状态通道和侧链技术，是以太坊社区的两种扩容技术，状态通道是非常广泛和简单的方法，来在区块链上对其进行扩容，但是这是在区块链链下进行的，并没有显著增加区块链参与者的风险。这种方案最出名的案例就是比特币的支付通道，它可以让两者之间直接发送快速以及手续费很低的支付。状态通道是支付通道的统称，可以把这个技术应用到任何状态更改的操作，大多数情况下是在区块链上进行。将计算移动到链下，就不需要多余的信任，可以导致成本的降低和速度的极大提升。状态通道是区块链扩容技术的重要组成部分，可以支持更高级别的使用。
侧链技术是一种分开独立的区块链，其会使用一个双向锚定来依附于主链。换句话说，你可以将资产移动到侧链上，也可以转移回主链。这个双向锚定可以在主链和侧链之间按照预先设定的速率进行资产的内部交换。初始的区块链通常代表着主链，而且所有新增的区块链都被定义为侧链。侧链需要他们自己的矿工。这些矿工能够通过“联合挖矿”来获得激励，同种算法，同时挖矿，并且可以获得两种不同的数字货币。
联盟是指作为主链和其中一个侧链中间点的群体。这个群体在用户锁定和释放代币的时候，就会确定。侧链的创建者可以选择联盟的数量。但是联盟结构的一个问题在于，它会在主流和侧链之间添加一个层级。
状态通道有很强的隐私性能：这是因为任何事情都是发生在通道中的，而不是公开广播并且记录在链上。只有打开和关闭转账必须是公开的。但是在侧链系统中，每笔转账都是发布在侧链上的，然后侧链上的每个参与者都会收到，然而事实上，你并没有和侧链上所有参与者交互。 状态通道对于要长期进行很多状态更新的参与者来说，尤其有用； 状态通道最好是用于一系列参与者
状态通道的缺陷 状态通道需要所有参与者100%的在线：就像我们讨论的，如果任何参与者变得不在线，那么对他们来说成本是很高的。参与者可以使用别人来作为代表，如果他掉线，但是代表被攻击的可能性成了状态通道的问题。但是在侧链中，你就不需要一直在线。
侧链的好处 侧链是永久的。如果现在已经有了，你不需要为了特定目的，来创建你自己的侧链：侧链在完成的时候，就被创建并且维护。 侧链可以让数字货币和对方交互: 他们会添加了灵活性，同时也让开发者在把数据推送到主链之前，能够进行软件测试。传统银行功能，例如发放跟踪股权的所有者，可以在将他们转移到主链之前，在侧链进行测试。
侧链的坏处： 侧链需要很多的初始投资才能开始：为了创建侧链，我们需要有足够的矿工，从而网络可以防止攻击者，保持安全。 对于侧链来说，联盟是需要的：这会在主链和侧链之间增加另个层级。这对于攻击者来说，是另一个脆弱的点，因为可以攻击联盟。
如果比特币要想和现有支付系统平起平坐，那么显然，它需要有足够的竞争力。但截至到目前，它还差得远。要想了解该情况的严峻性，只需将比特币每秒7笔的小额交易与Visa平均每秒2.4万笔的交易，以及其峰值容量（每秒约五万笔交易）进行比较就可以了。
闪电网络本质上就像在手机上给朋友设置了快速拨号：你只需要按个“1”，你朋友的电话就会响了。闪电网络为比特币的区块链增加了额外的一层，用户能够在这层上的任意两方之间创建支付通道。只要有需要，这些通道就会一直存在，并且因为这些通道是直接在两人之间建立的，所以交易几乎是即时的，费用也极低（甚至为零）。
闪电网络的工作机制是怎样的？ 首先，他们需要创建一个多重签名钱包，这是一个双方都可以使用他们各自私钥访问的钱包。然后，他们都往钱包里存入一定数量的比特币，比如每人存3个比特币。从此，他们可以在彼此之间进行无限制的交易。本质上，这些交易是对存储在共享钱包中的资金进行重新分配。资金的实际分配发生在通道关闭的时候。该算法使用最近签署的资产负债表来确定谁会获得多少金额。只有在通道关闭后，有关其初始和最终余额的信息才会被广播到比特币区块链上。因此，闪电网络的工作模式是，它允许用户在主区块链之外进行大量交易，然后将这些交易以单笔交易的形式进行记录。
闪电网络的概念意味着系统将在区块链之上工作，但实际上它背后并不具备自己的安全性。因此，它可能主要会被用于处理小型，甚至是相对微小的交易。需要分散安全性的大笔交易很可能仍需在原始层上进行。
目前正在测试的闪电网络的另外一个有意思的特性：跨链原子交换，即不同区块链之间的代币转移。这项技术可能会使不安全的集中式加密货币交换以及与交易相关的麻烦不复存在。已有实践证明：首条交换比特币和莱特币的区块链已经测试成功了。
在未来，原子多路径支付伴随 HTLC（哈希时间锁定合约）将会成倍增加路由选择，有望大幅增加通道流动性。但挑战依然存在：闪电网络系统的稳定度和支付规模尚且不足，且无法支持多数应用层，因此离规模化的商业应用及用户大幅扩增还有一段距离。此外，闪电网络通道手续费收费过低，节点数量上升缓慢，如何激励运营节点加入也将是一大考验。
闪电网络基于微支付通道（双向支付通道）演进而来，由微型银行和支付通道两个概念所构筑，并就支付通道概念设计出了两种类型的交易合同——可撤销的序列成熟度合约 RSMC（Revocable Sequence Maturity Contract）和哈希时间锁定合约 HTLC （Hashed Timelock Contract）。其中，RSMC 解决通道中货币单向流动及确权问题，HTLC 解决货币跨节点传递通道的问题。
闪电网络的优点包括：一是交易费用低廉，无需矿工参与，用户只需为中间节点支付通道费用。二是交易时间迅速，只有少数节点参与，维持秒级交易时间。三是数据存储负担小，大多数数据存储在链下，对链上存储压力不大。四是隐私性，交易数据不上链，隐私性得到一定的保护。
总的来说，RSMC 保障两个人之间的直接交易可以在链下完成，HTLC 保障任意两个人之间的转账都可以通过一条首尾相接的支付通道来完成。闪电网络整合这两种机制，即可实现任意两个人之间的交易都在链下完成。在整个交易中，智能合约起到了中介的重要角色，而区块链网络则确保最终的交易结果被确认。
闪电网络使用源路由和洋葱路由。通过源路由，源节点负责计算从源到目的地的整条支付路径。为此，源节点需要下载完整的公开支付通道表，以便计算出一条支付路径，并根据这条支付路径涉及的所有通道的负载量来计算手续费和所需条数。在点对点交易中，这个过程会涉及到大量数据，而且数据量还会随着网络扩大而增加。而洋葱路由则让交易链中间节点无法得知整个交易发起或接受方，保障了用户隐私。
在闪电网络中，节点运营商必须确定两种类型的路由费：基本费和费率。基本费是每次交易通过路由支付时收取的固定费用，以千分之一聪来表示。例如，基本费 1000，这就表示每个交易的基本费是 1 聪。而费率则指按支付价值的一定百分比来收费，实际费率公式为费率除以 1,000,000。
2019 年，闪电网络有许多进展，大幅增加了易用性、用户资产安全及支付规模。以下，是较为重要的 4 个技术进展：瞭望塔 Watchtowers：闪电网络白皮书首次描述了瞭望塔机制，该机制在 2019 年改善并应用。闪电网络用户可以连接专业运营的第三方暸望塔来保护他们的利益，任何路由节点也都可以运行自己的瞭望塔来保护自身利益。潜交换 Submarine Swaps：潜交换技术是由 Alex Bosworth 创建，被作为一种无缝衔接链上和链下比特币流通的技术。潜交换运作机制类似 HTLC，但同时涉及链上和链下交易；原子多路径支付 Atomic Multi-Path Payments：目前闪电网络交易单次支付的路由只能是单方向的。简单来说就是多路径支付+防部分支付机制。「原子」的含义是：仅当所有小额支付均成功时，交易对手才会收到完整的付款；如果某些小额付款失败，那么整个交易就会失败，资金将退回付款方。中微子协议 neutrino：中微子协议由一条「过滤层」链所组成。中微子协议目的是减轻客户端硬件设施的负担，只撷取和交易双方相关的数据，避免硬件设施需要和比特币主链时刻同步。
运营一个闪电网络节点的成本 = 架设节点成本+运营成本+锁定资金流动性成本，而风险则为闪电网络或节点遭受黑客攻击的可能。目前闪电网络共锁定价值 800 多万美元的比特币，损失大量流动性且面临着黑客攻击的风险，但节点运营商每月的盈利只有 1-20 美元不等。显然，闪电网络节点目前还缺乏可持续的商业模式。
闪电网络有待解决的问题：节点需保持在线；如果一个重要节点下线，容易让整个网络流动性大幅下降，甚至造成用户资金冻结数天的情况。路由经济设计不佳；闪电网络为高隐私性而实行洋葱路由。在洋葱路由下，每个节点只知道前后两个节点的地址，没法重新还原整条链或确定收款人的身份，中间方只在掌握须知信息的基础上进行传输。可能解决方式是建造一个可信赖的路由网络，由规模化的商业节点负责担任路由节点，构建一个成本低且高效的路由网。
闪电网络发展用时久主要有两个原因，一个是闪电网络的Bolt协议相当复杂，社区中一直在对该协议讨论和修改，是一个不断升级迭代的过程；另外就是闪电网络的激活依赖于隔离见证的激活，隔离见证是2017年8月激活的，在此之后闪电网络的开发进度明显增快。
闪电网络技术主要解决的是比特币的伸缩性的问题，也就是TPS(Transactionper second)这个指标。但从基本的支付应用的角度来讲，闪电网络仍然有很多挑战，比如BOLT的定义中每条channel的capacity是有上限的，最多500多RMB。这意味着闪电支付现在只适合小额支付。
因为是多签地址，任何一个版本的方案都需要经过双方的签名认证才合法，就是说单独A|B签名方案是无效的。而节点在整个环节中只起到了一个信息传递的作用，节点没有能力去窃取用户的资金，这个是在技术层面就得到保障的。
闪电网络是基于BOLT协议实现的链下交易网络，主要由RSMC和HTLC两个智能合约组成，资金流向有博弈设计使得交易双方无法作恶，资金通道又由密码学保证。RSMC就像是两个人记私账，而且谁也不敢作恶，否则血本无归。HTLC主要实现了没有直接通道的两个节点通过与网络中其他节点间已有的通道完成链下交易的流程，也就是用一串由RSMC连接起来的节点作为交易传递的通路。通过HTLC协议保证了资金通道的安全，使得节点无法窃取用户资金。
闪电网络主要通过几个方面保证链下交易的安全性：在协议层面，通过RSMC和HTLC协议；密钥层面，通过aezeed协议；路由节点层面，隐藏了路由节点，onion-encryptedpayments路由节点只知道自己的上下游，不知道付款的开始节点。
在闪电网络中，链下交易一旦达成，是无法撤销的，任何一方一旦通过提交之前的交易状态到链上强关通道，则用户将被处罚，通道中的全部资金将赔偿给另一方，正是通过这种规则的设计，保证链下交易数据的不可篡改及交易过程的安全可信。
闪电网络共有三个版本Blockstream、LighiningLabs、Acinq，而Rusty Russell作为其中之一Blockstream的核心技术工程师参与了大部分的协议编写他表示，c-lightning是为服务器而设计的，éclair是为移动端设计的，lnd则两者都兼而有之。
Blockstream基于C语言，LightningLabs基于Go语言，Acing基于Scala语言，在支付生态构建上，三家各有侧重点。对于商家来说，可以选择BlockStream方案，它对商家的线下线上收款都提供不同的解决方案，对商家比较友好。对用户来说，可以选择Eclair Mobile Wallet，因为其界面美观，上线时间最早，功能也最完善。
（国内的币信钱包 比特派钱包也支持闪电网络 Cobo 钱包）
闪电网络因为是把转账放到链下进行，所以适合对于安全性要求更低、对于费率更敏感的小额高频的加密支付场景。小额商品的购买、小额服务费用的支付、Lapp的付费产品、跨链的币币兑换等，都时闪电网络的应用场景。
ETH这些公链的dApp存在费率过高，而基于闪电网络的LApp可以将费率降到几乎可忽略不计的地步，看上去似乎有极大的远景。LApp开发和使用都比较简单，不管是基于比特币的还是基于以太坊的layer2解决方案，手续费都可以降到几乎忽略不计，这不是Lapp的特性，而是layer2技术的特性。Lapp的应用领域主要还是在适合使用加密货币小额支付的场景，主要分为两类场景，一类是不适用法币支付的场景，比如需要一定隐私性的支付场景；一个是提升效率的场景，如一些跨境支付、小额虚拟产品的购买、银行账户体系薄弱地区的替代性支付解决方案。
“闪电火炬”的游戏规则是发起人发起一笔闪电网络比特币付款，任何有闪电节点或者钱包的人都可以接棒，接棒者收到比特币之后，需要向原始款项中添加一笔satoshi，并选中下一位接力者把火炬交出去。截至目前，闪电火炬已经换手达187次，历经几十个国家，总额达到3.23个btc，足见闪电网络的热度。
像Pierre Rochard的Node Launcher这类的新界面允许用户通过简单的GUI设置成为比特币或闪电网络节点（然后可以连接到一系列钱包，包括Zap、Spark、Wallet of Satoshi等）。Bitrefill等用户驱动的产品旨在让用户更方便地创建和资助通道。
Casa Node是一个开箱即用的比特币&闪电网络节点，非常适合作为家用的网络节点。同样，BTCPayServer，OpenNode，Coingate，Globee和ACINQ的Strike都允许开发者轻松地集成Lightning 支付。
Lightning Joule是一个开源的类MetaMask的钱包，由Will O’Beirne创建，可以轻松实现基于浏览器的LN支付。虽然它仍处于alpha阶段，但它却已成为未来UX的雏形——包括一个潜在的身份解决方案。
Neutrino目前正在积极开发中，预计今年将完全并入主网。当前，用户必须运行全节点才能操作Lightning钱包。Neutrino目前可用于Ind和Lightning App的alpha版本（测试网版本）。但是，一旦Neutrino完全部署到主网上，移动版LN钱包能够提供非常简洁的用户体验，因为同步时间将会下降到几分钟，用户无需运行全节点即可使用闪电网络。
液态网络（Liquid Network）的吸引力越来越大了，目前已经950 BTC锁入（peg-in）了液态网络（Liquid Network），Tether在液态网络（Liquid Network）上发行了1650万美元的USDt，以及BTSE交易所最近在液态网络（Liquid Network）上发行了平台币并融资。液态网络（Liquid Network）也在快速发展，Simplicity智能合约编程语言是其中的重要部分。一旦Simplicity部署好，我们会开始看到开发工作集中在有趣的新项目上——这些项目利用了复杂的智能合约。
Taproot/Graftroot将使闪电网络通道的开关交易与比特币区块链上的其他交易完全相同。这意味着用户在使用闪电网络时可以比以前更私密，这有利于比特币的可互换性（fungibility）。这会让闪电网络获益，因为它将使链上通道的打开/关闭交易看起来与非闪电网络交易一样。这可以让闪电网络隐私性更强，整体提高了比特币的可互换性。
闪电网络是使用比特币作为零售支付手段的长期解决方案。大额支付仍将在链上进行，因为闪电网络钱包需要路由且容量有限。另外，闪电网络钱包是热钱包（线上的），所以你肯定不想带着大量的比特币到处走。闪电网络钱包可以这样理解：它是你随身携带的可以用来消费的钱包。你可能会把大多数现金存在银行里，也就是你的比特币钱包里。
我们可以有多个与比特币相通的侧链——例如液态网络（Liquid Network）。液态网络（Liquid Network）是为交易所之间的转账而设计的，但你也可以用它来进行大额支付。还有，最重要的是，你可以在液态网络（Liquid Network）上加上闪电网络！有了液态网络（Liquid Network），你可以发行资产，比如USDt，这些资产可以拥有自己的闪电网络，可以即时进行几乎免费的交易。
比特币区块链达到了250G，而且还在不断增长。这超出了大多数手机的处理能力——即使是HTC Exodus的1s“区块链手机”也需要插电，并使用microSD卡进行升级，才能运行比特币全节点。随身携带比特币区块链不太方便，所以你需要一个钱包或手机上的应用程序来检查比特币交易。
Neutrino轻客户端，或LND，可供访问一个非常基础的比特币区块链版本，但可以在需要检查数据时获取相关区块，使数据使用量保持在最低。
总部位于特拉维夫的比特币钱包和支付服务提供商Breez率先为其app引入了一个基于Neutrino的客户端，适用于安卓和iOS系统。其他闪电网络客户端正在采用Neutrino，包括Zap和Nayuta。随着tippin.me这个闪电网络微支付平台在9月发布了移动版，在推特上发送比特币打赏也变得更容易了。
来自钱包开发者Zap的Olympus、Sparkswap和Escher等服务为闪电网络建立了一个快速通道，用户可以用法币购买比特币，并将其直接存入自己的闪电网络通道。
为了简化通道管理，今年，Lightning Labs的开发人员使用了Autopilot，这是开启闪电网络的一个很有帮助的工具。它使用启发法来帮助新用户选择节点，并内置到协议中。另一种轻松连接网络的方式是通过即插即用的闪电服务提供商（LSPs），这类服务提供商今年已经崭露头角。像Breez、LightningTo.Me、LNBIG.com和Bitrefill的Thor提供的服务包括定制选项、即时流动性、与其他LSP的强大连接，以实现有效的路由选项，甚至与其他LSP重新平衡支付选项，以确保支付自由移动。
闪电网络的去中心化应用（Lapp）正在扩散。目前有两个比较受欢迎的Lapp，一个是Paywall.Link，为内容创建者提供了一个闪电网络付费墙，他们可以因贡献博客和其他内容获得报酬。另一个是Sats 4 Likes，用户可以购买粉丝或点赞来换取闪电网络上的聪。如今，人们甚至可以使用Fold网页app通过闪电网络订购披萨。
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