作者：禅与计算机程序设计艺术
1.简介
随着比特币网络的规模扩大、交易手续费的降低、区块链应用场景的不断丰富，越来越多的人开始关注比特币交易系统的扩展性问题。比特币的交易量也在逐步增长，同时，比特币的账户数量也在增长，这就需要支付系统的扩展性和高性能来应对日益增长的用户和交易量。而比特币的支付系统中最重要也是最复杂的一环就是支付网络(payment network)这一组件。对于比特币来说，支付网络是支付系统的基石，它负责接受和处理各种不同种类的支付请求，包括基于支付通道的零知识证明(zk-snarks)、闪电网络支付(lightning network payment)等。
目前国内外已经有许多研究和开发团队致力于解决比特币支付网络扩展性问题。其中，以闪电网络支付(lightning network payment)作为代表性的支付协议，它的优势在于能够实现小额支付的快速处理、匿名性、安全性和可靠性。另外，还有一些团队正在研究基于侧链的分片式支付网络(sharded payment network)。随着比特币的价值逐渐上升，越来越多的企业希望用比特币来进行支付或存储等应用，因此，支付网络的扩展性问题会成为越来越严重的问题。为此，本文将从基础概念、技术原理、算法机制、实际案例及未来的发展展开阐述。
2.基本概念术语说明 首先，我们先了解一些相关的基本概念和术语。
账本(Ledger)
比特币的支付系统建立在一个账本(ledger)之上。账本是一个记录所有交易的记录表，每一条记录都会记录一笔比特币的转账信息，比如，谁向我转了多少钱、转账的时间、产生的交易哈希值等。账本上的每一笔交易都对应有一个唯一的交易哈希值(transaction hash)，可以用来验证交易的信息真实性。每个比特币地址都对应一个私钥，用于签名和确认交易