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閃電網絡流量分析引發了費用和隱私方面的問題

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一份新的研究報告提供了可能是去年模擬閃電網絡流量的最具信息量的一系列快照。
這篇題為《比特幣閃電網絡的加密貨幣經濟流量分析》(A Cryptoeconomic Traffic Analysis of Bitcoin 's Lightning Network)的論文是由三位匈牙利研究人員撰寫的:計算機科學與控制研究所(Institute for Computer Science and Control)的費倫茨·貝雷斯(Ferenc Beres)、洛蘭大學(Eotvos Lorand University)的伊斯特萬·A·塞雷斯(Istvan A. Seres)和斯澤尼·伊斯特萬大學(Szechenyi Istvan University)的安德拉斯·A·本庫(Andras A. Benczur)。

本研究利用閃電網絡流量模擬器模擬網絡交易流程,得出目前的網絡交易費率在經濟上不具有長期可行性的結論。除了不成熟的收費市場,本文還探討了比特幣發送者使用閃電網絡來利用更直接、更少私人支付路徑的趨勢。這篇論文提出了解決這些問題的方案,同時也提出了閃電網絡最終應該如何對待比特幣的問題。

閃電網絡問題1: 收費市場的經濟可行性

與Visa等機構巨頭(每秒處理約4萬筆交易)相比,比特幣區塊鏈每秒處理的交易要少得多(7到9筆)。盡管比特幣肯定不會試圖成為Visa,但這說明了閃電網絡的目的:擴大比特幣的規模。因此,閃電網絡的核心思想是允許人們在區塊鏈上發行比特幣支付,這樣他們就可以進行更無縫的操作。這通過創建更快更便宜的支付來減少處理積壓,同時也為更好的隱私提供了一個有趣的機會。

閃電網絡由基于閃電技術(BOLT)的節點運行,而閃電技術是閃電網絡協議的基礎。類似于運行一個鏈上的比特幣節點,閃電節點在發送方和接收方之間路由支付,反過來從他們的工作中獲得交易費。

然而,由于閃電網絡比比特幣區塊鏈本身更新、更私密,研究論文的作者在一份簡報中表示,“就我們所知,目前還沒有關于量化LN路由器節點的財務激勵的論文。”他們的分析采用了從2019年2月至3月閃電網絡的連續40張快照中提取的交通數據,以及隨后模擬這些數據的估算。

論文發現,“目前,LN幾乎沒有為支付路由提供財務激勵。較低的路由費用并不能充分補償路由節點,這些節點實際上將網絡連接在一起。”在他們的報告中,作者估計,在不同流量和支付價值水平的主要路由器實體,每天的路由收入約為10萬sats (約7美元)。

為清晰起見,閃電網絡的開發者為節點運營商設置默認的交易費用,他們可以一致同意這樣做,也可以為自己的閃電軟件實現獨立行動。然而,節點操作員可以手動調整他們的交易費率到他們想要的任何程度。該論文稱這種對低交易費用的網絡范圍內的傾向“在經濟上是非理性的”,但在與《比特幣》雜志的交談中,布達佩斯的數學博士塞雷斯很快承認,這種行為可能更類似于比特幣鏈上費用市場早期出現的一種利他主義。

假設節點運營商希望從交易費用中獲得合理的投資回報,本文斷言,閃電網絡的財務激勵是不夠的。為了使節點運營商的支付路由在經濟上可行,本文提出要么增加流量,要么增加交易費用。

“從這個意義上說,許多較大的節點可以提高交易費用,因為它們處于壟斷地位,”作者寫道。

這意味著,由于許多較大的節點目前為網絡路由的交易所占的比例,它們是不可缺少的,“相鄰節點沒有太多的選擇來路由支付,”Seres說。

閃電網絡問題2: 路由隱私

論文還發現,盡管有隨機的洋蔥路由,“關于支付的發送方和接收方可以收集到強有力的統計證據,因為很大一部分支付只涉及一個路由中介。”

作為解決這一隱私缺陷的一個潛在方案,作者建議使用“故意次優的、更長的路由路徑來恢復隱私,而這只會略微增加平均交易的成本。”“此外,在發送方和接收方之間建立一個直接的支付渠道可以創造最佳的隱私水平。

根據該論文的建議,如果默認交易費用增加,為保護隱私而采取更長的、更少的直接支付方式將花費更多。類似于對節點運營商設置默認交易費用的關注,并且本著比特幣最早發展的精神,本文的發現目前將隱私責任放在了用戶選擇支付路徑上。

合理降低交易費用

閃電網絡社區的許多開發者和節點運營商不太可能同意論文的結論,即低交易費用在經濟上是不合理的,甚至是有問題的。

例如,許多閃電網絡節點運營商都是比特幣業務,例如Bitrefill,它允許客戶通過閃電網絡支付使用比特幣購買各種產品和服務。像Bitrefill這樣的公司似乎是在利用閃電網絡的低交易費用來為他們的客戶服務。

Bitrefill公司的CCO約翰?卡瓦略(John Carvalho)在接受《比特幣》(Bitcoin)雜志采訪時表示:“如果路由費用本身對參與者有可累加的成本,就認為閃電路由在經濟上是不合理的,這種想法是完全短視的。” “至少有兩個主要因素必須考慮。第一,閃電提供了比特幣交易鏈上沒有的一些特性,比如高頻率和實時性。這些都是人們愿意花錢來訪問的功能。就像Bitrefill一樣,經濟參與者有動機將其節點活動作為業務從外部擴展。對商業友好型比特幣交易的需求是真實存在的。

另一家利用閃電網交易費用低廉的比特幣企業是Sparkswap,這是一款應用程序,用戶可以用美元直接購買比特幣,放入閃電網錢包中。

Sparkswap創始人特里?格里菲斯(Trey Griffith)表示:“看看我們的路由費,你可能會認為我們的經營方式不經濟,但考慮到我們的整體業務,情況就不一樣了。”

格里菲斯表示,由于比特幣業務在閃電網絡的路由中占主導地位,很難從論文的數據中得出有意義的結論,比如為什么某些開口會形成三角形的路由。

格里菲斯同意,交易費用將隨著時間的推移而增長,而卡瓦略承認,“隨著時間的推移,它們可能會接近鏈上的水平……可以預測費率排名:比特幣鏈上>閃電網絡>垃圾代幣。”

是否提高閃電網絡交易費用?

根據Seres的說法,閃電網絡交易費用低的最終危害“可能是節點會退出網絡,從而失去支付渠道的能力。”

在2019年10月,Blockstream的開發者Rusty Russell指出了設置低違約交易費用的另一對問題。

在給Lightning Dev郵件列表的一條消息中,Russell注意到三分之二的節點運營商“坐在默認的交易費用上(1000 [millisatoshi] + 1 [ppm (ppm是百萬分之一)])”。這意味著閃電網絡上的大多數節點運營商不會選擇偏離開發人員設置的默認費率。

Russell指出,接受默認費用意味著可靠性較低,而且在試圖找到響應節點時,路由會變慢。他還指出,“在收費方面沒有明顯的市場信號”,這意味著閃電網絡收費市場看起來不像一個真正的市場。

Russell的同事、Blockstream研究員、通用比特幣和閃電網絡的狂熱愛好者克里斯蒂安·德克爾(Christian Decker)最近更詳細地闡述了Russell的觀點,并對論文的發現做出了回應。通過增加默認費用,我們會自動偏離那些剛剛建立并無人值守的節點的路由選擇。”
Decker還指出,這篇論文似乎忽略了c-lightning實現已經為發送者隨機選擇路由。Decker說:“由于路由選擇的隨機性,增加默認費率不會導致那些節點被排除在轉發支付之外,但我們仍然可以將路由轉向管理得更活躍的節點。”

展望2020年

盡管本文采訪的大多數消息來源并不認同論文的結論,但他們的擔憂確實揭示了2019年的閃電網絡,以及2020年可能的主要重點。

“自從一年多前我們開始公開測試以來,閃電社區已經建立了許多基礎設施來引導網絡,并嘗試哪些可行,哪些不可行,”Decker說。 “這為我們在未來幾年的發展打下了基礎,我們預計未來的許多發展將會更多地面向用戶。”這包括更簡單的用戶體驗和進一步提高的可靠性,這可以推動用戶采用。我們同意作者的觀點,隱私可能是2020年閃電網絡的一個主要話題。”

Carvalho也不認為閃電網的低交易費用有什么問題,并計劃在來年進行重大改進。

他說:“最終,P2P網絡的性質和自愿性意味著,反對其合理性的論據必須駁斥這樣一個事實:網絡依然存在,并且還在發展,而且如今被企業所利用。”“在我看來,我們只是觸及了表面,閃電將在2020年展示更多的使用案例和參與激勵。”

此外,Carvalho指出,閃電網絡從未承諾解決隱私問題——這更多是其工程師和用戶注重隱私文化的副作用。而且,在鏈上數據的背景下,有能力看到一些錢在閃電上移動并不意味著你有有用的外部污染應用到它。要了解更多關于2020年閃電網絡的信息,你可以訂閱這個閃電網絡開發者郵件列表。

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