区块链行业正在持续发展，扩展性解决方案成为解决主区块链网络局限性的核心。其中，第二层支付通道已成为解决大型区块链网络（如比特币和以太坊）面临的扩展性挑战的重要创新。这些通道代表着在交易处理方面的重大进步，提供了更快的速度和更低的成本，同时保持基础区块链的安全保障。
什么是第二层通道？
第二层通道充当两个参与方之间的点对点连接，使他们能够在链下进行无限次交易，仅需两次链上交易。
第一次交易建立主链（层 1）与通道（层 2）之间的连接，而第二次交易则关闭此连接并记录最终状态。这种创新的方法通过将大多数交易移至主区块链之外，大大提高了交易速度和效率，从而减少了网络拥塞、费用以及通常困扰层 1 解决方案的延迟。
两种类型的第二层通道：状态通道 vs. 支付通道
虽然状态通道和支付通道基于相似的原则运作，但它们在区块链生态系统中起到不同的作用。状态通道处理区块链网络上的常规状态更新，超越了简单的支付交易。
设想一个场景，即两个玩家想在以太坊上进行一场基于区块链的国际象棋比赛。他们需要首先创建一个多签名智能合约，其中包含游戏规则、玩家信息和奖金额。当游戏进展时，每次走棋都会生成一个存储在智能合约中的链下交易。游戏结束后，玩家通过签署最终状态并将其提交至多签名合约来关闭通道，从而获胜者获得奖励。
然而，支付通道专注于金融交易。像比特币的闪电网络和以太坊的雷电网络就展示了这一特定应用。
这些通道使得点对点交易可以无限进行，而无需涉及主区块链，直到通道关闭。这个过程始于参与者将资金存入多签名钱包，从而促进后续的链下交易。为了防止欺诈，这些系统实施惩罚机制，尝试作弊将导致所有资金被交给诚实方。
如何在你的业务中使用第二层支付通道？
将第二层支付通道应用到商业运营中需要了解系统的技术细节。我们来探讨一下两个商业伙伴，Sarah 和 Michael，可能如何建立和运营他们的常规交易支付通道。
为了启动支付通道，发起方 Sarah 创建了一笔资金交易，向多签名地址存入 10 个 BTC。这笔金额代表了通道的容量，决定了任何时候可以转移的最大价值。
然而，在广播此资金交易之前，Sarah 必须确保获得由 Michael 签署的退款交易。这一步至关重要，以确保如果 Michael 变得没有响应或不合作，Sarah 仍然能够追回她的资金。
通道通过代表 Sarah 和 Michael 当前余额分布的承诺交易运作。例如，如果 Sarah 向 Michael 支付 2 BTC 的咨询服务费，他们需要创建并签署新的承诺交易以反映更新后的余额：Sarah 为 8 BTC，Michael 为 2 BTC。这些交易包含复杂的时间锁机制和撤销秘密以防止欺诈行为。
安全协议实施了一种惩罚系统，若尝试广播过时的承诺交易，所有资金都会归给诚实方。这种机制确保了交易的最终性，无需双方之间的信任。每个新交易都会涉及交换撤销秘密，有效地使之前的承诺交易无效并保持通道的完整性。
通道关闭可以通过三种方式实现：相互协议、单方面关闭或惩罚执行。在相互关闭中，双方同意广播各自的最终余额，从而导致最有效和节省成本的解决方案。当一方变得没有响应时，单方面关闭发生，要求活跃方发布其最后的承诺交易并等待时间锁到期。当一方试图通过发布过时的交易进行作弊时，惩罚机制启动，允许诚实方通过撤销机制索回所有资金。
当支付通道集成到更大的支付通道网络中时，其真正的力量便会显现。例如，Sarah 可以通过像 Michael 和 Emma 的中间节点向 Rachel 发送支付，即使没有直接通道连接。此路由功能利用了散列时间锁合同 (HTLC) 以确保安全和原子交易跨越多个通道，在保持安全和效率的同时显著扩展了网络的实用性。
实现支付通道时，企业需要考虑通道容量、流动性分配和监控要求。运行节点或使用哨兵服务成为保护免受欺诈关闭尝试的关键。然而，在这一基础设施上的投资通过显著减少的交易成本和即时结算能力证明是划算的解决方案，适用于需要频繁区块链交易的企业。
企业从集成闪电网络中获得的好处是什么？
对于寻求集成第二层支付通道的企业来说，闪电网络提供了四个主要优势，使其特别具有吸引力。首先，它通过将交易移至主区块链之外显著提高了可扩展性，从而允许企业处理多个交易而不会堵塞比特币网络。其次，它实现了近乎即时的交易，消除了比特币转账通常需要的漫长等待时间。第三，它支持小额支付，使企业能够以不高的费用处理小额交易。
最后，它所需的能源显著少于传统比特币交易，这对环保型企业具有吸引力。
考虑一家咖啡馆实施闪电网络进行日常交易。与其在主区块链上处理每笔咖啡购买（可能需要几个小时并产生高昂费用），不如与常客建立支付通道。这些通道允许即时支付，费用极低，从而显著改善顾客体验，同时降低运营成本。当通道余额变低时，顾客可以选择充值或关闭通道，所有交易将被合并并记录在主区块链上。
然而，企业在实施时必须仔细考虑某些挑战。支付通道的初始设置需要前期投资和技术专业知识。此外，企业需要管理对手风险并维护足够的通道流动性。为了减轻这些风险，许多企业使用闪电服务提供商和哨塔，它们在潜在的欺诈或技术问题上对通道进行监控。
尽管存在这些挑战，闪电网络的采用率仍在持续增长，目前网络中锁定了超过 5400 个 BTC，并且大约有 75,700 个活跃通道。
生态系统如今包括像 Breez 和 Satoshi 钱包这样的移动友好型钱包，使其对各类企业而言越来越可访问。由于交易成本平均仅约 0.0016 satoshis，对于想要在保持比特币网络的安全和去中心化优势上实现高效加密货币支付的企业而言，该网络提供了一个引人注目的解决方案。
对于考虑集成的企业，关键在于从小规模开始，或许首先与常客打开有限数量的支付通道，并随着对系统的熟悉逐步扩展。这种渐进的方法让企业能够从经验中学习，同时将潜在风险和技术挑战降至最低。