闪电网络流量分析引发了什么问题

一份新的研究报告提供了可能是去年模拟闪电网络流量的最具信息量的一系列快照。

这篇题为《比特币闪电网络的加密货币经济流量分析》（A Cryptoeconomic Traffic Analysis of Bitcoin ‘s Lightning Network）的论文是由三位匈牙利研究人员撰写的：计算机科学与控制研究所（Institute for Computer Science and Control）的费伦茨·贝雷斯（Ferenc Beres）、洛兰大学（Eotvos Lorand University）的伊斯特万·A·塞雷斯（Istvan A. Seres）和斯泽尼·伊斯特万大学（Szechenyi Istvan University）的安德拉斯·A·本库（Andras A. Benczur）。

本研究利用闪电网络流量模拟器模拟网络交易流程，得出目前的网络交易费率在经济上不具有长期可行性的结论。除了不成熟的收费市场，本文还探讨了比特币发送者使用闪电网络来利用更直接、更少私人支付路径的趋势。这篇论文提出了解决这些问题的方案，同时也提出了闪电网络最终应该如何对待比特币的问题。

闪电网络问题1： 收费市场的经济可行性

与Visa等机构巨头（每秒处理约4万笔交易）相比，比特币区块链每秒处理的交易要少得多（7到9笔）。尽管比特币肯定不会试图成为Visa，但这说明了闪电网络的目的：扩大比特币的规模。因此，闪电网络的核心思想是允许人们在区块链上发行比特币支付，这样他们就可以进行更无缝的操作。这通过创建更快更便宜的支付来减少处理积压，同时也为更好的隐私提供了一个有趣的机会。

闪电网络由基于闪电技术（BOLT）的节点运行，而闪电技术是闪电网络协议的基础。类似于运行一个链上的比特币节点，闪电节点在发送方和接收方之间路由支付，反过来从他们的工作中获得交易费。

然而，由于闪电网络比比特币区块链本身更新、更私密，研究论文的作者在一份简报中表示，“就我们所知，目前还没有关于量化LN路由器节点的财务激励的论文。”他们的分析采用了从2019年2月至3月闪电网络的连续40张快照中提取的交通数据，以及随后模拟这些数据的估算。

论文发现，“目前，LN几乎没有为支付路由提供财务激励。较低的路由费用并不能充分补偿路由节点，这些节点实际上将网络连接在一起。”在他们的报告中，作者估计，在不同流量和支付价值水平的主要路由器实体，每天的路由收入约为10万sats （约7美元）。

为清晰起见，闪电网络的开发者为节点运营商设置默认的交易费用，他们可以一致同意这样做，也可以为自己的闪电软件实现独立行动。然而，节点操作员可以手动调整他们的交易费率到他们想要的任何程度。该论文称这种对低交易费用的网络范围内的倾向“在经济上是非理性的”，但在与《比特币》杂志的交谈中，布达佩斯的数学博士塞雷斯很快承认，这种行为可能更类似于比特币链上费用市场早期出现的一种利他主义。

假设节点运营商希望从交易费用中获得合理的投资回报，本文断言，闪电网络的财务激励是不够的。为了使节点运营商的支付路由在经济上可行，本文提出要么增加流量，要么增加交易费用。

“从这个意义上说，许多较大的节点可以提高交易费用，因为它们处于垄断地位，”作者写道。

这意味着，由于许多较大的节点目前为网络路由的交易所占的比例，它们是不可缺少的，“相邻节点没有太多的选择来路由支付，”Seres说。

闪电网络问题2： 路由隐私

论文还发现，尽管有随机的洋葱路由，“关于支付的发送方和接收方可以收集到强有力的统计证据，因为很大一部分支付只涉及一个路由中介。”

作为解决这一隐私缺陷的一个潜在方案，作者建议使用“故意次优的、更长的路由路径来恢复隐私，而这只会略微增加平均交易的成本。”“此外，在发送方和接收方之间建立一个直接的支付渠道可以创造最佳的隐私水平。

根据该论文的建议，如果默认交易费用增加，为保护隐私而采取更长的、更少的直接支付方式将花费更多。类似于对节点运营商设置默认交易费用的关注，并且本着比特币最早发展的精神，本文的发现目前将隐私责任放在了用户选择支付路径上。

合理降低交易费用

闪电网络社区的许多开发者和节点运营商不太可能同意论文的结论，即低交易费用在经济上是不合理的，甚至是有问题的。

例如，许多闪电网络节点运营商都是比特币业务，例如Bitrefill，它允许客户通过闪电网络支付使用比特币购买各种产品和服务。像Bitrefill这样的公司似乎是在利用闪电网络的低交易费用来为他们的客户服务。

Bitrefill公司的CCO约翰•卡瓦略（John Carvalho）在接受《比特币》（Bitcoin）杂志采访时表示：“如果路由费用本身对参与者有可累加的成本，就认为闪电路由在经济上是不合理的，这种想法是完全短视的。” “至少有两个主要因素必须考虑。第一，闪电提供了比特币交易链上没有的一些特性，比如高频率和实时性。这些都是人们愿意花钱来访问的功能。就像Bitrefill一样，经济参与者有动机将其节点活动作为业务从外部扩展。对商业友好型比特币交易的需求是真实存在的。

另一家利用闪电网交易费用低廉的比特币企业是Sparkswap，这是一款应用程序，用户可以用美元直接购买比特币，放入闪电网钱包中。

Sparkswap创始人特里•格里菲斯（Trey Griffith）表示：“看看我们的路由费，你可能会认为我们的经营方式不经济，但考虑到我们的整体业务，情况就不一样了。”

格里菲斯表示，由于比特币业务在闪电网络的路由中占主导地位，很难从论文的数据中得出有意义的结论，比如为什么某些开口会形成三角形的路由。

格里菲斯同意，交易费用将随着时间的推移而增长，而卡瓦略承认，“随着时间的推移，它们可能会接近链上的水平……可以预测费率排名：比特币链上》闪电网络》垃圾代币。”

是否提高闪电网络交易费用？

根据Seres的说法，闪电网络交易费用低的最终危害“可能是节点会退出网络，从而失去支付渠道的能力。”

在2019年10月，Blockstream的开发者Rusty Russell指出了设置低违约交易费用的另一对问题。

在给Lightning Dev邮件列表的一条消息中，Russell注意到三分之二的节点运营商“坐在默认的交易费用上（1000 ［millisatoshi］ + 1 ［ppm （ppm是百万分之一）］）”。这意味着闪电网络上的大多数节点运营商不会选择偏离开发人员设置的默认费率。

Russell指出，接受默认费用意味着可靠性较低，而且在试图找到响应节点时，路由会变慢。他还指出，“在收费方面没有明显的市场信号”，这意味着闪电网络收费市场看起来不像一个真正的市场。

Russell的同事、Blockstream研究员、通用比特币和闪电网络的狂热爱好者克里斯蒂安·德克尔（ChrisTIan Decker）最近更详细地阐述了Russell的观点，并对论文的发现做出了回应。通过增加默认费用，我们会自动偏离那些刚刚建立并无人值守的节点的路由选择。”

Decker还指出，这篇论文似乎忽略了c-lightning实现已经为发送者随机选择路由。Decker说：“由于路由选择的随机性，增加默认费率不会导致那些节点被排除在转发支付之外，但我们仍然可以将路由转向管理得更活跃的节点。”

展望2020年

尽管本文采访的大多数消息来源并不认同论文的结论，但他们的担忧确实揭示了2019年的闪电网络，以及2020年可能的主要重点。

“自从一年多前我们开始公开测试以来，闪电社区已经建立了许多基础设施来引导网络，并尝试哪些可行，哪些不可行，”Decker说。 “这为我们在未来几年的发展打下了基础，我们预计未来的许多发展将会更多地面向用户。”这包括更简单的用户体验和进一步提高的可靠性，这可以推动用户采用。我们同意作者的观点，隐私可能是2020年闪电网络的一个主要话题。”

Carvalho也不认为闪电网的低交易费用有什么问题，并计划在来年进行重大改进。

他说：“最终，P2P网络的性质和自愿性意味着，反对其合理性的论据必须驳斥这样一个事实：网络依然存在，并且还在发展，而且如今被企业所利用。”“在我看来，我们只是触及了表面，闪电将在2020年展示更多的使用案例和参与激励。”

此外，Carvalho指出，闪电网络从未承诺解决隐私问题——这更多是其工程师和用户注重隐私文化的副作用。而且，在链上数据的背景下，有能力看到一些钱在闪电上移动并不意味着你有有用的外部污染应用到它。要了解更多关于2020年闪电网络的信息，你可以订阅这个闪电网络开发者邮件列表。