使用闪电网络模型高效实现银行间清算

清算，是指因跨行交易而产生的银行间债务债权进行定期净轧（比如每日），以结清因跨行交易产生的债务债权，下面举例说明下关键要素。

A行持卡人在B行ATM机器取款100，ATM请求B行主机，由于是A行的卡，B行不识别，只能请求A行去处理，A行识别持卡人账户并扣款100，然后通知B行，B行则通知ATM吐钱。实现上述场景，要解决以下问题。

通信通道

这里有三种解决方案，一是每家银行分别对接，假设有N家银行，则需要建设N！条通信通道，显然这是很不经济的。二是建设一条通信总线，定好接入标准，所有银行都主动接入到这条总线，如银联。三是为每个银行开发适配器，银行通过适配器接入总线，如第三方支付平台。

备付金

如果跨行之间每笔交易都实时清算，一方面交易量太大，另一方面也没有必要，例如日间发生：A->B 100,B->A 50，实际日末只需A->B 50即可。同时为了保障扎差资金划转时每个银行有足够的资金进行清算，各接入行需要在人行开立备付金账户，同时各银行会在内部开立相应的虚拟账户对应在人行的备付金账户，以便对账。

清算

到达指定清算时间窗口后，清算系统汇总银行间交易明细数据，并下发给相关银行确认。各银行确认完成后，清算系统开始清算，调用备付金支付系统转账。清算完成之后，各银行再根据备付金系统的真实金额进行余额对账。

以上就是一个简单的跨行清算系统的雏形，关键要素和流程都有了，主要为了说明问题，实际实现细节肯定要更加复杂。

闪电网络模型

在比特币网络中，所有交易都将记录到区块链中，而闪电网络是链下实现的一种点对点微支付交易模型，它是为了提升比特币区块链技术处理交易的效能而提出的。

RSMC（Recoverable Sequence Maturity Contract）

假设Bob和Alice间经常有资金往来，那他们可以建立支付通道，并在此通道中沉淀一部分资金，如每人各1BTC，此通道会记录比特币网络的区块链中，这样就会锁定住两人沉淀入支付通道的资金。

之后两人以来双方的数字签名实现资金流转，而这些交易信息是不会记录到比特币的区块链中去的。假设Bob决定向Alice支付0.1 BTC。双方在链下对最新余额分配方案{Alice:1.1, Bob:0.9} 签字认可，并签字同意作废前一版本的余额分配方案{Alice:1, Bob:1}，Alice就实际获得了0.1 BTC的控制权。

如果Alice打算终止通道并动用她的那份资金，她可以向区块链出示双方签字的余额分配方案。如果一段时间之内Bob不提出异议，区块链会终止通道并将资金按协议转入各自预先设立的提现地址。如果Bob能在这段时间内提交证据证明Alice企图使用的是一个双方已同意作废的余额分配方案，则Alice的资金将被罚没并给到Bob。

HTLC（Hashed Timelock Contract）

RSMC只支持最简单的无条件资金支付，HTLC进一步实现了有条件的资金支付。通过HTLC，Alice和Bob可以达成这样一个协议：协议将锁定Alice的0.1 BTC，在时刻T到来之前（T以未来的某个区块链高度表述），如果Bob能够向Alice出示一个适当的R（称为秘密），使得R的哈希值等于事先约定的值H(R)，Bob就能获得这0.1 BTC；如果直到时刻T过去Bob仍然未能提供一个正确的R，这0.1 BTC将自动解冻并归还Alice。这有点像支付宝口令红包，输入正确的口令就可以领到红包。引入HTLC后，任何一方仍然能通过在区块链上公开最终余额快照的方式终止通道。

Alice想要支付0.05BTCBob，但她并没有一个通道来和他进行交易。幸运的是，她和Charlie有一个交易通道，而Charlie正好和Bob有一个交易通道。这样Alice就能借助Charlie的交易通道，通过HTLC来和鲍勃进行交易了。

Bob生成一个秘密R并将Hash(R)发送给Alice，Alice不需要知道R。R和Hash(R)的作用就像是古代调兵用的一对虎符。接下来，Alice和Charlie商定一个HTLC合约：只要Charlie能在规定时间内出示哈希正确的R，Alice会支付他 0.051 BTC；同样地，Charlie和Bob商定一个HTLC合约：只要Bob能在规定时间向Charlie出示哈希正确的R，Charlie会支付Bob 0.05 BTC.

一切就绪后，Bob及时向Charlie披露R并拿到0.05 BTC；现在Charlie知道了R，可以向Alice出示密码R并拿到0.051 BTC（差额部分的0.001 BTC成了Charlie的佣金）

整个过程很容易理解。最终效果是Alice支付了0.051 BTC，Bob安全地拿到0.05 BTC，整个闪电支付网络为此收取的佣金成本是0.001 BTC。上述过程中的全部动作都发生在比特币区块链之外。

用闪电网络模型实现银行间清算

接下来我们尝试用闪电网络模型解决传统场景中比较棘手的问题：

1、通信通道，在闪电网络模型中通过RSMC或HTLC建立交易通道，可以是点对点的通道，也可以是轮辐（总线）型的通道。但不管那种，通道是系统根据协议自动建立的，几乎没有成本。

2、备付金，在闪电网络模型中建立交易通道时需要沉淀资金，同时会在锁定比特币网络区块链中锁定这部分资金，沉淀资金即可视为备付金。

3、清算，在闪电网络模型中，终止交易通道，区块链按协议根据最终余额快照将交易各方资金转入各自预先设立的比特币钱包地址，并写入区块链中。

这样，你可以把区块链理解为清算系统，被锁定的钱包地址理解为备付金账户，历次余额快照理解为交易明细，最终余额快照理解为清算结果。整个过程中，不需要银联、央行参与，也不需要建设银行间的通信总线、备付金系统、清算系统等，完全遵循闪电网络模型自动完成。

闪电网络对金融支付体系的影响

同时，我们可以发现一个有趣的现象，在传统场景中弱势的第三方支付平台，在闪电网络中更具有优势。这是因为这些平台更接近终端用户，你平时使用支付宝钱包的频率应该远大于手机银行吧。这样平台就可能和很多终端用户保持着交易通道，同时它又可以和各银行保持着交易通道。所以，在闪电网络模型下，支付通道逐渐会向轮辐型演变，而轮辐的中心是第三方支付平台。

有些人因此会质疑这是一种中心化的模型，但这种方案仍然具有传统中心化方案不可比拟的优势，第一这是公平竞争的结果，没有特权、不需要执照，只有你有充足的比特币，更好的服务吸引到更多的终端用户。第二，因为用户的资金安全受到比特币区块链的充分保护，不需要把资金转入到第三方去，想想余额宝。