闪电网路 (LN) 在 2016 年的白皮书中提出，是建构在比特币之上的第 2 层解决方案。 LN 的创建是为了解决比特币的可扩展性问题，即比特币交易的速度和成本。
比特币目前理论上的每秒最大交易量(TPS) 为10 笔，但实际上在3 到7 笔之间。与VISA 等传统支付处理器相比，VISA 到2020 年平均处理6,000 TPS（基于VISA声称每年处理1,880 亿笔交易）年）。
比特币的交易费用可能会因当前使用网络的需求而有很大差异。例如，2021 年 4 月 20 日的平均交易费用超过 50 美元，而 2021 年 8 月 9 日的平均交易费用约为 2.50 美元。对于银行转账或国际汇款等大额交易，比特币的速度和成本与其他替代方案相当或更胜一筹。但如果要将比特币用于日常支付（所谓的微交易，例如一杯咖啡、汽油），则交易速度必须提高，交易成本必须大幅降低。
闪电网络理论
要了解闪电网络的工作原理以及闪电网络目前面临的挑战，我们需要先了解一下比特币。比特币网络的限制因素是，每笔交易都必须放入链上的新区块中。由于大约每 10 分钟就会将区块添加到链中，因此在不显著改变比特币协议的情况下，可能进行的交易数量存在严格限制。
关于比特币协议重大修改的争论以前也发生过，并导致了“硬分叉”，最引人注目的是比特币现金的诞生。闪电网络不是创建新的区块链，而是一种第 2 层解决方案。这意味着它允许比特币协议保持相对不变，但提供重大修改可能带来的好处——至少在理论上如此。
LN 的工作原理是在双方之间建立支付渠道，其中只有第一笔和最后一笔交易会被放到比特币区块链上。第一笔和最后一笔之间的任何数量的交易都将在链下进行，这意味着这些交易不受比特币协议的限制。
要启动支付渠道，双方必须承诺一定数量的比特币。只要支付渠道保持开放，比特币就会被持有并且无法释放。可以通过此渠道转移的比特币总量就是承诺的比特币总量。让我们看一个例子来说明这一点：
Alice 和 Bob 想要彼此建立一个支付渠道。Alice 向支付渠道投入 10 BTC，Bob 则投入 5 BTC。一笔包含 Alice 和 Bob 合计 15 BTC 的开仓交易被放入比特币区块链。一旦该交易被添加到区块链（可能需要 10 分钟或更长时间），Alice 和 Bob 就可以以更快的速度进行无限次交易，而且实际上成本为零。以下是 Alice 和 Bob 之间的交易：
Alice 向 Bob 发送 1 BTC Alice：9 BTC Bob：6 BTC
Alice 向 Bob 发送 2 BTC Alice：7 BTC Bob：8 BTC
Bob 向 Alice 发送 3 BTC Alice：10 BTC Bob：5 BTC
Bob 向 Alice 发送 1 BTC Alice：11 BTC Bob：4 BTC
当一方或双方希望关闭渠道时，会将关闭交易发送到区块链，其中包含 Alice 和 Bob 的最终余额。在这种情况下，Alice 的最终余额为 11 BTC，Bob 的最终余额为 4 BTC。
如果 Alice 想与 Carol 交易怎么办？碰巧 Bob 与 Carol 之间有支付渠道，因此 Alice 与 Bob 进行交易，Bob 将交易传递给 Carol。请注意，在这种情况下，Bob 可能会因传递交易而收取少量费用。随着时间的推移，根据六度分离理论，闪电网络允许 Alice 与任何人进行交易。
闪电网络实践
LN 是一种仍处于测试阶段的新协议。因此，它面临着从可用性到安全性的诸多挑战。
人们担心运行 LN 节点的难易程度。LN 要想成功，需要一个运行 LN 协议的强大比特币节点网络。运行 LN 节点可能非常困难，运行较小的节点可能存在支付激励问题。不过，可以说运行 LN 并不比运行完整的比特币节点困难太多。但是，由于 LN 主要针对小额交易，因此日常使用 LN 的体验将通过支持 LN 的钱包来实现。支持 LN 的钱包不是很用户友好，而且大多数此类钱包警告说，由于它们仍处于公开测试阶段，建议不要存入太多资金。与一些更成熟的比特币钱包不同，这些支持 LN 的钱包的新颖性意味着托管和非托管版本之间存在权衡。非托管 LN 钱包有点难用——更令人困惑，不太直接。托管选项更易于使用，但您必须依赖第三方来管理您的比特币。
最后，最令人担忧的是，LN 面临着许多漏洞。其中包括：
恶意攻击：资金不会丢失，但会导致受害者的闪电资金被冻结，从而导致支付渠道无法处理任何交易。
洪水攻击和抢劫：攻击者迫使许多受害者同时从区块链中领取资金（洪水攻击）。攻击者利用这种拥堵来窃取在截止日期前无法领取的资金（抢劫）。
时间膨胀攻击：攻击者通过延迟区块传送来延长受害者意识到新区块的时间。
固定攻击：攻击者诱骗受害者不当关闭其 LN 通道并窃取个人交易。
