Що таке мережа Lightning і як вона працює?

Мережа Lightning — це платіжний протокол «рівня 2», призначений для роботи поверх різних криптовалют на основі блокчейну. Його мета полягає в забезпеченні швидких, масштабованих і недорогих транзакцій, тим самим вирішуючи багато проблем масштабованості, з якими стикається сучасний ринок цифрових активів. Найбільш помітною з цих базових мереж є найпопулярніша з усіх – Біткін (БТК).

Масштаб Блокчейн біткойна може обробляти лише обмежену кількість транзакцій за секунду (tps). Це обмеження пов'язане з розміром блоку та часом, необхідним для підтвердження блоку. Оскільки мережа продовжує зростати, їй іноді важко швидко обробляти транзакції, що призводить до накопичення та затримки транзакцій.

Мережа Lightning вирішує цю проблему, дозволяючи здійснювати позаблокчейнові транзакції. Вона дозволяє користувачам проводити численні транзакції поза основним блокчейном, вимагаючи лише двох транзакцій у блокчейні – однієї для відкриття каналу та іншої для його закриття. Такий підхід значно збільшує можливості мережі обробляти транзакції, потенційно масштабуючись до мільйонів транзакцій на секунду, що значно перевершує традиційні платіжні системи, такі як Visa або Mastercard.

Швидкість транзакції: Підтвердження транзакцій у мережі Bitcoin може тривати від хвилин до годин, залежно від завантаженості мережі та комісії за транзакцію, яку сплачує користувач. Цей тип затримки робить основну мережу непридатною для повсякденних транзакцій, таких як купівля палива чи продуктів, де очікується негайний розрахунок.

Однак транзакції в Lightning Network відбуваються майже миттєво. Це тому, що вони відбуваються поза ланцюгом і не потребують підтвердження майнера для кожної транзакції. Натомість платежі здійснюються, як тільки обидві сторони підписують транзакцію, забезпечуючи безперебійний досвід оплати, подібний до традиційних електронних платіжних систем.

Збори за транзакції: Крім того, відомо, що комісії за транзакції в мережі Bitcoin стають непомірно дорогими в періоди високого попиту. Це є результатом того, що користувачі підвищують комісію, щоб майнер включив свої транзакції в наступний блок. Такі високі комісії роблять дрібні повсякденні операції непрактичними.

Lightning Network вирішує цю проблему, пропонуючи значне зниження комісії за транзакції. Знову ж таки, це стало можливим завдяки міграції транзакцій за межі мережі. Як наслідок, ці транзакції не споживають простір або ресурси блокчейну, зменшуючи війни ставок і відповідні комісії, як правило, знижуються лише до частки цента. Це робить мікротранзакції та звичайні транзакції на невеликі суми економічно вигідними.

Забезпечуючи транзакції з надзвичайно низькою комісією та швидким розрахунком, Lightning Network відкриває можливість для мікроплатежів. Це може революціонізувати спосіб монетизації творцями контенту та постачальниками послуг своїх пропозицій, дозволяючи використовувати інноваційні бізнес-моделі, такі як новинні сайти з оплатою за статтю або чайові за онлайн-вміст.

Безпека: Транзакції в блокчейні біткойн є загальнодоступними, і їх може переглядати кожен. Хоча ця прозорість є особливістю блокчейну, вона також може викликати проблеми з конфіденційністю, оскільки транзакції потенційно можуть бути відстежені до окремих осіб.

Lightning Network пропонує покращену конфіденційність для транзакцій, оскільки в блокчейні записується лише відкриття та закриття каналів. Кожна з проміжних транзакцій залишається приватною між залученими сторонами. Це забезпечує рівень конфіденційності, недоступний в основному блокчейні.

Таким чином, у своєму підході до переміщення транзакцій поза мережею, Lightning Network одночасно вирішує різні проблеми (наприклад, комісії, остаточність і масштабованість), які роблять мікротранзакції в основній мережі непрактичними.

Відповідно, якщо поглянути на проблеми, які Lightning Network готова вирішити, стає зрозуміло, що рішення другого рівня є значним кроком уперед у вирішенні властивих обмежень оригінального блокчейну Bitcoin. Варто зазначити, що Lightning Network все ще є технологією, що розвивається, і для повної реалізації її потенціалу необхідно вирішити проблеми, що виникають у розробці та прийнятті.

Як працює мережа Lightning?

Отже, наведене вище малює картину того, чого може досягти Lightning Network. Але як саме працює процес переміщення транзакцій поза мережею?

Створення платіжного каналу: Процес починається, коли дві сторони вирішують здійснити транзакцію одна з одною та відкрити платіжний канал. Це означає, що обидві сторони вкладають початкову суму криптовалюти (наприклад, біткойн) у гаманець із кількома підписами, який потребує більше одного підпису для авторизації транзакцій.

Ця початкова транзакція фінансування є єдиною частиною процесу створення каналу, записаною в блокчейні. Кошти в цьому гаманці заблоковані, тобто їх не можна витратити без згоди обох сторін, а виділена сума визначає пропускну здатність каналу.

Проведення транзакцій: Коли канал відкрито, дві сторони можуть проводити необмежену кількість транзакцій між собою. Ці транзакції не транслюються в блокчейн і, отже, є миттєвими. Кожна транзакція передбачає оновлення балансу сторін, який відображає їхні поточні авуари в гаманці з кількома підписами. Щоразу, коли баланс оновлюється, обидві сторони підписують його, щоб підтвердити нові баланси. Ці підписи гарантують, що останній балансовий звіт є єдино дійсним, запобігаючи спробам будь-якої сторони обдурити шляхом оприлюднення застарілого балансу.

Закриття каналу: Будь-яка сторона може закрити канал у будь-який час. Закриття каналу передбачає трансляцію останнього, взаємоузгодженого балансу в базовий блокчейн. Це друга транзакція, пов'язана з платіжним каналом, який з'являється в блокчейні. Після підтвердження цієї кінцевої транзакції кошти в гаманці з кількома підписами розподіляються між кожною стороною відповідно до остаточного балансу.

Маршрутизація платежів через мережу: Справжня потужність Lightning Network полягає в її здатності направляти платежі між сторонами, які не мають відкритого прямого каналу між собою. Це робиться через мережу взаємопов’язаних платіжних каналів, що дозволяє користувачам надсилати платежі через мережу через вузли-посередники. Ці посередники оновлюють баланс своїх каналів, щоб пересилати платіж, поки він не досягне кінцевого пункту призначення.

Щоб забезпечити безпеку та атомарність (властивість «все або нічого») цих багатострибкових платежів, мережа використовує контракти з хешуванням та часовими блокуваннями (HTLC). HTLC використовують криптографічні хеші та часові блокування, щоб гарантувати, що посередники можуть претендувати на кошти за пересилання платежу, лише якщо платіж досягне призначеного одержувача протягом певного періоду часу. Кошти повертаються відправнику, якщо платіж не досягне одержувача до закінчення терміну блокування. Цей механізм запобігає крадіжці коштів посередниками та гарантує, що платежі будуть або завершені повністю, або скасовані.

Як бачите, Lightning Network пропонує складне рішення проблем, які заважають мережам, подібним до Bitcoin, по-справжньому використовуватися як валюта. Однак складність мережі, включаючи управління каналами та ліквідністю, створює проблеми, які продовжують вирішуватися в міру розвитку технології.

Розробка

Говорячи про розвиток, Lightning Network продовжує представляти ключову подію в криптовалютному просторі, яка базується на інноваціях і потенціалі.

Повертаючись до початку, концепція мережі Lightning Network була описана в офіційному документі під назвою «Мережа Lightning Bitcoin: масштабовані позаблоковенні миттєві платежі», опублікованому в 2016 році. Авторами статті є Джозеф Пун і Таддеус Драйя, які запропонували мережу Lightning як рішення проблем масштабованості Bitcoin. Їхня ідея полягала в тому, щоб створити другий рівень поверх блокчейну Bitcoin для полегшення миттєвих та недорогих транзакцій.

Після публікації білої книги ця ідея швидко набула популярності серед спільноти криптовалют. Кілька команд і організацій почали працювати над впровадженням Lightning Network. Примітно, що три основні реалізації виникли від організацій, які донині залишаються провідними розробниками Lightning Network.

1. Лабораторії блискавки – Lightning Labs вносить значний внесок у розвиток мережі Lightning, зосереджуючись на створенні LND (Lightning Network Daemon), однієї з найпоширеніших реалізацій протоколу Lightning. LND розроблено як масштабований, безпечний і легкий рівень для забезпечення швидких транзакцій у мережі Bitcoin. Lightning Labs була в авангарді просування та розвитку Lightning Network, пропонуючи різноманітні інструменти та послуги для підвищення зручності та доступності.
2. Blockstream – Ще одним провідним розробником мережі Lightning Network є Blockstream, який працює над c-lightning (тепер відомим як Core Lightning), реалізацією мережі Lightning Network, спрямованою на підвищення продуктивності та розширюваності. Внесок Blockstream у мережу Lightning Network є частиною її ширшого зобов'язання щодо розвитку технології Bitcoin та блокчейн. Core Lightning відома своєю зосередженістю на обслуговуванні корпоративних користувачів та розробників, які прагнуть створювати додатки в мережі Lightning Network.
3. ACINQ – Ця компанія бере активну участь у дослідженнях, розробці та просуванні стандартів у спільноті Lightning Network. Її робота зосереджена на покращенні масштабованості, безпеки та зручності використання Lightning Network, що робить її більш доступною для ширшої аудиторії.

Кожна з цих організацій продовжує активно брати участь у постійних дослідженнях, розробках та впровадженні, спрямованих на покращення ефективності, безпеки та взаємодії з користувачами мережі Lightning Network, що значною мірою сприяє її зростанню поширення та функціональності. Крім того, кожна з них також активно бере участь у ширшій спільноті біткойнів та криптовалют, вносячи свій внесок в обговорення, пропозиції та стандарти, які допомагають формувати майбутнє мережі Lightning Network.

Зростання та прийняття:

Зусилля провідних розробників Lightning Network не залишилися непоміченими. Це видно зі швидкого впровадження того, що кожен з них створив. Від кількості вузлів і каналів до загальної ємності мережі в Bitcoin, яка постійно зростає, існує явний і зростаючий інтерес і довіра до можливостей Lightning Network. Наразі існує багато способів взаємодії з Lightning Network.

• Підтримка через централізовані біржі, як Kraken
• Кошельки програмного забезпечення наприклад Breez, Zap тощо.
• Громадські заходи, такі як хакатони, зустрічі та проекти, спрямовані на дослідження та розширення можливостей мережі

Незважаючи на своє зростання, мережа Lightning Network зіткнулася з труднощами, зокрема щодо централізації, безпеки коштів у платіжних каналах та технічної складності для пересічних користувачів. Спільнота та розробники активно працюють над вирішенням цих проблем, прагнучи покращити надійність мережі та її зручність для користувачів.

Оскільки мережа Lightning Network продовжує розвиватися, помітними напрямками розвитку є такі інновації, як багатошляхові платежі, які дозволяють розподіляти більші платежі по кількох каналах, а також покращення ефективності маршрутизації та управління каналами. Крім того, потенціал мережі Lightning Network досліджується не лише для простих платежів, а й для децентралізованих фінансових (DeFi) додатків та токенізованих активів.

Визначні події

Хоча багато подій в історії Lightning Network виділяються, одна з них змогла привернути увагу широкої публіки – «Lightning Torch» або «#LNTrustChain».

Lightning Torch стартував у січні 2019 року як соціальний експеримент у спільноті криптовалют. Він базувався на простій ідеї: платіж передавався від людини до людини через мережу, причому кожен одержувач додавав невелику суму біткойнів перед передачею.

До кінця кампанії оригінальну транзакцію було переслано через низку країн світу за сприяння численних ентузіастів. Таким чином, Lightning Torch продемонстрував потенціал мережі для невеликих, швидких транзакцій та привернув значну увагу в соціальних мережах, залучивши відомих діячів у сфері технологій та криптовалют.

Lightning Network – провідне рішення рівня 2 для Bitcoin.

Історія Lightning Network є свідченням постійних зусиль щодо масштабування біткойна та підвищення його корисності як цифрової валюти. Від концепції Пуном та Драйєю до широкої участі та впровадження спільнотою, Lightning Network зробила значні кроки до реалізації миттєвих та недорогих криптовалютних транзакцій. У міру розвитку роль мережі в ширшій екосистемі криптовалют та технології блокчейн, ймовірно, розширюватиметься, відображаючи її потенціал для трансформації цифрових платежів.