在這一周中，在構建LightWork Web應用程序的第一個版本時，我遇到了一些架構問題，主要與處理ln節點和我的Web應用程序之間的bolt11發票（core to ln）有關。在經歷了（大部分）這些障礙之后，我想我會寫一些關于開發一個由LN驅動的應用程序以及如何減少大家在開發時遇到的主要障礙。

應用程序棧

現在大多數應用程序通常分為兩個主要部分：客戶端和服務器。例如，客戶端可以是移動應用程序或JavaScript SPA，服務器可以由NodeJS / Go / Rust后端組成，后端主要是基于RESTful或GraphQL的API。

為應用程序添加Lightning Network支持，通常會向應用程序堆棧引入兩個部分：比特幣節點和Lightning Network節點。

對于比特幣，有幾個節點實現可供使用，其中兩個最廣泛接受的方式是：

· 比特幣核心-比特幣

· BTCD-BTCD

根據社區共識、網絡上活動節點的數量以及各自代碼存儲庫的維護統計，很明顯比特幣核心是最廣泛使用和維護更好——也是我們將要使用的方式。

在Lightning Network方面，有（目前）三個兼容的客戶端都遵循相同的BOLT規范：

1. C-Lightning（用C編寫）

2. LND（用Go編寫）

3. Eclair（用Scala編寫）

你應該評估每個客戶端，并決定那個是對你最有意義。我以前曾親自使用過C-Lightning和LND，但也聽說過有關ECLAir客戶的很多事情。對于lightwork，我決定使用lnd，因為它提供了一個友好易用的grpc/rest api，以及現成的Neutrino light客戶端支持（現在是testnet）。

是時候啟動和運行節點了。

比特幣核心設置

當前的比特幣主網區塊鏈大約有260GB的數據，挖掘了約55萬個區塊。由于我們的lnd節點依賴于訪問底層鏈來打開和關閉通道事務，因此在本地機器/筆記本電腦上運行一個完整的節點似乎是一項巨大的任務。這不僅是1/4TB的數據，而且完全同步還需要幾個小時（取決于您的連接，可能需要幾天時間）。

比特幣也有一個testnet3網絡，允許開發者在不影響主網的情況下測試新功能和對協議的更改。這對于開發人員在比特幣上構建應用程序和服務也很好，因為比特幣能夠使用無價值的TestNet BTC幣測試端到端的流量。測試網的容量較小大約25GB和大約有144000個區塊。如果您所要做的只是處理與閃電網絡接口的應用程序，那么同步testnet3仍然是一個很大的障礙。這就是為什么比特幣核心給了我們另一個網絡，這一個叫regtest（simnet為btcd用戶）。

RegTest是區塊鏈的一個測試應用版本，考慮到它的唯一目的是允許在協議上進行更快的開發，作為該節點的管理員，您可以即時地挖掘任意多個區塊。我在開發時使用了我的regtest網絡，只占用了大約37MB容量。這更符合我們想要的。

安裝比特幣核心節點

以下說明用于在MacOS系統上運行比特幣。

如果您還沒有安裝，請運行以下命令在您的環境中安裝比特幣核心：

curl -O https://bitcoin.org/bin/bitcoin-core-0.17.0/bitcoin-0.17.0-osx64.tar.gz

如果您熟悉PGP，還建議您檢查發布的簽名哈希：01EA 5486 DE18 A882 D4C2 6845 90C8 019E 36C2 E964

現在，您可以使用以下方法打開tarball：

tar -zxf bitcoin-0.17.0-osx64.tar.gz

隨后使用以下方法使bitcoind二進制文件可用：

sudo mkdir -p /usr/local/bin

sudo cp bitcoin-0.17.0/bin/bitcoin* /usr/local/bin/

刪除文件，您可以刪除下載的文件夾：

rm -rf bitcoin-0.17.0*

您現在應該可以完全訪問計算機上的bitcoind和bitcoin-cli命令。

節點配置

比特幣核心完整節點有許多配置選項，因此每次運行二進制文件時，不要在命令行上傳遞所有這些參數，建議您使用bitcoin.conf配置文件。

有關bitcoind支持的所有命令的列表，請運行bitcoind --help。

下面是一個配置文件示例，其中包含運行regtest節點（并連接到LND節點）的（必要）參數：

# Daemon Options

server=1

# Network Options

regtest=1

# RPC Options

rpcport=8332

rpcuser=USERNAME_HERE

rpcpassword=PASSWORD_HERE

# ZMQ Options

zmqpubrawblock=tcp://127.0.0.1:28332

zmqpubrawtx=tcp://127.0.0.1:28333

為了簡單起見，您可以在完整節點在系統中創建的主比特幣文件夾中創建bitcoin.conf文件。在macOS系統中，該文件夾位于?/ Library / Application Support / Bitcoin。

記下您選擇的RPC用戶名和密碼，因為我們在LND節點配置期間需要它。

然后，您可以運行以下步驟進入同一個Bitcoin目錄，并使用新創建的配置文件啟動節點守護程序：

cd ~/Library/Application Support/Bitcoin

bitcoind -datadir=。/ -conf=。/bitcoin.conf

您應該看到類似于的輸出：

在單獨的終端窗口中，您可以運行bitcoin-cli getblockchaininfo，您將看到來自regtest比特幣鏈的最新數據集，包括當前塊高度，難度級別和磁盤大小。有關bitcoin-cli命令的完整列表，請運行bitcoin-cli --help。

當您第一次運行bitcoind時，它會自動為您創建一個錢包。所以在這一點上，任何通過采礦獎勵獲得的BTC都將被發送到這個錢包。為了挖掘regtest塊，只需運行bitcoin-cli就可以生成100，其中100是要挖掘的區塊數。如果您運行bitcoin-cli getwalletinfo，您現在將擁有“余額”下的值。這些是regtest BTC硬幣，非常適合測試Lightning Network應用程序。現在我們已經運行了比特幣核心守護程序并且我們知道如何挖掘regtest塊，現在是時候設置我們的LND節點了。

LND節點設置

要連接到閃電網絡，您只需要一個連接到底層鏈的LND節點。但是為了可以向網絡周圍發送資金，您必須有另一個節點發送到或請求。一種方法是將具有不同比特幣核心和LND節點的多個VPS盒旋轉起來，然后在兩個VPS盒之間打開通道。另一個更簡單的方法是讓多個LND實例在您的機器上運行，連接到一個您完全控制的比特幣regtest節點。用戶可以在單個環境中運行他們想要的多個LND節點，只有三個要求：

每個節點都必須有自己的專用數據目錄

每個節點都必須有自己的gRPC / REST端口

每個節點必須有自己的一組TLS證書和管理Macaroon

LND創建在啟動時運行節點所需的所有必要數據文件，包括身份驗證macaroon文件。考慮到這一點，在啟動第一個節點后，您可以簡單地克隆它（并刪除身份驗證macaroons / TLS證書，以便在初始化第二個節點時重新創建它們）。對于macOS用戶，默認的LND文件夾位于?/ Library / Application Support / Lnd（NODE A），因此我將其克隆到?/ Library / Application Support / Lnd Test（NODE B）中。

節點配置

與比特幣核心類似，LND節點接收稱為lnd.conf的配置文件。為了運行兩個節點，我們需要兩個文件，放在每個相應的數據目錄中，配置節點以連接到正確的bitcoind實例。

NODE A將在默認數據目錄和默認設置（RPC / REST / gRPC端口）上運行。我們將使用以下conf文件：

# LND Settings

debuglevel=debug

debughtlc=true

alias=YOUR_NODE_NAME

maxpendingchannels=10

color=#eeeeee

rpclisten=0.0.0.0:10009

restlisten=0.0.0.0:8080

listen=9735

externalip=127.0.0.1:9735

datadir=。/

datatlscertpath=。/tls.cert

tlskeypath=。/tls.key

adminmacaroonpath=。/data/chain/regtest/admin.macaroon

# Bitcoin

bitcoin.active=1

bitcoin.regtest=1

bitcoin.node=bitcoind

# Bitcoind

bitcoind.rpcuser=USERNAME_HERE

bitcoind.rpcpass=PASSWORD_HERE

bitcoind.zmqpubrawblock=tcp://127.0.0.1:28332

bitcoind.zmqpubrawtx=tcp://127.0.0.1:28333

請注意，ZMQ選項和RPC用戶名和密碼必須與先前配置的bitcoind.conf設置匹配。

除連接端口外，NODE B將具有基本相同的配置設置。更具體地說，rpclisten，restlisten，listen和externalip屬性都接收新端口。

# LND Settings

debuglevel=debug

debughtlc=true

alias=YOUR_NODE_NAME

maxpendingchannels=10

color=#eeeeee

rpclisten=0.0.0.0:10008

restlisten=0.0.0.0:8090

listen=9736

externalip=127.0.0.1:9736

datadir=。/

datatlscertpath=。/tls.cert

tlskeypath=。/tls.key

adminmacaroonpath=。/data/chain/regtest/admin.macaroon

# Bitcoin

bitcoin.active=1

bitcoin.regtest=1

bitcoin.node=bitcoind

# Bitcoind

bitcoind.rpcuser=USERNAME_HERE

bitcoind.rpcpass=PASSWORD_HERE

bitcoind.zmqpubrawblock=tcp://127.0.0.1:28332

bitcoind.zmqpubrawtx=tcp://127.0.0.1:28333

此時，我們有兩個LND節點在不同的數據目錄上運行，具有自己的一組TLS證書和身份驗證宏，并在不同的端口上運行。是時候啟動網絡了。在兩個單獨的終端shell中，使用以下命令啟動NODE A和NODE B：

lnd --configfile=。/lnd.conf

在另外兩個shell中，使用lncli工具向您的節點發送命令。運行以下命令以創建錢包。對于NODE A，我們只需要運行create命令，如下所示：

lncli --network=regtest create

對于NODE B，我們必須傳遞更多屬性：

lncli --network=regtest --rpcserver=localhost:10008 --lnddir=。/ --tlscertpath=。/tls.cert create

添加的屬性是為了確保第二個lncli調用與在端口10008上運行的NODE B通信。運行錢包創建過程并為每個錢包創建自己的密碼。

請注意，一旦您創建了錢包，您只需運行unlock命令即可開始工作。

LND節點實際上做了很多，并且要了解它的所有功能，請轉到LND的文檔或運行lncli --help來查看幾個命令。一些更廣泛使用的是：

# Wallet balance， in Satoshis

lncli walletbalance

# Balance of all channels combined， in Satoshis

lncli channelbalance

# Generate Invoice

lncli addinvoice --amt=1000 --memo=testing

# Pay Invoice

lncli payinvoice lnbcrt10u1pdlyp6fpp50xvlxjg.。.

# Connect to specific node URI

lncli connect 03fbe39af6166273.。.@127.0.0.1:9735

# Open channel with to specific node

lncli openchannel 03fbe39af6166273.。.1af2 100000

我們將使用這些命令中的每一個在我們的兩個節點之間發送LN發票，但在我們這樣做之前，我們需要在我們的一個錢包中使用一些實際的regtest BTC。

將regtest BTC從比特幣核心發送到LND節點

您可以使用bitcoin-cli工具將已開采的regtest BTC發送到NODE A.首先從NODE A內部生成一個新地址：

lncli --network=regtest newaddress np2wkh

然后轉到比特幣核心并將一些regtest BTC發送到該地址。確保生成幾個區塊以進行挖掘并確認交易。

# Send 250 BTC to the LND Address

bitcoin-cli sendtoaddress 2MuKLyJQn2UQ2BaVotWpCKAfXpkrsa96eL7 250

# Mine Blocks

bitcoin-cli generate 10

現在回到NODE A，我們可以獲得我們的錢包余額，并看到我們的BTC已正確轉移。

在兩個lnd節點之間打開通道

既然我們在NODE A內有了BTC，我們就可以讓NODE B為節點A創建一些付款請求。作為Lightning網絡規范的一部分，如果節點想發送和接收Satoshis，則需要與其他節點打開通道（通過其他間接節點路由發票為C我們可以在真實的網絡場景中使用，而不是在我們的兩節點lnd regtest網絡中）。

要連接兩個節點，您需要獲取節點的公共URI。在NODE B上，運行以下命令：

lncli --network=regtest --rpcserver=localhost:10008 --lnddir=。/

--tlscertpath=。/tls.cert getinfo

突出顯示的部分是我們需要用來連接到此節點的URI。如果您沒有看到列出的URI，可能是因為您沒有在LND配置文件上設置externalip屬性。

要在節點之間打開通道，首先我們需要連接它們。使用NODE B的URI在NODE A上運行以下命令。

lncli --network=regtest connect 0394ed661ff.。.92f446@127.0.0.1:9736

我們仍然沒有開通任何渠道，因此即使我們嘗試支付發票，我們也會遇到路由問題：

作為開通渠道的一部分，LND將在鏈上創建一個資金交易，設置一定數量的satoshis來鎖定這個新創建的頻道。

lncli --network=regtest openchannel NODE_PUB_KEY amount

要使資金交易有效，您需要運行比特幣-cli生成10才能在比特幣核心中挖掘更多的區塊。此時，您可以在NODE A中運行listchannels以查看兩個節點之間打開的通道：

lncli --network=regtest listchannels

處理發票（BOLT11付款請求）

既然NODE A已經獲得了一些regtest BTC的資助，并且我們在兩個節點之間有一個活躍的開放通道，我們可以創建一個發票來處理一些BTC。

發票是任何Lightning Network交易的核心。要了解有關LN發票（付款請求）和BOLT11規范的更多信息，請閱讀我的其他文章。

從NODE B，生成300 satoshis的發票，其中包含‘測試’的說明：

lncli --network=regtest --rpcserver=localhost:10008 --lnddir=。/

--tlscertpath=。/tls.cert addinvoice --amt=300 --memo=testing

突出顯示的部分是BOLT11付款請求哈希。要了解有關此發票的更多信息以及我們可以從中解碼的數據類型，請轉到Lightning Decoder并粘貼您的發票。

從NODE A，我們可以支付這個新創建的發票，并通過我們剛剛打開的通道通過Lightning Network路由付款。

lncli --network=regtest payinvoice lnbcrt3u1pdlygj221k0x.。.c0h503tpr

NODE B現在應該在通道的一側列出300個satoshis。我們可以使用channelbalance命令檢查它。

lncli --network=regtest --rpcserver=localhost:10008 --lnddir=。/

--tlscertpath=。/tls.cert channelbalance

瞧，我們的300個satoshis已被轉移。

您已成功連接在同一regtest BTC網絡上運行的兩個LND節點，在它們之間打開了一個通道，并通過支付BOLT11發票來交易BTC。通過此設置，您可以通過這兩個LND節點創建無限的實際付款方案。這樣可以更輕松地對Lightning網絡驅動的應用程序的后端服務器邏輯進行測試，迭代和故障排除。

現在，要與應用程序內的節點連接，請查看LND的gPRC或RESTful API。您還可以利用Alex Bosworth的抽象層，例如LN Service，它可以提供更友好的API。

LNET

在開發LN應用程序時，通常遵循regtest→testnet→mainnet方法，但根據您的應用程序大小和要求，添加額外步驟可能是有意義的。

在2018年Chaincode Lightning Residency的最后一天，來自Blockstream的Christian Decker演示了lnet。 lnet背后的目標是簡化初始化LN網絡拓撲以進行應用程序測試的過程。您需要做的就是以graphviz點格式描述網絡，lnet將負責其余部分。這個庫是基于C-Lightning而不是LND構建的，并沒有（但是？）提供與旋轉您自己的節點一樣多的控制、定制和配置—但它確實有助于使用許多節點進行測試。

結論

我將繼續分享這些筆記，因為我將繼續開發LightWork并進一步了解Lightning Network。在下一篇文章中，我希望詳細介紹用于構建LightWork對分期付款和提款的支持的實際代碼片段/實現——真實世界的源代碼比1000個單詞更有價值。