Що таке Lightning Network?

Історія мережі Lightning Network

У 2009 році Сатоші Накамото запропонував код, який передбачав створення платіжних каналів між користувачами. З їхньою допомогою користувачі могли б проводити безліч транзакцій поза основним блокчейном. Це дало б змогу значно знизити навантаження на мережу і зменшити комісії за транзакції. У 2013 році біткоїн-розробник Майк Гірн представив лист Сатоші Накамото, де детально пояснювалися механізми роботи платіжних каналів.

Блокчейн-ентузіасти Джозеф Пун і Таддеус Драйя в лютому 2015 року опублікували чорнову версію Білої книги LN «The Bitcoin Lightning Network». Основна версія White Paper була опублікована на початку 2016 року.

Через децентралізований підхід до розробки Lightning Network і безлічі незалежних команд, спільноті довелося встановити загальні стандарти. У жовтні 2016 року на саміті в Мілані було визначено ключові стандарти.

У серпні 2017 року в мережі Біткоїна був активований софтфорк Segregated Witness (SegWit), необхідне оновлення для подальшого впровадження BTC Lightning.

У березні 2018 року команда Lightning Labs випустила тестову версію клієнта BTC Lightning Network. На той час у мережі вже функціонували понад 1000 вузлів (нод) і було відкрито 1863 канали.

Що таке Bitcoin Lightning Network?

Lightning Network — це інноваційна технологія, розроблена для розв’язання проблем масштабованості Біткоїна. Вона являє собою протокол другого рівня (Layer 2), що працює поверх основної блокчейн мережі Біткоїна. Основна ідея Lightning Network полягає у створенні двосторонніх платіжних каналів між користувачами, що дає змогу проводити безліч транзакцій поза основним блокчейном. Ці транзакції записуються тільки під час відкриття і закриття каналу, що значно знижує навантаження на мережу і зменшує комісії.

Lightning Network забезпечує практично миттєві та дешеві транзакції, усуваючи необхідність кожної операції вносити в основний блокчейн. Це особливо важливо для Біткоїна, який стикається з проблемами масштабованості через обмежену пропускну здатність мережі. Lightning Network дає змогу обробляти тисячі, а потенційно і мільйони транзакцій за секунду, що робить Біткоїн більш ефективним і придатним для масового використання.

Протокол використовує смартконтракти для забезпечення безпеки та прозорості транзакцій, дозволяючи користувачам обмінюватися коштами без участі посередників. Це зберігає високий рівень децентралізації та безпеки, притаманний Біткоїну, при цьому покращуючи його функціональність і масштабованість. У результаті Lightning Network відкриває нові можливості для використання Біткоїна в повсякденних транзакціях, роблячи його більш доступним і зручним для користувачів.

Як працює Біткоїн Лайтнінг?

Мережа Lightning у Біткойнах працює на основі створення платіжних каналів між користувачами з використанням мультипідписів (multisig). Коли два користувачі хочуть взаємодіяти, вони відкривають платіжний канал, надаючи біткоїни на загальну адресу з мультипідписом, який вимагає підписів обох сторін для проведення транзакцій. Подібний канал можна уявити у вигляді традиційного сейфа. Кошти в каналі доступні тільки тим, хто має доступ, і якщо для відкриття сейфа потрібен код, то для каналу Lightning Network використовується приватний ключ.

Канал відкривається через стандартну біткоїн-транзакцію, дані якої записуються в блокчейн, а монети «блокуються» для використання в Lightning Network. Надалі всі транзакції всередині каналу відбуваються безпосередньо між учасниками та не записуються в основний блокчейн (mainnet). У каналі користувачі можуть обмінюватися коштами необмежену кількість разів, фіксуючи зміни в балансах локально. Смартконтракти (зокрема, HTLCs — Hashed TimeLock Contracts) гарантують, що підсумкові баланси будуть коректно записані в блокчейн при закритті каналу. Максимальна сума переказу в межах каналу обмежена сумою заблокованих біткоїнів.

Переваги мережі Bitcoin Lightning перед традиційною мережею Біткоїн

Lightning Bitcoin має низку переваг:

1. Швидкість транзакцій: Lightning Network дає змогу проводити транзакції практично миттєво, на відміну від традиційної мережі біткоїнів, де підтвердження може тривати кілька хвилин або годин. До того ж протокол Bitcoin не має такої пропускної спроможності як мережа Біткоїн Лайтнінг, й може обробити менше ніж 10 транзакцій на секунду (TPS).
2. Низькі комісії: Комісії за транзакції в Lightning Network значно нижчі, оскільки більшість транзакцій здійснюється поза блокчейном, зменшуючи навантаження на мережу. Волатильність курсу Біткойна не впливає на швидкість і вартість транзакцій у Lightning Network.
3. Масштабованість: Децентралізовані фінанси (DeFi) можуть поліпшити масштабованість і ефективність застосунків, додавши мережу біткойнів Лайтінг у свою екосистему. Lightning Network пропонує зручні API, що дають змогу розробникам інтегрувати її функціональність у свої додатки та сервіси.
4. Мікроплатежі: Біткоїн лайтнінг дає можливість відправляти невеликі платежі, які в традиційній мережі невигідні через високі комісії.
5. Приватність: Мережа Lightning Network не записує транзакції в основний блокчейн, що підвищує рівень конфіденційності.

Обмеження та недоліки протоколу Lightning Network

Попри численні переваги, Lightning Network також має свої обмеження та недоліки. Щоб почати використовувати Lightning Network, користувачі повинні відкрити платіжний канал через стандартну біткоїн-транзакцію, що вимагає часу і сплати комісії. Закриття каналу також вимагає проведення транзакції в основній мережі. Технологія все ще перебуває на стадії активного розвитку і вимагає певних технічних знань для налаштування та використання, що може обмежувати її привабливість для пересічних користувачів. Для коректної роботи користувачі повинні бути онлайн, щоб підписувати та перевіряти транзакції, що може бути незручно для тих, хто не може постійно підтримувати підключення до мережі.

Основні недоліки Біткоїн лайтнінг включають:

• Обмежену ліквідність: Максимальна сума переказу обмежена коштами, заблокованими в каналі. Нестача коштів може ускладнити проведення великих платежів.
• Недостатню безпеку: Існує ризик, що учасники можуть спробувати обдурити один одного, закривши канал із застарілими даними про баланс.
• Нерівномірне поширення вузлів: Мережа біткоїн Lightning Network ще нерівномірно розподілена, що може призвести до перевантаження окремих вузлів і уповільнення транзакцій.

Поточний стан та майбутнє Lightning Network

На момент написання статті, згідно з даними сервісу 1ml, у Lightning Network налічувалося 13 634 вузли та 51 958 платіжних каналів із загальною місткістю мережі понад 4 921 BTC. Статистика свідчить про зростання і розширення мережі, підтверджуючи її значущість і потенціал для поліпшення масштабованості Біткоїна.

Розробники продовжують покращувати протокол Lightning Network, розв’язуючи проблеми масштабованості, безпеки та зручності використання. Ведуться роботи над автоматичним управлінням каналами, підвищенням приватності транзакцій і зниженням вимог до постійного підключення до мережі.

Lightning Network стає дедалі більш інтегрованою частиною екосистеми Біткоїна. Криптовалютні біржі, гаманці та платіжні сервіси все більше впроваджують LN. Перспективи Lightning Network виглядають багатонадійними: зі збільшенням кількості вузлів і платіжних каналів, а також з подальшим розвитком технологій, вона має потенціал стати основним рішенням для масштабування Біткоїна і поліпшення його функціональності для повсякденних транзакцій. Крім того, Lightning Network може зменшити навантаження на майнінг, оскільки тільки відкриття і закриття платіжних каналів вимагають запису в основний блокчейн.