詳解閃電網絡的入賬容量問題

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閃電網絡中，並非所有的節點都有相同的需要。

原文標題：《The Inbound Capacity Problem in the Lightning Network》

原文作者： Florencia Ravenna

原文編譯：阿劍，以太坊愛好者

幾個星期以來，比特幣社區的很多人一直在討論閃電網絡（Lightning Network）的 inbound capacity 問題。越來越難以收到閃電火炬，加上 Bitrefill 啓動了 Thor，還有 LND 放出了 Lightning Loop，都讓人們更加關注這個問題。在本文中，我會解釋這個問題的形式及其根源。

我們也會分享一些很容易被忽略的洞見。

本地和遠端的餘額

要理解入賬容量，我們得先深入瞭解閃電網絡的第一個基本模塊：支付通道。這個概念可能你在之前也聽過了，所以我們直接跳到跟入賬容量有關的部分。

我們先考慮一個單獨的通道，然後慢慢提高思考的複雜度。

一個支付通道開通後，它就鎖住了恆定數量的一些 btc，這個數量叫做「通道容量」。參與支付通道的雙方各自擁有這個容量的一部分。在你自己這邊的餘額，我們叫「本地餘額」，而在你的交易對手那邊的餘額，叫「遠端餘額」。你的本地餘額和遠端餘額在關閉通道之前可以更新任意次，但通道容量，如果你不關閉通道或者拼接通道，是無法改變的。

- 支付通道就像沙漏：雖然沙子的總量是恆定的，你可以任意把沙子移動到其中一端。但如果你想改變裏面沙子的數量，那就非打破這個沙漏不可 -

- 你跟 Robert 的通道里面有 8 btc，你的本地餘額是 5 btc，你的遠端餘額是 3 btc -

每次支付，都是把你的本地餘額轉一些給你的交易對手，也就是減少本地餘額，增加遠端餘額。類似地，當你收到一筆支付時，你的本地餘額增加，數額恰好等於你的遠端餘額減少的數額。

- 當你給 Robert 支付 1 btc 之後，你的遠端餘額增加了 1 btc -

入賬和出賬的容量

現在，我們更清楚地理解了什麼決定了通道的容量，以及本地和遠端餘額是怎麼更新的，現在來想想，如果你是一個閃電網絡的節點，是網絡的一部分，將有何區別。

兩個交易方並沒有直接相連的支付通道。但是，他們可以通過路由節點來支付。在整個支付路徑上，每一次中轉都要用到一個雙向的支付通道。因此，我們剛剛講到的支付通道特性適用於每一次中轉。

假設你想通過閃電網絡來賣貼紙。那麼，你需要與至少一個閃電網絡節點建立連接。你仔細挑選了一個節點，保證這個節點可能跟你的潛在客戶 Sophie 和 Angela 相連。我們把這個節點叫做「lnTop」。

- 你跟 InTop 開啓了一個通道，鎖入了 2 btc。你的本地餘額是 2 btc，遠端餘額是 0 btc -

現在，Angela 想要買一些你的貼紙，並通過 lnTop 來支付。但是，你跟 lnTop 的通道中，你的遠端餘額是 0 呀，lnTop 並不能給你支付。因此，lnTop 無法路由這筆交易。

在一個時間點上，你可以收到的 btc 數量（也就是「入賬容量」），是由你的遠端餘額決定的。很簡單嘛，如果你相連的節點只能發送 1 btc 給你，你是沒法收到比 1 btc 更大的數額的。類似地，你可以發送的 btc 數量（「出賬容量」）是由你的本地餘額決定的。

在你決定跟 lnTop 開啓一個通道時，你需要確定自己想鎖定多少 btc 進去，也即你初始的本地餘額是多少。lnTop 也一樣，他們的選擇決定了你初始的遠端餘額。這就有了一個重要影響。雖然你能夠決定自己的初始本地餘額（自己的初始出賬容量），但你沒法控制自己的初始遠端餘額（和入賬容量）。

如果你今天要啓動一個自己的閃電網絡節點，並且只是隨隨便便地選了一個節點來開啓通道，你可能會發現，你根本沒有入賬容量可用，即，你壓根沒法通過閃電網絡來收到支付。聽起來對商人很不友好，對不對？

好消息是，你有很多辦法來提高自己的入賬容量，比如自己先發起支付，或者請求其他節點提供容量（並付錢給他們）。這篇文章講解了入賬容量問題的不同解決方案。

就這麼簡單？

嗯 …… 也不是。即使你知道了自己如何能提高遠端餘額，可能也沒法解決入賬容量問題。關鍵在於：並非所有通道的入賬容量都相同。要理解這一點，你要先理解，在支付路由的過程中，閃電網絡的其它部分，發生了什麼事情。我們把上圖所示網絡的通道容量都劃出來，這樣更好理解了。

- 這是 lnTop 往通道里充值了 3 btc 之後的情形。在網絡中，所有節點都跟自己相連的節點有專門的本地和遠端餘額 -

你從 lnTop 那裏獲得一些入賬容量之後，Angela 最多也只能給你發 2 btc，因爲你在 lnTop 那裏的入賬容量超過了 2 btc，但 lnTop 在 Angela 處的入賬容量只有 2 btc。

但是，在這個網絡裏，Sophie 就沒法給你發送 1 btc。你可以看看 Sophie 給你支付的路徑上的通道容量狀態，你的確有 3 btc 的入賬容量，但 lnTop 沒有 lnFirst 的入賬容量。對於支付，每個參與路由的節點和你（接收方）都必須跟上一個節點有足夠的入賬容量。所以，雖然你能解決跟相鄰節點 lnTop 的入賬容量問題，但 lnTop 可能跟相鄰的節點沒有足夠的入賬容量。Lightning Labs 的閃電網絡基礎設施總監 Alex Bosworth 幾周以前指出了這個問題。還有一個事實，讓這個問題很難解決。那就是，「揭示所有節點的本地和遠端餘額」這件事，在閃電網絡上是做不到的。作爲網絡中的一個節點，你只知道通道容量，並不知道這部分容量在兩個參與者之間是如何分佈的。

誰會受這個問題影響？

閃電網絡中，並非所有的節點都有相同的需要。從上面的例子中，我們可以辨認出至少 3 類節點。

商家節點我們用「商家節點」來稱呼那些主要是收賬的節點。在上面的例子中，「你」就是一個收賬節點，因爲你最關心的就是收到貼紙買家的支付。因此你需要入賬容量。記住：不僅你要有足夠的入賬容量，買家到你的整個支付路徑上的節點都必須有足夠的入賬容量才行。

終端用戶節點這些節點主要使用閃電網絡來發賬。偶爾他們會從朋友或者閃電應用處收到錢。Sophie 和 Angela 都是終端用戶。對於這個羣體，關鍵是要連上資金充足而又與商家相連的節點。他們既需要入賬容量，也需要出賬容量，全看他們在特定時間的需要。

路由節點這些節點是路由支付並從中賺取手續費的節點。LnTop 和 lnFirst 都是這樣的節點。他們的工作是發現有需要的收款方，比如你，小鎮上最大的貼紙商家。對終端用戶，他們需要足夠的入賬流量；對商家，他們需要出賬容量。此外他們還得跟市場上的其他服務商競爭，要確保自己總是在線。賺點錢不容易，對吧？

結論

我們從單一通道開始討論，講解了網絡內通道的特點，最終使用「節點信息全公開」的假設討論了入賬容量問題。我們將入賬容量定義爲給定時間點在閃電網絡中你可以收到的 btc 數量，並推論了它依賴於你的遠端餘額。入賬容量問題可能是閃電網絡在啓動階段會遇到的問題。因此，如果流動性在整個網絡中的分佈更充分、更好，問題將減輕。我們會繼續撰文探討閃電網絡在早期會遇到的問題。