2008年，比特幣創辦人中本聰發表一篇論文《比特幣：一種對等式的電子現金系統》，掀起全球加密貨幣浪潮，10年後的今天，加密貨幣與區塊鏈有如雨後春筍般湧出，為世界帶來意想不到的顛覆。不過，比特幣作為加密貨幣的龍頭，底層的區塊鏈技術仍有不少問題，最為人詬病的，就是「交易速度慢」及「可擴充低」兩大難題。

由於區塊鏈是以分散式帳本為基礎技術，所以，就像一個巨大的帳本，每一筆交易都要記錄到區塊鏈上，使其有不可被竄改的特性。然而，以比特幣來說，其採用的共識演算法機制是PoW（Proof of Work，工作量證明），所以每一筆比特幣的交易，都要由礦工，也就是區塊鏈網路中的電腦，進行挖礦（mining）來驗證。

但是，比特幣區塊鏈的機制，是採取排隊的設計概念，當完成一筆交易後，才會開始驗證下一筆交易，而且一筆交易，得有礦工願意接單，才有機會寫進交易中來完成。所以，儘管比特幣區塊鏈約每10分鐘就能完成一次交易，但想要交易的人，可能得提出交易請求後，等上10分鐘、20分鐘，甚至幾個小時，才能獲得礦工青睞來驗證，端看交易者所付出的交易費多寡，換句話說，交易費越高，才能越快完成交易。因此，當交易量越來越大時，區塊鏈網路就會更加塞車，交易完成率也越來越差，越多人無法快速獲得驗證而完成交易。交易者為了要增加被接受驗證的機會，就會提高交易手續費，來吸引礦工，這更讓比特幣交易手續費日益昂貴。

2015年，出現了閃電網路（Lighting Network）技術，想要來解救比特幣的種種窒礙。閃電網路共同作者Tadge Dryja，也是MIT數位貨幣倡議組織（簡稱DCI）科學家，近日來臺揭露閃電網路的發明源起，以及DCI如何進一步打造出輕量級閃電網路「Lit」軟體，結合智能合約（Smart Contract）和新興的預言機（Oracle）機制，來改良比特幣。

「就像是全世界，共用同一個Wi-Fi網路上網，當每個人都用同一個區塊鏈來執行交易，整體效率當然會變得很差。」Tadge Dryja眼神堅定地說出，發明閃電網路的關鍵原因，就是要打通區塊鏈的任督二脈，使其交易速度加快、可擴充性提高。

初次見到Tadge Dryja，給人一種沒有距離的親切感，有趣的是，在共同發明閃電網路前，他除了本科念的是電子與計算機工程，後續幾年則是在紐約的視覺藝術學院攻讀攝影美術碩士，也曾在日本三重大學擔任助理教授，負責醫療英語教育。直到2013年攻讀維吉尼亞大學博士學位，研究密碼學與網路安全，才與加密貨幣、區塊鏈有了密切關係。也或許一路的累積，使得他的思維前衛又開放，才得以共同發明出閃電網路。

Tadge Dryja在2015年2月與另一位共同發明人Joseph Poon，公開了一份白皮書《比特幣閃電網絡：可擴展的連鎖即時支付》，這是閃電網路技術概念首次公開亮相。隔年，他倆更共同成立一間新公司閃電實驗室，由Tadge Dryja擔任技術長一職，不過不到一年，他就離開了閃電實驗室，於2017年加入DCI擔任科學家，繼續開發閃電網路的應用。

麻省理工學院媒體實驗室作為全球知名的研究機構，在2015年發起MIT數位貨幣倡議組織，並開發了輕量級閃電網路「Lit」軟體，要利用閃電網路，讓比特幣達到即時支付、小額支付與提高可擴充性等功能。然而，DCI的Lit最一開始是要改善比特幣所面臨的困境，也適用於與比特幣相類似的區塊鏈。

閃電網路讓比特幣交易加速、可擴充性提高、更具隱私性

Tadge Dryja說：「閃電網路技術的核心概念，就是不需要把所有交易都記錄到區塊鏈上。」當在閃電網路的通道（Channel）中進行的交易，無論次數多寡或是過程有多複雜，都不再需要記錄到區塊鏈時，交易的速度也會變快。也因此，過去等待比特幣礦工驗證一筆交易，可能得耗上10分鐘、1小時，甚至更久的時間，現在則能以「秒級」的速度完成交易。也因為在閃電網路通道進行的交易，不再需要通通記錄到區塊鏈，也讓比特幣區塊鏈的可擴充性變得更大，打破既有的侷限。

而閃電網路目前一秒能處理多少次的交易？Tadge Dryja強調，因為閃電網路通道的交易具有隱私性，只有交易雙方看得到交易次數，所以不太能測量實際所達到的交易規模，但確定的是，交易速度非常快，也因為不需要礦工來驗證每筆交易，交易手續費則能大大降低。

比特幣採用閃電網路，未來可往即時、小額支付邁進

Tadge Dryja指出：「當交易速度快、交易規模大、交易成本低，透過閃電網路就能達到即時、小額支付的應用。」這句話點出了閃電網路最大的變革，就是可以實現比特幣因交易費昂貴，而難以實現的小額支付應用。

因此，比特幣透過閃電網路，即能實現零售終端、裝置與裝置間的即時支付。不止即時支付，閃電網路也有望能為比特幣打開小額支付的新市場，閃電網路可以讓使用者以比特幣最小計算單位「聰」（Satoshi）進行付款，而1聰＝0.00000001比特幣（< 0.01美分）。當每筆交易都無需經過礦工的驗證，免去高額交易手續費的關鍵，似乎也讓小額支付變得更加可能在比特幣上實現。

然而，在閃電網路中的所有交易，只有交易雙方會知道，在交易雙方關閉閃電網路的通道時，最後一筆的交易金流才會被永久地記錄在區塊鏈，等於中間發生過的交易，其它人都無從得知，也只會儲存在交易雙方的電腦。某種程度上，提升了交易隱私性。也因為閃電網路是在區塊鏈下的交易通道，所以，一旦建立起通道後，使用者不一定要連接網路也能進行交易、支付，例如在飛機、船等沒有網路的地方。Tadge Dryja也提到，運用閃電網路具有很大的彈性，使用者可以把閃電網路的通道，開著擺放一年、永遠，或是可以關掉，再新開一個閃電網路通道進行其它交易。

此外，除了交易速度慢、可擴展性低，他認為，區塊鏈還有一個大問題，當要擴充新的節點到區塊鏈時，需要複製過去在區塊鏈發生過的所有資料，但這資料過於龐大，使用者所耗費的硬體資源就會越多。不過，一旦連接閃電網路通道，要擴充新節點到區塊鏈上的使用者，則不必再存取大筆資料，減少儲存大筆資料的硬體資源。「閃電網路要做到讓使用者用一樣的電腦設備、更少的數據，就可達到更多次的交易，並保持一樣的效率。」他說。

Tadge Dryja表示，DCI開發的輕量級閃電網路Lit是開源軟體，任何人都可以免費下載使用。不過，目前閃電網路還在發展前期階段，以DCI接觸過的公司來看，雖然已經有一些小公司在進行實驗，但還沒有企業開始實際採用閃電網路，甚至還在初期了解技術的階段。

結合預言機Oracle，讓比特幣智能合約升級應用

DCI除了採用閃電網路，來加速比特幣的交易速度並使其交易規模更大，還善用了複雜理論和計算機理論中的預言機（Oracle Machine）概念。Tadge Dryja解釋：「Oracle是連接區塊鏈與現實世界資訊的橋樑，而透過Oracle放到區塊鏈上的外部數據，則是要由第三方提供的可信任數據來源，以示公正性。」

而比特幣的智能合約，只能算是簡易版的智能合約，功能有限，只能處理與支付、交易相關的用途，同時也缺乏公正第三方的數據來源，導致信任度欠佳。而以太坊的智能合約應用較為多元，也具有較高的通用性。

DCI巧妙地運用Oracle機制來作為將外部資料引入智能合約的中介，又能避免外部資料直接改變了智能合約的程式。如此可讓原本功能簡單的比特幣智能合約更具信任機制，也能像以太坊的智能合約一樣，進一步發展出各式各樣應用。他說，或許未來會出現在天氣、貨幣、股票、運動賽事等多種情境應用，也將可能成為未來合約的新形態。

Tadge Dryja也以3個例子來解釋智能合約如何結合Oracle的應用方式，分別有天氣、跨國石油交易、美元兌換等構面。他先以天氣舉例，如果Alice與Bob想以1顆比特幣打賭明天天氣，但比特幣區塊鏈並不會知道關於真實世界天氣資訊，這時，Oracle則扮演把外部的天氣資料，放到區塊鏈的中介角色，當外部事件發生後，即會觸動智能合約，進而自動形成交易。

不過，只有Alice、Bob兩人看得到打賭天氣的資訊，其它人只能在區塊鏈上看到比特幣金流的移動，但看不到智能合約上的內容。因此，「使用者在智能合約上能擁有更多隱私性，是最大的特點。」Tadge Dryja強調。而由Oracle從外部串接進來的數據，雖然為智能合約中的交易提供了標準，間接影響了區塊鏈，但它永遠不會觸及到區塊鏈，因為它只是一個橋樑。

然而，每一筆在智能合約執行的交易，都要先獲得Oracle的簽章（signature）認證，才能進行交易。Tadge Dryja接著以跨國石油交易舉例，如果有一群人約定2日後交易10公升的石油，Oracle就能以華爾街日報美元指數（WSJ Dollar Index）的美元匯率當作購買石油的標準，來作為第三方外部資料，制定相關合約，而在智能合約上所進行的每一筆石油交易，都要先獲得Oracle的簽章認證，確保是以華爾街日報美元指數的公正數據之下，所進行的交易。同樣的，Oracle也能在貨幣情境上應用，Tadge Dryja舉例，如果Alice想要以10美元作為賭金，Bob則以等值的比特幣當籌碼，Oracle則提供美元換算比特幣價錢的數據，作為智能合約的依據，當賭局結束時，Alice若贏了，智能合約將按照原本訂定的機制，自動將價值10美元的比特幣給Alice，即便Bob原本的比特幣從10美元漲到了20美元，Alice還是只能拿到當初下注的10美元。

比起以太坊，比特幣在支付領域有更大發展潛力

不過，為何DCI要大費周章，執著於解決比特幣發展的瓶頸？何不再開發一個新的區塊鏈，或是直接採用以太坊？為此，Tadge Dryja笑著說：「比特幣的可擴充性比以太坊好，甚至在支付領域，比特幣有更多發展應用的空間與潛能。」而以智能合約聞名的以太坊，對開發者來說，在開發應用時的確相對容易，不過，因為比特幣不好用，大家才去使用以太坊，也是一個因素。

他觀察，若以長遠來看，以太坊在設計面，反而比比特幣有更多技術上的困難需要克服。例如，同樣的電腦設備，能夠執行比特幣的功能與交易，若拿來執行以太坊技術，就會跑不動，因為執行以太坊需要容量更大的硬體設備。

至於DCI未來1年針對閃電網路的發展目標，Tadge Dryja坦言，短期內將致力發展研究，確保比特幣的交易可擴充性，使其更安全、更有隱私之外，DCI也要減少比特幣區塊鏈的資料量，目前仍要2TB的儲存空間，未來希望能壓縮得更少，讓比特幣區塊鏈更容易儲存。長遠來看，他希望，將閃電網路發展成大型支付系統可用技術，有更多普遍應用如即時交易或小額支付。

 CTO小檔案 

Tadge Dryja

閃電網路共同發明人

學歷：卡內基美隆大學電子與計算機工程學士畢業

經歷：曾在維吉尼亞大學攻讀博士學位，開啟密碼學與網路安全研究，接著在智能合約平臺新創擔任技術長，於2015年共同發表閃電網路白皮書，2016年共同創立閃電實驗室公司，並任職技術長，但同年年底即離開，並於2017年加入麻省理工學院數位貨幣倡議組織，繼續研究閃電網路的開發應用。

 公司檔案 

MIT數位貨幣倡議組織（DCI）

● 組織主管：DCI總監Neha Narula

● 成立時間：2015年

● 設立目標：致力於區塊鏈與數位貨幣的研究社群，開發核心軟體和基礎架構，為整體社會提供各種區塊鏈解決方案，目前主要有8大專案，閃電網路是其中之一。

● 團隊規模：現有22人

● 地址: 美國麻薩諸塞州劍橋市

● 網址：dci.mit.edu

 公司大事紀 

● 2015年4月：MIT媒體實驗室發起MIT數位貨幣倡議組織DCI

● 2017年2月：閃電網路共同發明人Tadge Dryja加入組織

● 2017年5月：大力推廣自行研發的輕量級閃電網路軟體Lit

● 2017年6月：推出分散式自動微型電網（DAEM），以區塊鏈、智能合約打造太陽能管理系統

● 2017年10月：利用自製的區塊鏈工具Cryptokernel，開始研發各國數位法幣