闪电网络中通道余额的探测

由于闪电网络（Lightning Network, LN）支付既不被广播也不被公开存储，LN 不仅被视为比特币的可扩展性方案，也被视为隐私方案。该协议保证在通道关闭时只能确认最新的通道状态。LN 节点通过 gossip 传播可用于路由的通道及其总容量信息。为发起（多跳）支付，发送方基于其对网络的局部认知创建路由。由于局部通道余额不公开，支付常因中间跳余额不足而失败。此时支付会沿多条路由重试直至成功。这构成了隐私-效率权衡：隐藏的余额提升了隐私但阻碍了路由效率。本工作中，我们展示攻击者可使用探测轻易发现通道余额。每通道耗时不到一分钟，仅需适度资金承诺且无支出。我们描述了该算法并在比特币测试网（testnet）上测试了概念验证实现。我们认为 LN 在隐私与路由效率间的平衡并非最优：通道余额既未受良好保护也未获充分利用。我们概述了 LN 针对此问题的两种演进方向。为强调隐私，我们提出一种错误处理修改，向发送节点隐藏出错通道的细节。这将破坏我们的探测技术，但会使路由失败更频繁，因为发送方将不知尝试路由中哪个通道失败。为提升效率，我们提出一种新的 API 调用，使发送方能够查询其非参与方的通道余额。我们认为结合这些方法可助 LN 取两者之长：在可行时隐藏私有数据，并利用公开数据提升路由效率。