比特币闪电网络涌现的渗流模型

闪电网络是构建于比特币区块链之上的所谓第二层技术，为用户提供“链下”快速支付通道，这意味着并非所有交易都在主区块链上结算与存储。本文中，我们将闪电网络的涌现建模为（键）渗流过程，并探究每用户交易量与交易规模的分布特性如何影响其可行性。所有代理均能使用主区块链相互转移比特币，并且——若经济划算——在闪电网络上开设通道并进行“链下”交易。我们的方法基于依赖适应度的网络模型：如同现实，闪电通道以取决于并发节点“适应度”的概率开启，而适应度又取决于财富与交易量。作为参数的函数，我们从数值与解析上研究了连通分支的涌现，并阐明了相空间中闪电网络可持续与不可持续区域之间的相变。我们刻画了相图，确定了使闪电网络在给定费用水平下可持续的最小交易量，或者反过来，给定平均交易量下闪电生态可施加的最大成本。该模型包含原则上可在闪电网络演进达到稳态可操作状态后从公开数据估算的参数，并且对参数分布与适应度核的不同选择具有相当鲁棒性。