在比特幣最近的技術進步中，閃電網絡是最雄心勃勃的項目。一旦剩下的障礙被清除，它承諾提供更快的交易，更低的費用，更寬敞的街區和更滿意的錢包。

盡管閃電網絡的優勢是熱門話題，但人們對它的障礙卻知之甚少。再平衡問題是閃電網絡每個節點都必須克服的挑戰之一。我們將在一系列文章中闡明這個問題。

在我們開始之前，快速回顧一下閃電網絡的基礎知識。

支付渠道

你可能聽說過支付渠道。它們是閃電網絡的第一個構件。簡單地說，支付通道是雙方之間的管道，我們稱他們為Alice和Bob，這允許他們來回發送金錢，而不需要向區塊鏈廣播交易。這些移動被稱為脫機交易，并且可能是免費的，并且是即時的。

在閃電網絡中，支付渠道也被設置為不可信的。Alice和Bob不需要成為朋友就能做到這一點。

首先，Alice和Bob必須打開一個支付通道。他們簽署并傳播一個交易。這個初始承諾的總和稱為共享通道的余額，Alice和Bob各自擁有屬于自己的部分。

Alice和Bob打開支付通道，分別存入2個BTC和3個BTC。

一旦打開，Alice和Bob就可以更新通道，在它們之間重新分配余額，次數不限。每次更新都需要簽署一個交易，并且必須經過同意，但是不需要將其廣播到網絡。沒有確認時間，沒有開礦費。

Alice給Bob發送了一個BTC。

Alice和Bob可以通過該通道進行任意數量的支付，但是每次支付中處理的金額受發送方余額的限制。在給定時刻，Alice給Bob的錢不能超過她自己那部分余額。

Bob給Alice發送了3個BTC。她現在可以發送最多4個BTC給Bob， Bob可以支付最多1個BTC。

最后，Alice和Bob可能決定通過廣播第二個交易來關閉頻道。渠道中的資金被解鎖并分配給Alice和Bob，與他們在關閉時各自擁有的余額成比例。

Alice和Bob關閉了他們的頻道。Alice擁有4個比特幣，Bob擁有1個比特幣。

當通道被多次更新時，它們是有意義的。開通和關閉通道都需要進行鏈上交易，因此需要支付費用并等待確認時間。此外，盡管該渠道是開放的，但它們的資金是鎖定的，這意味著它們不能將資金用于其它地方。如果Alice和Bob使用一個通道進行單次非鏈交易，他們就是在浪費金錢和時間。

HTLC

Alice可能也想和Eve 和 Dave進行交易。為了做到這一點，她可以和他們每個人都開一個頻道，然后決定她將為每個頻道投入多少錢。

Alice打開三個通道，每個通道提交2個BTC，總共鎖定6個BTC。最初，她可以為每個頻道支付最多2個BTC。

投入渠道的資金只能用于該渠道的支付。盡管Alice擁有這些比特幣，但她無法用她承諾給Eve頻道的錢付給Bob。Eve為了支付，她首先需要關閉現有的渠道。

Alice把錢分在太多的頻道，問題是她不能給任何人一大筆錢。遲早，她將不得不關閉現有的頻道，用新的頻道取而代之。這將花費她的金錢和時間。

這個問題的解決方案是一種特殊的交易輸出，稱為HTLC。它們是閃電網絡的第二個組成部分。

HTLC帶來了通過幾個連鎖渠道匯款的可能性。這意味著可能沒有必要讓成對的用戶在他們之間創建一個直接的通道來支付。

如果Bob、Eve和Dave連接到另一個用戶Carol， Alice可以與Carol打開一個單獨的通道，并將她所有的資金投入其中。她不會與任何她想要打交道的人直接聯系，但這不會成為障礙。

Alice與Carol打開一個通道，并在那里提交6個BTC。最初，她最多可以支付6個比特幣。

Carol是一個路由節點，將在與她連接的用戶之間路由支付。讓我們放大Carol， Alice和Bob，看看他們頻道的狀態。

Alice和Carol分別用6BTC和2 BTC共享一個通道。Carol和Bob還分別用2BTC和4 BTC共享一個通道。

Alice和Bob之間的一次支付涉及到沿途所有通道的更新。首先，Alice把錢寄給Carol更新他們的頻道。然后Carol把錢寄給Bob更新他們的通道。

Alice向Carol發送一個BTC，更新通道A-C的狀態。

Carol向Bob發送一個BTC，更新通道C-B的狀態。

HTLC的操作是原子性的、不可信的。雖然支付分為兩部分（首先Alice支付Carol，然后Carol支付Bob），但是操作要么完全執行，要么根本不執行。

再平衡

鏈接通道出現了一個很容易被忽略的問題。為了使整個工作正常進行，路由節點必須預先為其通道提供資金。Carol只有在她和Bob的通道中有足夠多的余額時才能進行付款。

有時，路由節點將沒有足夠的資金來路由支付。這是因為每當節點路由支付時，其與接收方的余額減少，而與發送方的余額增加。雖然她的總金額保持不變，但她的錢分配得更不均勻。

Alice想寄2個BTC給Bob，但是這次Carol無法匯款。她只有一個BTC在她的頻道與Bob。

為了保持支付的正常運行，Carol需要在平衡她的頻道。在平衡是一個節點采取的戰略行動，以增加其在支付通道中的余額為代價，減少其在另一個通道中的余額，從而保持路由支付。

拼接

Carol可以選擇使用鏈上交易將她的錢從一個渠道轉移到另一個渠道。要做到這一點，她必須首先關閉與愛麗絲的頻道，并重新開放，留出一些資金。這個操作稱為外拼接，可以在單個鏈上交易中完成。

Carol關閉了她與Alice的頻道，并打開一個新的頻道。她現在用一個BTC解鎖。

以類似的方式，Carol將廣播另一個交易并進行拼接。這次行動包括關閉她與Bob的頻道，并用額外的資金重新開通。

Carol關閉了與Bob的通道并打開了一個新的通道，提交了額外的BTC.

總結

在平衡渠道需要資金。雖然拼接比單獨關閉和打開頻道要方便得多，但它們仍然涉及廣播交易和支付鏈上費用。

因此，路由支付至少涉及兩項成本：開通和關閉渠道的運營成本，以及鎖定資金的財務成本。