雫教你用婚姻理解比特幣閃電網路
雫：首先，我們在結婚的時候，要在結婚協議書上載明兩人「帶入多少資產進入婚姻」。
結婚同意書：
兩人於婚姻中財產：
吉田春：500000
水谷雫：300000
簽名：吉田春、水谷雫 2022.02.10
雫：接著將這張結婚證書提交到了戶政事務所，我們就會正式結婚了。
春：那要怎麼轉帳呢？
雫：當我們要轉帳時，就要簽一張離婚協議書，寫上新的財產分配。例如當我要轉給你 10000 元時，我們就簽一張離婚協議書：
離婚協議書：
兩人協議分配財產如下：
吉田春：510000
水谷雫：290000
簽名：吉田春、水谷雫 （尚無時間戳）
雫：當你要再給我 2000 時，我們再用上張協議書的金額，算出新的餘額。
離婚協議書：
兩人協議分配財產如下：
吉田春：508000
水谷雫：292000
簽名：吉田春、水谷雫 （尚無時間戳）
雫：透過這種方式，我們就可以用 0 手續費完成無限多筆交易。因為兩人都已經簽了名，兩人又各自有一份，因此只要任何一方想要，隨時都可以將離婚協議書交到戶政事務所，將財產結算。
春聽了之後毛骨悚然，知道自己随時有可能會被離婚，想要力挽狂瀾。
春：那我跟妳結婚之後，一次都不要簽離婚協議書，妳就拿我沒轍了吧！妳就得一輩子當我老婆！
雫：那可不行，所以你得先簽好第一份離婚協議書，我才會簽下結婚同意書。
春嚇了一跳，翻開雫剛才給他的結婚同意書下面，果真就附了一張離婚協議書。
離婚協議書：
兩人協議分配財產如下：
吉田春：500000
水谷雫：300000
簽名：吉田春、水谷雫 （尚無時間戳）
春：不行不行，妳這個作法有個 bug，如果結婚後都是妳給我錢，財產變成例如我 600000、妳 200000，但最後妳卻交了我們一開始的離婚協議書，妳不就淨賺 100000 嗎？
雫聽了後覺得有道理，低頭開始深思。正當春覺得應該可以安心的時候，雫抬起了頭。
雫：你說的有道理，所以我們要加入另外一個保險措施。
雫拿出兩張新的離婚協議書，拿出筆在上方加字。
離婚協議書（吉田春持有）：
兩人協議分配財產如下：
水谷雫：300000
帳戶 1：500000
過了一個月後，將帳戶 1 的所有錢轉給吉田春
簽名：水谷雫 （尚無時間戳）
離婚協議書（水谷雫持有）：
兩人協議分配財產如下：
吉田春：500000
帳戶 2：300000
過了一個月後，將帳戶 2 的所有錢轉給水谷雫
簽名：吉田春 （尚無時間戳）
春：為什麼要把錢先轉到其他帳戶再轉回來給我？而且妳的合約跟我的合約，怎麼內容是相反的啊？
雫：你仔細觀察，我已經簽名、交給你的協議書，是對我有利（我會立刻拿到錢）、而對你不利的（你要等待一個月）。反過來，你簽名交給我的協議書，則是對你有利、對我不利。因此我若將我手上的協議書擅自交出去，我就必須等待一個月才能拿到錢。
春：那又怎麼樣？反正就等一個月就好了嘛！
雫：還沒完呢！接下來我們每次轉帳，都要開一個新的銀行帳號（不用存錢進去），並將上一個帳號的密碼給---對方。例如我轉給你 10000 元：
離婚協議書（吉田春持有）：
兩人協議分配財產如下：
水谷雫：290000
帳戶 3：510000
過了一個月後，將帳戶 3 的所有錢轉給吉田春
簽名：水谷雫 （尚無時間戳）
離婚協議書（水谷雫持有）：
兩人協議分配財產如下：
吉田春：510000
帳戶 4：290000
過了一個月後，將帳戶 4 的所有錢轉給水谷雫
簽名：吉田春 （尚無時間戳）
水谷雫拿到了帳戶 1 的密碼，吉田春拿到了帳戶 2 的密碼。
春：哦～如此一來，如果妳擅自交了第一份、妳有 300000 的離婚協議書，而非我們最後一張協議書，因為我有妳前面所有帳號的密碼，我就可以把妳的錢從帳戶 2 全部轉走！讓妳血本無歸，因此妳就只能夠交我們簽的最新一張離婚協議書。
雫：沒錯！就是這樣。如此一來，我們就可以不經過銀行，卻以政府的公信力來進行交易，而不需要信任彼此！就算你哪天擅自跳上遠洋漁船跑去捕鮪魚，好幾年都不回來，我也可以將離婚協議書交出去，只要等一個月，就可以拿回我的錢，你也不用怕會被我吭。欸天啊！你不覺得我這個想法很棒嗎？正好可以解決比特幣手續費高昂、速度又慢的問題，也許可以做一番事業出來。
雫：我和你的角色，就是區塊鏈上的兩個地址（Address）。戶政事務所就是區塊鏈。我們的結婚證書，就是開啟一個支付通道（Payment Channel）。而每一次的離婚協議書，就是結算交易。中間作為保險的銀行帳號，則是新產生的比特幣錢包地址，密碼就是該地址的私鑰。哇！春，你覺得我會不會改寫了人類歷史了？
春：如果是雫的話，我相信妳一定可以的！
於是雫隔天就向公司提出了這個構想，公司立馬著手開發，並任命雫為計劃負責人。經過了幾年的努力，閃電網路問世，在不犧牲安全性和去中心化的條件下，解決了比特幣手續費與速度的問題，改變了行動支付生態，薩爾瓦多甚至改用比特幣作為法定貨幣，其中一般日常消費，就是透過閃電網路進行。
真實的閃電網路
雫和春各別擁有一個比特幣錢包，地址分別為 bc1shizuku 和 bc1haru（實際錢包長度不只如此）。今天當雫與春開啟一個支付通道，兩人就像是上文的結婚系統一般，可以用 0 手續費進行快速的交易，以下示範整個建立通道流程：
首先，雫和春開啟一個多簽錢包（multi-sig wallet），多簽錢包就是需要每一方的簽名，才能改變錢包中的資產。開啟多簽錢包的交易就稱為充值事務（funding transaction），就像是上文中的結婚同意書一樣，會記錄雙方將多少錢帶入這個多簽錢包（婚姻）。
funding transaction
bc1shizuku -> 1 BTC
bc1haru -> 2 BTC
signed by: bc1shizuku, bc1haru
bc1shizuku 就會有 1 BTC 被轉到多簽錢包，bc1haru 則會有 2 BTC 被轉到多簽錢包。接下來若春要付雫 0.1 BTC，多簽錢包中的餘額就要改為 bc1shizuku 1.1 BTC、bc1haru 1.9 BTC，雙方就會簽署一個承諾事務（commitment transaction），就對應到上文中的離婚協議書，只要將這個承諾事務發佈到比特幣網路上，通道就會以該內容結算，並關閉通道，對應到上文的離婚。
commitment transaction
bc1shizuku -> 1.1 BTC
bc1haru -> 1.9 BTC
signed by: bc1shizuku, bc1haru
但因為兩人接下來還會繼續交易，沒有理由現在就關閉通道。儘管比特幣區塊鏈上還沒有寫上這筆交易資訊，但因為雙方都「只要想，隨時可以關閉通道並結算」，所以可以保障這筆交易是有效的。
撤消密鑰 Revocation Key
如何避免對方送出了過去的承諾事務，就是運用上文提到的交換帳號密碼技巧，也就是撤消密鑰（Revocation Key），只是換成了比特幣中的錢包。將上面的轉帳 0.1 BTC 加上撤消密鑰：
commitment transaction (owned by bc1haru)
bc1shizuku -> 1.1 BTC
bc1revocationkey1 -> 1.9 BTC
wait 1000 blocks:
bc1haru -> 1.9 BTC
signed by: bc1shizuku
commitment transaction (owned by bc1shizuku)
bc1haru -> 1.9 BTC
bc1revocationkey2 -> 1.1 BTC
wait 1000 blocks:
bc1shizuku -> 1.1 BTC
signed by: bc1haru
跟上文的邏輯相同，雙方持有的都是對自己不利的合約，會將給自己的錢凍結 1000 區塊才能轉進自己的地址。與此同時，會將上一次的撤消金鑰交給對方，因此如果將不是最後一次的承諾事務發佈到區塊鏈，對方就有 1000 個區塊的時間可以把你的錢搶過來，作為不誠實的懲罰。
當兩人真的不需要再進行交易，想要和平分手時，就可以結算最後的餘額，發出一個不帶時間鎖和撤消金鑰的交易，雙方即可立即取回資產，不需等待 1000 個區塊的時間。撤消金鑰與時間鎖的設計是用來避免極端情況的「保險」。和平分手跟強制結束關係就對應到 cooperative-close 與 force-close，強制關閉會讓自己多等不必要的時間，除非必要不建議使用。
如何開始用閃電網路
首先要裝一個支援閃電網路的錢包，我去試用了一大堆後，最推的就是 Phoenix 錢包，它是自由軟體，在 Android 和 iOS 都是原生應用程式（不是 JavaScript 或 Flutter），效能明顯優於其他錢包（Blue、Muun）。其錢包私鑰是用助憶詞儲存，且跟有名的比特幣錢包 Electrum 兼容，不過由於閃電網路的特性（需要儲存承諾事務——離婚協議書），不建議在多個裝置使用同一個地址，可能會發生不可預期的錯誤。
裝完後就可以在 receive 的分頁，找到 "show a Bitcoin address"，接著只要把 Bitcoin 轉進這個地址，就會幫你把錢放入閃電網路（多簽錢包、channel）了。注意：該地址只能用來充值，不是你的比特幣地址，也就是你無權動用該地址的資產。
當你會用 Phoenix，想要玩更進階，就可以用剛提到的 Electrum，並參考這篇教學，一步一步從開啟通道到結束通道全部體驗一遍，可以學到很多東西。
閃電網路之特性與注意事項
- 不宜轉大金額：由於閃電網路是基於交易通道，因此能轉出跟轉入的金額都受限於多簽錢包內的餘額。舉春和雫的例子，當今天春在通道裡有 2 BTC，雫有 1 BTC，那春最多就只能轉給雫 2 BTC，最多也只能從雫那得到 1 BTC。比較易於使用的錢包都會自動幫你開通道，來使交易得以完成，但由於你需要「保存承諾事務」（離婚協議書），若手機弄丟，會有財產遺失的風險。
- 一次請款只能收一次款：閃電網路跟單純的比特幣有個很大的不同，比特幣是由付款方輸入收款方地址，然後就能把錢轉過去，不需要收款方的同意；然而閃電網路則需要收款方先產生一張「請款單」，付款方有了請款單才能打錢過去，而且一張請款單只能收一次款（還會有時間限制），其原因跟閃電網路是如何橫跨多個通道轉帳相關，有興趣可參考延伸閱讀，若未來有機會再撰文分享。
- 交易有更高的隱私性：由閃電網路不會將每筆交易上鏈，只將「結果」上鏈（在未來關掉通道的某一天），交易也可能是跨越多個通道完成，每個人只能看到自己的通道內發生的交易，在隱私性上有很大的提升。
- 有機會做到離線交易：因為閃電網路只需要參與方交換合約，如果兩個人之間有直接的通道，有機會能做到不需要網路也能交易，如使用 NFC、RFID 等技術。
- 還是有（不定額的）手續費：有人會以為閃電網路完全沒有手續費，這只有在你與對方有直接的通道才成立，大部分情況下都不會有，這時就需要經過別的通道來「轉交」，經過別人就需要付過路費，路徑越遠越複雜就會越貴，我目前最高遇過是到 $5 TWD，其他通常不到 $0.2 TWD，如果有需要開新的通道可能就會提高到 $50 TWD。
總結閃電網路的合適應用場景：單次、小額、快速的支付，如日常消費。其他如募款、大額轉帳，則更適合直接使用比特幣區塊鏈，現在的手續費也已降到 20 元台幣左右了，跟以太坊動輒數百相比，可說是相當便宜。
搭配了閃電網路的比特幣，真正實現了「去中心化電子現金」的理想。
一天，雫躺在床上，看著手上的結婚戒指，說：
「吶春，我們把離婚協議書都燒了吧！」
春轉過頭，驚訝的看著雫。
「既然現在已經有這麼方便的閃電網路了。比起錢，我還是想永遠跟你在一起」
本文故事純屬虛構，主角名稱來自動漫《鄰座的怪同學》。
延伸閱讀
我很早就已經「聽過」閃電網路，但看了很多文章都沒有一篇能讓我真正搞懂，直到看到大神 Magomed Aliev 的詳細解說，才終於完全了解。於是我也用了自己的方式解釋，希望能讓更多人理解閃電網路的運作。
- Lightning network in depth, part 1: Payment channels
- Lightning network in depth, part 2: HTLC and payment routing
- 閃電網路深入解讀（上）：支付通道 （第一篇的翻譯）
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