引言
加密货币支付通道是一种旨在允许两个或多个使用加密货币的人之间进行即时支付且无需托管的技术。此举旨在提供更佳的支付体验、卓越的安全性和极低的佣金。
加密货币支付通道是专为加密货币用户设计的一种手段，旨在实现即时、低成本的交易，且不会对区块链产生负面影响。这种需求源于加密货币（例如比特币）以及系统中的大多数加密货币在每秒交易量和区块链总空间方面的可扩展性限制。因此，支付通道允许多人在后台进行大量交易，但在主区块链上仅记录两笔交易。
当然，在开启支付通道（非英语支付通道）时，节点必须锁定用户的货币，以确保这些货币在其有效期内无法在通道外使用。这会产生巨大的成本，使得维持支付通道畅通变得毫无吸引力。但正因如此，支付通道仍然是为加密货币提供强大可扩展性的一种非常有效的方法。
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加密货币支付通道的起源
加密货币支付通道的概念并不新鲜。从技术发展之初，这个想法就一直存在。中本聪 (Satoshi Nakamoto) 就提出了一种适用于比特币的技术可能性。这得益于比特币脚本中的操作码 (OP_CODES)，这些操作码用于替换交易并控制交易的验证。我们讨论的是操作码 nSequence 和 nLockTime，它们允许两方或多方在未确认交易提交之前反复更新其状态。
中本聪的基本系统允许创建包含多个条目的交易。每个条目都将由该条目中描述的资金持有者进行签名和验证。因此，随着每个新签名的出现，nSequence 的值都会增加，直到签名链以交易在区块中的确认结束。同时，交易包含用户认可的内部记账。
因此，一笔交易对于不同的用户来说可能意味着几笔不同的交易。系统还允许在结果不一致的情况下，相关用户逃避签名并退出系统。在这种情况下，资金将重新回到您的控制之下，您可以继续进行交易，而不会遇到任何问题。
另一方面，中本聪解释说，nLockTime 可以用于多方之间的高频交易。为了实现这一点，如果各方达成一致，nLockTime 允许在内存池中持续更新某笔交易。这样，每当一方想要参与交易（充当支付通道）时，交易都会被更新。当各方同意关闭通道时，所有参与者的签名都会到达并设置交易的最终 nLockTime，然后等待确认。确认后，通道关闭，所有由输入和输出描述的操作都将在同一笔交易中执行。
然而，这两种选择都不安全。 nSequence 和 nLockTime 的值可能会被恶意矿工甚至恶意节点操纵。然而，支付通道的基本思想已经出现，并且在其背后将展开广泛的研究，以开发出更安全的解决方案，造福所有人。
首个加密货币支付通道的开发开始
中本聪的想法迅速引起了社区开发者的关注，他们很快遇到了一个复杂的问题：如何让多个用户参与到基于比特币协议构建的安全、去中心化、即时支付系统中，而无需对其进行不必要的改动？设计这样的功能本身就很复杂，但编程起来则更加复杂。如果还要考虑到这种编程的兼容性，并且不破坏上述任何一项，那么它就极其复杂了。即便如此，两种构建支付通道的方法也迅速涌现，我们将在下文中进行解释。
加密货币支付通道的类型
单向支付通道
最简单的支付通道系统是单向通道系统。在这种系统中，用户A可以向B付款。新用户C可以加入通道，并向D付款。通过这种方式，通道中的支付链可以不断扩展。
这些支付由多重签名类型的交易控制和保障。因此，为了执行支付，相关方必须根据交易输入和输出中显示的数据进行签名。随着渠道规模的扩大，系统公司也随之壮大，每个人都必须签名才能释放资金。
此外，nLockTime 设置为 50 个区块，以防止用户立即使用资金，相反，资金只有在 50 个区块确认后才能使用。此时，您可以将 nLockTime 视为仅在特定日期之后有效的支票，在此日期之前，它只是一张毫无价值的纸。nLockTime 可以根据各方意愿进行任何调整。
这样，所有参与者都可以确保付款已完成，但只有在满足协商付款的附加条件后，他们才能收到款项。例如，假设 A 付钱给 B 修理一台电脑，B 大约有 500 分钟的时间来修理这台电脑。否则，A 仍然可以干预交易，更改其价值并取回她的钱。
双向支付通道
双向支付渠道实际上是两个协同工作的单向渠道。由此，A 和 B 可以双向发送付款，无需关闭之前的支付通道并开启新的支付通道。基本操作保持不变，但双向支付通道非常适合在两个用户或实体之间执行更动态的操作。
为什么要创建加密货币支付通道？
在比特币中，交易只有被打包进区块链的区块才能得到确认。这个过程大约每 10 分钟发生一次，并且只能输入 1MB 的信息。这极大地限制了每个区块中可确认的交易数量，每 10 分钟大约只能确认 2200 笔交易。
但是，如果我们作弊呢？如果我们在一笔交易中包含多个输入和输出，并且交易的各方都签署了他们的同意，结果会怎样？这样，这笔交易最终会被发送到网络并得到验证，这样一笔交易就相当于多笔独立的交易。这确实是一个非常巧妙的陷阱，但也非常有用，这正是支付通道的作用，至少在其最基本的功能上是如此。
这样，支付通道就变成了一个第二层解决方案，允许用户在无需直接依赖下一个区块的情况下进行交易，从而认为交易已经完成。因此，我们可以进行即时交易，这些交易稍后会在支付通道关闭后一致记录在主区块链上。没有任何损失，也不会凭空创造任何货币，最终一切都归于同一账目，数字只是累加而已。
这就是支付通道诞生的原因。它是一个完美的工具，可以让加密货币的支付更加灵活，而且这一切都无需改变现有协议。
加密货币支付通道的优缺点
优点：
- 支付通道允许参与支付通道的各方即时付款。此外，它还允许您安排付款，并在特定条件下提高付款安全性。
- 您可以进行小额支付，甚至可以发送几聪（satoshi）。
- 由于链上确认费由所有通道参与者共同支付，因此可以降低交易费用。
- 它使企业能够以加密货币接收付款，而无需链上确认时间，但又不牺牲安全性。
- 在当前的支付通道规范下，资金窃取非常困难（甚至不可能）。这是因为支付通道的实现采用了多重签名地址方案，只有所有参与者的签名一致，操作才能执行。
缺点：
- 支付通道的交易数量受到限制。
- 用于支付通道的资金必须提前存入。这意味着，如果支付通道资金耗尽，就需要开辟一个新的支付通道来执行更多操作。
- 支付通道仍然存在一些安全问题。例如，此类系统的客户端代码和节点存在漏洞，甚至操作结构本身也存在漏洞，例如时间膨胀攻击。这些都是在此类系统大规模推广之前需要解决的一些问题。
其他区块链上的支付通道
比特币并非唯一的加密货币区块链，也不是唯一能够集成支付通道协议的区块链。莱特币和以太坊等加密货币也能够使用此类系统。几乎所有存在可扩展性问题的加密货币都在寻求利用支付通道进行扩展的方法。原因很简单：支付通道比重写这些区块链上已经验证过的协议更容易实现。
例如，在莱特币中，可以使用闪电网络，在以太坊中，可以使用雷电网络或流动性网络，尽管后者使用了不同的支付通道方案。
结语
区块链从未停止发展，围绕它的创新也从未停止。支付通道似乎已经站稳脚跟，尽管尚处于早期阶段，但它们的目标是持续发展，尤其是在我们希望看到加密货币在全球范围内大规模普及的情况下。
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