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Mastering the Lightning Network

Mastering the Lightning Network

精通閃電網路

Andreas M. Antonopoulos, Olaoluwa Osuntokun, Rene Pickhardt

繁體中文 進階 免費

由 Andreas M. Antonopoulos 等人合著的閃電網路權威指南,深入解析比特幣第二層擴容方案的技術原理與實作。

關於本書

《Mastering the Lightning Network》是由三位閃電網路領域的頂尖專家共同撰寫的權威技術指南:

  • Andreas M. Antonopoulos - 《Mastering Bitcoin》作者,區塊鏈教育先驅
  • Olaoluwa Osuntokun - Lightning Labs CTO,LND 主要開發者
  • Rene Pickhardt - 閃電網路研究員,路由演算法專家

本書深入探討閃電網路(Lightning Network)—— 一個建構在比特幣之上的第二層支付協議,能夠實現近乎即時、低成本的微支付交易。


為什麼需要閃電網路?

比特幣主鏈面臨的挑戰:

問題 主鏈限制 閃電網路解決方案
交易速度 約 10 分鐘確認 毫秒級即時確認
交易容量 每秒 7 筆交易 理論上無限制
手續費 隨網路擁塞變動 極低(通常 < 1 sat)
小額支付 不經濟 可支付 1 satoshi
隱私性 鏈上公開可查 洋蔥路由加密

目錄概覽

第一部分:基礎概念

  1. Introduction - 閃電網路簡介與動機
  2. Getting Started - 開始使用閃電網路
  3. How the Lightning Network Works - 閃電網路運作原理
  4. Lightning Node Software - 節點軟體介紹(LND、c-lightning、Eclair)

第二部分:技術原理

  1. Operating a Lightning Network Node - 運營閃電節點
  2. Lightning Network Architecture - 網路架構
  3. Payment Channels - 支付通道機制
  4. Routing on a Network of Payment Channels - 路由機制
  5. Channel Operation and Payment Forwarding - 通道操作與支付轉發
  6. Onion Routing - 洋蔥路由

第三部分:進階主題

  1. Gossip and the Channel Graph - Gossip 協議與通道圖
  2. Pathfinding and Payment Delivery - 路徑尋找與支付交付
  3. Wire Protocol: Framing and Extensibility - 線路協議
  4. Lightning’s Encrypted Message Transport - 加密訊息傳輸
  5. Lightning Payment Requests - 支付請求(BOLT 11)
  6. Security and Privacy of the Lightning Network - 安全與隱私

核心技術概念

支付通道 (Payment Channel)

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│                    Funding Transaction                   │
│                    (2-of-2 Multisig)                    │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│  Alice: 0.5 BTC                      Bob: 0.5 BTC       │
│         ←──────── 支付通道 ────────→                    │
│                                                          │
│  更新 #1: Alice 0.4 BTC ←→ Bob 0.6 BTC                 │
│  更新 #2: Alice 0.3 BTC ←→ Bob 0.7 BTC                 │
│  更新 #3: Alice 0.2 BTC ←→ Bob 0.8 BTC                 │
│                    ...                                   │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│                   Closing Transaction                    │
│              (最終餘額結算上鏈)                          │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘

HTLC (哈希時間鎖合約)

閃電網路使用 HTLC 實現跨通道的原子支付:

  • Hash Lock - 收款人提供 preimage 才能領取
  • Time Lock - 超時後資金退回付款人
  • 原子性 - 要麼完整成功,要麼完全失敗

洋蔥路由 (Onion Routing)

每個中間節點只知道:

  • 上一跳是誰
  • 下一跳是誰
  • 不知道完整路徑

主流節點實現

實現 語言 開發團隊 特點
LND Go Lightning Labs 最廣泛使用,API 完善
Core Lightning C Blockstream 輕量、模組化、插件系統
Eclair Scala ACINQ Phoenix 錢包後端
LDK Rust Spiral 嵌入式函式庫

適合讀者

  • 想深入理解閃電網路技術的開發者
  • 計劃運營閃電節點的人
  • 對比特幣擴容方案感興趣的研究者
  • 希望整合閃電支付的應用開發者

延伸資源


書籍資訊

  • 出版社: O’Reilly Media
  • 出版日期: 2021 年 12 月
  • 頁數: 約 450 頁
  • 授權: CC BY-NC-ND 4.0(預計將改為 CC BY-SA)

“閃電網路是比特幣成為全球支付網路的關鍵。這本書是理解其技術原理的最佳指南。”