能。）
- 生成一種更高級的馬卡龍——閃電服務認證令牌（LSAT）。這樣 Alice 可以從服務商那裡買入它，然後用作將來的訪問憑證，例如「Alice 可以不登錄某個網頁就能瀏覽，但瀏覽網頁時每秒必須支付 1 聰」。
在這些工具中，LSAT 對 Web3 開發者來說是最重要的。它可以用來開發一套用戶自主登錄的流程，這套流程與 Oauth2 方案相同，但無需信任某個第三方。
對於不熟悉 Oauth2 的讀者，下圖是一個簡短的入門介紹。這個範例和現狀（用戶名和密碼）之間存在著細微但及其重要的區別。互聯網標準組織已經達成了一個共識，即要求每個網站都使用不同的密碼是不人性化的，而且它容易導致同一密碼重複利用，同時鼓勵開發者轉向 token 身份驗證的標準。
圖 2： 谷歌的 Oauth 按鍵以及合成過程
當用戶點擊「使用谷歌登錄」登錄某個網站時，他就啟動了上圖所示的 OAuth 過程，只是身份驗證 token 替換成用戶名和密碼。這個過程比每個網站都需要一個用戶名和特殊的密碼要友好得多。然而，相對應的代價是谷歌控制了用戶的在線身份。谷歌可以追蹤用戶登錄過哪些網站，還有權拒絕認證用戶的訪問請求。
通過閃電網絡的 LSAT，用戶可以使用類似於「使用谷歌登錄」方式，對網絡服務進行自主認證，而進行認證的同伴通過某個 UX 使用認證權限的密鑰。這會對用戶隱私產生巨大的影響，同時對拆分數據所有權和應用邏輯而言，它是一個至關重要的基礎設施。
目前，Sphinx.Chat 和 Tierion 團隊都利用閃電網絡永續、自主權的身份：
- Sphinx.Chat 利用用戶的永續身份發行了另一種類型的無記名資產代幣，叫做 JSON Web Tokens (JWTs)，它符合傳統互聯網多年來的標準。通過它，用戶利用閃電網絡購買了某個電子商品（例如一篇文章），它們的節點將收到由服務器簽名的 JWT 作為加密收據。有了收據後，這位用戶就不用將它下載在本地或再次購買，未來他登錄服務器並重新檢索即可。該過程有一點很關鍵：得益於節點的永續身份，服務器可以知道收據是否被轉移到別的節點（非原購買者節點）。
- Tierion 則正在嘗試用馬卡龍和分期付款來開發新的業務。例如，只要 Alice 支付 HODL 發票上銷售價格的 10% 到服務器，她就可以通過出售某個 LSAT，為 Bob 授權 30 秒的免費服務器訪問權（而一筆交易通常只有滿足某些外部條件後——例如相關支付——才算真正完成）。在某種程度上，它就是一個智能合約，因為 Alice 在服務器收到應得款項之前，她無法贖回從二次出售中獲得的收益。
任意的數據有效負載
閃電網絡的另一個有趣之處是它的結構與匿名網絡 Tor 很相似。
- 它們兩個網絡都使用 onion 路由保護髮送方和接收方在數據傳輸過程中不受第三方監控。
- 兩個網絡都有數據 / 支付通過的迴路（circuit）。
- 類型長度值（TLV）允許用戶將任意數據有效負載附加到一筆支付上，而 Keysend 讓用戶不需要收到發票就將支付的票根發送給接收方。
結合了 TLV 和 Keysend，閃電網絡就成了一個激勵化、onion 路由的數據網絡。 也就是說，任何閃電網絡節點都可以將任意數據附加到支付上，並通過網絡發送出去，從而確保它使用專用路徑將數據傳輸到目的地。
此外，閃電網絡的設計正好解決了 Tor 網絡的三大缺陷：
- 閃電網絡的隱私性更好：Tor 網絡沒有對數據包進行混合，因此它很容易受到相關攻擊（correlation attacks）。閃電則利用 Sphinx 格式對 Tor 進行了改進，通過隱藏傳輸信息（即某個迴路有多長，迴路中哪一段屬於指定節點等）保護網絡不受中繼節點的相關攻擊。
- 閃電網絡的去中心化程度更高：Tor 網絡中的每個節點依賴 9 箇中心化直接授權（DA）服務器，來持續檢測哪些節點是可用的。閃電的節點通過廣播去中心化網絡中其他節點的消息來更新狀態（底層和第 2 層），比 Tor 更為優越。
- 閃電網絡的激勵機制更加合理：由於所有流量都是匿名的，Tor 節點不能向用戶收取中繼數據的費用，也無法向第三方出售用戶數據。但閃電的節點默認對中繼數據收費。
由於第三點缺陷，監督方可以用一個相對較低的成本運行超過 50% 的 Tor 中繼器——這一直是 Tor 的致命弱點。當前 Tor 網絡大約有 6000 箇中繼，它們都是由自己出資的個人愛好者或各種基金資助的愛好組織來運行的。
而閃電網絡的節點數已經超過了 Tor 的中繼數，其中一些節點僅僅通過中繼支付就已經開始實現盈利。隨著流量和網絡費用的增長，節點數會進一步增長，因此控制超過 50% 網絡的成本也會增加。這一點至關重要。
現在閃電網絡處於初級階段，在數據層方面比 Tor 網絡差。但是隨著技術的成熟，它有潛力提供一個比現在更隱秘、更去中心化、更可持續的數據層。與永續、自主權身份一樣，私有數據層是 Web3 開發者拆分數據所有權和應用邏輯的一個重要工具。
總結
雖然長期以來 Web3 社區一直對終端用戶應用的外觀有自己的看法，但他們沒有進行開發的工具。閃電網絡為 Web3 開發者提供了三個核心的新工具：
- 即時、無需許可的小額支付
- 永續的身份與自主權可編程的無記名資產
- 隱私、激勵化的數據層
有了這些新工具以後，開發者終於可以著手開發將身份驗證和支付邏輯從應用邏輯分離出來的應用程序。這將帶來全新的在線體驗，其中一次性付費的微支付（無需登錄或訂閱）又是最容易實現的。
圖 3：成本降低導致需求增加（Jevon 悖論） 和差異化
PayPal 的出現讓網上銷售實體商品的簡單了 10 倍，使 eBay 成為一個全球化市場；Stripe 的出現讓軟件服務嵌入支付簡單了 10 倍，促成了過去 10 年在線商務的爆炸式增長；閃電網絡的出現則會讓直接向匿名個人或網絡服務進行微支付和傳輸任意數據簡單 10 倍，從而實現 Coinbase CEO Brian Armstrong 所說的「帶來前所未有的行為和創新」。
閃電網絡上的通信應用（如 Whatsat、Sphinx.Chat、Shockwallet 和 Juggernaut 等）是非常有趣的第一次嘗試。Telegram、Signal、Kik、Line、Klaytn 和 Whatsapp 已經融資了數十億美元，用來開發本地加密貨幣支付功能，它們驗證了基於通信的微支付市場的可行性。然而，這些現有企業採用的是自上而下策略，利用它們現有的渠道建立一個貨幣網絡效應。閃電網絡的通信應用採取的是自下而上策略，免費享受比特幣的全球流動性和加密貨幣支付。
觀察哪種策略會勝出非常有趣。Chris Dixon 在他影響深遠的文章《為什麼去中心化很重要》中提到，中心化平臺在各自的生態系統中不可避免地從提供價值轉變為提取價值。到目前為止，這些中心化通信應用（尤其是 Telegram）對第三方開發者一直很友好，但為什麼他們認為這次不一樣了呢？沒錯，Web3 開發者應該追求在一個開放、可互操作、無需許可的標準上進行開發。
如果您是一位對這些新工具感興趣的 Web3 開發者，請通過電子郵件或推特私信聯繫我們。
利益聲明：Multicoin Capital 看多 BTC。
感謝 Kyle Samani、Ben Sparango、John Robert Reed、Elizabeth Stark、Jim Patterson、Paul Itoi、Joost Jager 和 Buck Perley 對本文的審閱。
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