Что такое Lightning Network? Решение для масштабируемости Bitcoin

Lightning Network – это решение для масштабирования, которое пытается решить проблему низкой скорости транзакций Биткойна и высокой стоимости транзакций.

Биткойну мешает его собственная популярность. Благодаря тому, как устроен блокчейн, скорость транзакций низкая, а стоимость транзакций выросла.

Исследователи, разработчики и сообщество Биткойна пытаются придумать способ, который позволит Биткойну и другим криптовалютам проводить больше транзакций.

Их лучшие усилия на сегодняшний день сосредоточены вокруг того, что называется Lightning Network. Сможет ли она решить проблемы масштабирования криптовалюты? Узнаем ниже.

Есть два ограничения, которые мы должны объяснить, когда речь идет о блокчейне, прежде чем мы сможем изучить, как люди пытаются их исправить.

Первое – скорость.

В блокчейне блоки – это, по сути, группы транзакций, собранных вместе. В соответствии с конструкцией блокчейна, в блок может быть включено только определенное количество транзакций.

Если ваша транзакция не попадает в текущий блок, она присоединяется к очереди. Обработка этой очереди может занять от нескольких минут до потенциально дня или более, в зависимости от того, сколько других транзакций находится в очереди в mempool.

Это ограничивает использование блокчейна в качестве средства для обработки быстрых транзакций, таких как покупка чашки кофе. Никто не хочет ждать, пока сеть проверит, есть ли у вас деньги.

Второе ограничение – стоимость.

Сеть Биткойн и другие похожие сети построены на основе протокола консенсуса, называемого доказательством работы (PoW) .

В этом случае майнеры тратят энергию на решение сложной головоломки. Чтобы компенсировать затраты на оборудование и энергию, используемую для этих вычислений, майнеры взимают плату за транзакции.

Когда система небольшая, и количество транзакций, требующих проверки, невелико, сеть работает хорошо, а стоимость транзакций низкая. Однако по мере роста сети увеличивается и стоимость транзакций, поскольку место в каждом новом добытом блоке ограничено. В результате в периоды высокой нагрузки обрабатываются только транзакции с наибольшей комиссией.

Проблема масштабируемости Биткойна стала очевидной в конце 2017 года, когда миллионы людей перешли на блокчейн Биткойна, и он с трудом справлялся с количеством транзакций. На пике в декабре 2017 года средняя стоимость обработки одной транзакции на блокчейне биткоина – будь то транзакция на сумму $1 или $1 000 – составляла $37. Это сделало Биткоин нерентабельной валютой, поскольку комиссия за транзакцию была выше, чем фактический платеж за многие мелкие транзакции. Именно здесь на помощь приходит сеть Lightning Network.

Сеть Lightning Network – это «решение второго уровня», построенное поверх сети Bitcoin, что означает, что оно создано отдельно от сети Bitcoin, но взаимодействует с ней. Она состоит из системы каналов, которые позволяют людям или компаниям перемещать деньги друг между другом без необходимости использовать блокчейн для проверки транзакции.

Она имеет сходство с нынешней системой расчетов, используемой такими компаниями, как Visa и Mastercard. Когда вы платите за что-то, это не происходит мгновенно.

Вместо этого происходит быстрая проверка средств со стороны покупателя и запрос со стороны продавца – дается зеленый свет для проведения транзакции. Расчеты по средствам происходят позже – в некоторых случаях через несколько дней или недель.

Сеть Lightning Network управляется сетью узлов, которые обрабатывают платежи, а транзакции обычно осуществляются с помощью QR-кодов вместо сложных открытых ключей. Суть в том, что она позволяет проводить платежи быстрее и с меньшими комиссиями.

Теоретически она может позволить мгновенно проводить тысячи или даже сотни тысяч транзакций, что делает ее отличным решением для небольших сделок.

Сеть Lightning Network берет свое начало в размышлениях Сатоши Накамото, псевдонимного создателя Биткойна, но формализована исследователями Джозефом Пуном и Таддеусом Дриджа, которые 14 января 2016 года опубликовали техническое описание сети Lightning Network.

В нем они утверждали, что сеть каналов микроплатежей может решить проблемы масштабируемости сети Биткойн, а не изменять саму сеть Биткойн, чтобы разрешить больше транзакций.

Lightning Labs, лаборатория по разработке блокчейна, помогла запустить бета-версию сети Lightning Network в марте 2018 года – наряду с множеством частных лиц и других компаний, включая ACINQ и Blockstream. Первоначально она была профинансирована через seed-раунд в размере 2.5 млн долларов, в котором участвовал известный инвестор Джек Дорси (чья компания Square с тех пор профинансировала несколько грантов для проектов Bitcoin и Lightning Network) . Первая версия Lightning Network была запущена на Биткоине в марте 2018 года.

Lightning Network была первой попыткой создания решения второго уровня, но за ней последовали другие.

Сеть Lightning Network ускоряет транзакции и снижает затраты, обходя основной блокчейн Биткойна. Она представляет собой неструктурированную сеть, созданную вокруг него.

Каналы – это специальные одноранговые соединения, через которые осуществляются платежи. В канале может быть отправлено любое количество платежей.

Сеть поддерживается узлами, которые направляют платежи. Узлы управляются обычными людьми или корпорациями, запускающими программу на своих настольных компьютерах, ноутбуках или Raspberry Pis. Таким образом, сеть Lightning Network остается децентрализованной.

Чтобы начать использовать Lightning Network, любое количество биткоина должно быть заблокировано в канале платежей. Затем ее можно тратить по всей сети Lightning Network, пока канал не будет закрыт.

Когда кто-то хочет получить транзакцию, он создает так называемый счет-фактуру. Это длинная буквенно-цифровая строка цифр, которая часто изображается с помощью QR-кодов. Человек, который хочет произвести платеж, должен просто отсканировать этот счет с помощью своего кошелька Lightning Wallet и подтвердить (предоставив цифровую подпись) , что он хочет произвести платеж.

Когда платеж произведен, подтверждение отправляется по сети тому, кто первоначально сделал запрос. Это известно как одноранговая сеть и означает, что обработка платежей не зависит от какой-либо одной стороны. Обычно это происходит всего за несколько секунд – отсюда и название, Lightning.

Поскольку платежи не проводятся в блокчейне Биткойна, они не требуют длительного ожидания и высоких комиссий. Это означает, что гораздо меньшие платежи, или микроплатежи, могут быть осуществлены всего за один сатоши (стомиллионная часть Биткойна) . Это делает ее более подходящей для повседневных транзакций, в то время как более крупные транзакции можно совершать в сети Биткойн.

После завершения использования Lightning Network пользователь может закрыть свой канал и выйти из сети. Это означает, что они могут снова использовать свой Биткойн в стандартной сети Биткойн.

Для более сложного, технического введения в Lightning Network ознакомьтесь с руководством генерального директора Lightning Labs Элизабет Старк на Coincenter.

Допустим, вы хотите совершить сделку с местной кофейней. Сначала вам нужно отправить несколько биткоинов на кошелек, который требует более одной подписи или ключа для выпуска средств.

Такие кошельки обычно называются «multisig». Эти multisig кошельки требуют более одной подписи для выпуска средств. В случае с Lightning Network это позволяет людям заключить соглашение, которое гарантирует получение оговоренного платежа. По сути, создается баланс.

Каждый раз, когда вы покупаете чашку кофе, вы создаете новый баланс и подписываете его своим открытым ключом, чтобы отразить, что осталось в вашем кошельке, а что в кошельке кофейни.

Если вы больше не хотите покупать кофе в этой кофейне, вы можете закрыть канал, и полученный баланс будет зафиксирован в блокчейне как постоянная запись.

Платежные споры также могут быть урегулированы путем ссылки на последний подписанный баланс между двумя сторонами.

Что произойдет, если у вас нет прямого канала со следующим местом, где вы хотите что-то купить? Сеть найдет кратчайший путь между вами и магазином через других участников сети.

Для начала, вы можете осуществлять платежи любому другому человеку, у которого установлен кошелек Lightning. Но сеть Lightning Network – это не только это. Поскольку это цифровая валюта, она легко интегрируется в веб-сайты без необходимости привлечения третьих сторон.

Хотя подавляющее большинство криптовалютных компаний еще не принимают транзакции Lightning, число платформ, которые принимают их, постепенно растет. Тем не менее, в настоящее время работает целый ряд популярных платформ с поддержкой Lightning, начиная от криптовалютных бирж, таких как Bitfinex и MercuriEX, интернет-магазинов и торговцев, таких как Bitrefill, а также широкий спектр казино и других поставщиков услуг.

Если вы ищете что-то местное, то, возможно, вы сможете найти что-то поблизости на Accept Lightning или в Lightning Network Store.

Трудно понять то, что включает в себя тысячи маленьких деталей, вступающих в миллионы взаимодействий друг с другом. Это похоже на попытку представить себе все, что происходит в вашем мозгу. Поэтому, чтобы немного упростить задачу, мы использовали несколько наглядных схем. Вот как выглядит сеть Lightning Network сверху.

Отличным источником данных о Lightning Network является 1ML, поисковая и аналитическая система. Она предоставляет данные о том, какие магазины принимают платежи Lightning, и информацию о текущих узлах. Но здесь также имеется впечатляющая визуализация сети Lightning Network, показывающая все узлы и то, как они связаны друг с другом. Ознакомьтесь с ней ниже.

Если этого недостаточно, вот 3D-изображение сети Lightning Network, которое вы можете изучить. А если вы хотите погрузиться еще глубже внутрь сети, вы можете надеть очки виртуальной реальности, чтобы получить полный опыт.

Эта визуализация делает сеть Lightning Network похожей на какую-то футуристическую планету. Это вид с узла одного человека. Чем больше область, тем больше биткойнов в каналах Lightning. Интересно, что большая синяя область справа называется «DeutscheTestnetBank», кто бы это ни был.

Сеть столкнулась с первым крупным взломом 20 марта 2018 года, когда распределенная атака типа «отказ в обслуживании» вывела из строя около 200 узлов Lightning, примерно 20% сети на тот момент, что означало, что сеть с трудом обрабатывала любые транзакции. После принятия превентивных мер она выросла и достигла в общей сложности 7 000 узлов.

С тех пор сеть Lightning Network продолжает расти. На момент нашего последнего обновления насчитывается более 17 000 узлов Lightning и более 84 000 действующих каналов. Общая мощность сети Lightning Network в настоящее время составляет 3 815 BTC (или около $113,2 млн по текущей стоимости) .

Каждый узел Lightning отвечает за взаимодействие с другими узлами для осуществления денежных операций, в то время как каналы, по сути, являются магистралями, позволяющими перемещать деньги между узлами сети. Чем больше узлов и каналов, тем проще успешно завершить крупные транзакции.

Популярность криптовалют и операций с ними всего за несколько лет привела к увеличению нагрузки на блокчейн, на котором они построены.

Несмотря на небольшие изменения, а в некоторых случаях и форки, помогающие сетям лучше справляться со спросом, Lightning Network, в случае успеха, может помочь открыть дверь к широкому распространению криптовалют и их приложений.

В августе 2020 года сеть Lightning Network была обновлена, чтобы включить поддержку функции Wumbo. В первые дни существования Lightning разработчики ограничили количество биткоинов, которое можно было хранить внутри платежного канала Lightning, до 0.1677 BTC. Rаналы Wumbo позволяют узлам обслуживать более крупные транзакции и большие объемы.

Все больше криптовалютных бирж поддерживают Lightning Network, включая Kraken, OKEx, Bitstamp и Bitfinex, а также приложение для финансовой торговли Robinhood. Однако две крупные биржи, Binance и Coinbase, еще не ввели поддержку Lightning Network.

В Сальвадоре, который в июне 2021 года принял закон о признании биткоина законным платежным средством, продавцы используют Lightning Network для облегчения мелких платежей, а спонсируемый государством кошелек Chivo также будет интегрировать Lightning Network. Это, пожалуй, первый пример использования Биткойна для широко распространенных повседневных транзакций и «первое развертывание Lightning в таком масштабе», по словам соучредителя AlphaPoint, разработчика, работающего над кошельком Chivo.

В апреле 2022 года компания Lightning Labs привлекла 70 миллионов долларов для финансирования разработки протокола Taro, который поможет обеспечить транзакции со стейблкоинами в Lightning Network.

Сеть Lightning Network распространяется и за пределы Биткойна. Компания Blockstream создала собственную реализацию Lightning Network под названием c-Lightning, которая построена на языке программирования C, знакомом большинству разработчиков. У Litecoin тоже есть своя версия — Litecoin Lightning Network, которая по сравнению с версией Bitcoin невелика, но постепенно растет.

Подробнее о Lightning Network читайте на странице ресурсов Джеймсона Лоппа здесь.

Присоединяйся к обсуждению Lightning Network в нашем Telegram-канале, там мы помогаем новичкам, рассказываем про перспективные проекты и ведем блог о инвестициях в криптовалюты.