Sieć Lightning: Skalowalne rozwiązanie dla bitcoinów

Bitcoin (BTC) to rodzaj waluty cyfrowej, której technologia peer-to-peer (P2P) umożliwia użytkownikom angażowanie się w transakcje z większą szybkością i wydajnością. Stopniowe przyjęcie Bitcoina i kryptowalut ogólnie przez instytucje finansowe – i gigantów płatniczych, takich jak PayPal i Square – sygnalizuje szerszą akceptację usług finansowych, motywując ewolucję kryptowalut do lepszego wspierania jej sieci.

Zasadniczo prowadzi to nas do Lightning Network, drugiego warstwy protokołu, który działa wraz z Bitcoinem, aby zwiększyć szybkość, wszechstronność i prywatność oraz zmniejszyć koszty.

Kluczowe wnioski:

• Uruchomiona w 2018 r. sieć Lightning Network to protokół warstwy 2, który zmniejsza koszty i korki ruchu w sieci Bitcoin, ułatwiając skalowalność.

• Lightning Network może poszczycić się błyskawiczną szybkością przetwarzania bez przechodzenia przez pośredników, umożliwiając tanie i szybkie, zdecentralizowane transakcje mikropłatności na całym świecie.

• Najnowsza aktualizacja Lightning Network, Taproot Assets, sprawia, że Bitcoin staje się siecią wieloaktywową, umożliwiając programistom wydawanie stabilnych monet i rzeczywistych aktywów, takich jak waluty fiat i złoto na blockchain Bitcoin.

Czym jest sieć Lightning?

Lightning Network to drugi protokół, który działa na blockchain Bitcoin w celu skalowania weryfikacji transakcji. Zmniejsza wydatki i łagodzi korki na podstawowej warstwie sieci Bitcoin. Dzięki natychmiastowej szybkości przetwarzania, Lightning Network może ułatwić zdecentralizowane transakcje mikropłatności na skalę globalną, eliminując potrzebę pośredników.

Sieć Lightning Network po raz pierwszy zaproponowana w 2015 r. była mózgiem Thaddeus Dryja i Joseph Poon. Dwaj badacze opisali protokół pozałańcuchowy, przeznaczony do działania z wykorzystaniem kanałów płatniczych, w swoim artykule zatytułowanym The Bitcoin Lightning Network . Korzystając z tych kanałów, niezaufane strony mogą dokonywać małych transakcji bezterminowo bez dodawania ruchu do sieci głównej . Rok później Dryja i Poon, wraz z innymi, założyli Lightning Labs, które dalej rozwijały tę koncepcję i ostatecznie zaprezentowały Lightning Network w styczniu 2018 r. po miękkiemu widelcu SegWit w sierpniu 2017 r.

Jak sama nazwa wskazuje, Lightning Network jest przeznaczona do przetwarzania transakcji w niemal bezpłatny i natychmiastowy sposób, poprzez wyeliminowanie ich z łańcucha. Istnieje on oddzielnie od sieci podstawowej Bitcoin, wykorzystując swoje oprogramowanie i węzły do komunikacji z siecią i wymiany podczas finalizacji transakcji. 

Sieć Lightning Network została zaprojektowana w celu zmniejszenia ruchu na warstwie podstawowej sieci blockchain, obniżenia kosztów łańcucha blockchain i umożliwienia prywatnych kanałów płatności między stronami. Od momentu założenia Lightning Network stale się rozwija i jest uznawana za zdolność do obniżania opłat i skracania czasu przetwarzania. Sieć Lightning rozszerzyła się również na inne sieci blockchain, w tym Litecoin.

Nawet w obecnych warunkach rynkowych niedźwiedzia dane z firmy River, specjalizującej się w technologii i usługach finansowych Bitcoin, ujawniły znaczny wzrost popularności sieci Lightning Network. Od sierpnia 2021 r. jej zdolności produkcyjne odnotowały zadziwiający wzrost o 1200%. We wrześniu 2023 r. zgłoszono 279 000 i 1,116 mln aktywnych użytkowników Lightning miesięcznie.

Firma Lightning Network niedawno wprowadziła nowy protokół Taproot Assets, który nie tylko zwiększa skalowalność sieci, ale również przekształca Bitcoin w sieć wieloaktywową. 

Aktywa Taproot umożliwiają emisję stabilnych monet i rzeczywistych aktywów, takich jak waluty fiat, złoto i obligacje rządowe bezpośrednio na blockchain Bitcoin. Ponieważ transakcje te odbywają się poza łańcuchem za pośrednictwem sieci Lightning, Bitcoin jest chroniony przed potencjalnymi zatorami wynikającymi z tych działań.

Jak działa sieć piorunów?

Podobnie jak sieć Bitcoin, Lightning Network składa się z węzłów. Wykorzystuje on jednak inteligentne kontrakty do przetwarzania transakcji bez rejestracji w blockchain. Każda transakcja jest dostępna prywatnie, tylko dla stron transakcyjnych, a każdy węzeł wykorzystuje kanały płatności Lightning do realizacji płatności. Kanał płatności Lightning jest otwierany poprzez utworzenie adresów wielu podpisów między dwiema stronami przeprowadzającymi transakcję. Wbudowane funkcje zapobiegają oszukaniu lub zmianie jakichkolwiek danych zawartych w kanale przez użytkownika, a szybkość płatności jest ograniczona tylko przez ich połączenia internetowe.

Załóżmy, że Alex chce zapłacić Kimowi w BTC za pośrednictwem sieci Lightning Network. Mogli najpierw zablokować swój BTC w unikalnym adresie 2 z 2 multisig, otwierając bezpośredni kanał Lightning i umożliwiając im zainicjowanie transakcji, utrzymując prywatną księgę z dala od łańcucha głównego. W kanale off-chain Lightning fundusze w puli są podzielone na dwie strony — fundusze Alexa i Kima. 

Początkowe saldo puli wynosi 2 BTC (po 1 BTC). Alex płaci Kim 0,5 BTC w sieci Lightning Network i pozostaje z 0,5 BTC. Kim otrzymuje następnie 0,5 BTC, a jej obecne saldo wynosi 1,5 BTC. Po zamknięciu kanału mikrotransakcje są konsolidowane w jedną transakcję, która jest następnie weryfikowana, przetwarzana i dodawana do łańcucha blokowego, a ich salda zostaną odpowiednio zaktualizowane.

Jeśli jednak Kim lub Alex nie ma bezpośredniego kanału, transakcja jest przekierowywana do Jacka przy użyciu typu inteligentnego kontraktu — haszowanych kontraktów z blokadą czasu (HTLC). Kontrakt jest wykorzystywany do obiecania Kim, że otrzyma BTC, a Jack musi udowodnić, że zapłacił Kim ustaloną kwotę. W zamian Jack otrzyma niewielką opłatę za realizację zamówienia. 

Ograniczenia Bitcoina

Bitcoin jest wygodny i łatwy w użyciu, ale jego ograniczenia doprowadziły do pewnej wojny w kwestii jego przyjęcia jako waluty. W związku z tym BTC nie jest wszędzie akceptowany, a jego wartość ma tendencję do wahań w zależności od popytu, z wbudowaną deflacją. W przypadku utraty pliku lub awarii dysku twardego również zawarty w nim portfel zniknie, bez możliwości odzyskania utraconych środków. Nie ma również ochrony kupującego, gdy towary są kupowane za pośrednictwem BTC. 

Być może największe ograniczenia Bitcoina są jednak związane z jego szybkością, kosztami i skalowalnością. 

Prędkość

Transakcje Bitcoin są weryfikowane i rejestrowane w blokach. Nowy blok bitcoinów jest tworzony co dziesięć minut, a każdy blok zawiera określoną liczbę transakcji. Górnicy ustalają priorytety transakcji w oparciu o opłaty, co oznacza, że możesz składać oferty wobec innych użytkowników, aby zapewnić szybką realizację transakcji. Oznacza to, że im wyższa stawka opłaty, tym szybciej transakcja zostanie zrealizowana.

W wolniejszych okresach możesz oczekiwać, że Twoja transakcja zostanie zrealizowana na czas, ale w bardziej ruchliwych dniach lub godzinach możesz czekać długo – lub stawić czoła wysokim opłatom, gdy górnicy ścigają się, aby przejść przez wiele transakcji na mempoolu .

Koszt

Opłaty transakcyjne związane z Bitcoin są niezbędne do obsługi sieci, ale zazwyczaj są wysokie, zwłaszcza w przypadku mniejszych transakcji. Każdy, kto chce, aby jego transakcje były przetwarzane, musi spodziewać się wyższej opłaty podczas przeciążenia sieci, ponieważ do każdego bloku może być włączona tylko ograniczona liczba transakcji. Tradycyjnie w sieci Bitcoin górnicy otrzymywaliby dotację po wydobyciu nowego bitcoina i opłatach transakcyjnych za dodanie transakcji do bloku.

Opłaty za korzystanie z sieci piorunów Bitcoin są jednak wymagane tylko w następujących przypadkach:

• Otwieranie kanału płatności

• Zamknięcie kanału płatności

Dopóki kanał jest otwarty, możesz dokonać wielu transakcji, a jedyne opłaty, które uiszczasz, to te, które należy uiścić po otwarciu i zamknięciu kanału. Lightning Network wykorzystuje przestrzeń blokującą wydajniej, zwiększając przepustowość Bitcoina i obniżając koszty transakcji.

Skalowalność ogólna

Zdolność rozwoju bitcoinów jest ograniczona, innymi słowy, ma problem ze skalowalnością. Limit wielkości bloków bitcoina wynosi około 1 MB i są generowane tylko co około 10 minut z prędkością przetwarzania około siedmiu transakcji na sekundę (TPS). Porównaj to z Ethereum , który przetwarza prawie dwukrotnie tę liczbę (przed nadchodzącym przejściem ETH 2.0 do konsensusu PoS), podczas gdy VisaNet może przetwarzać do 24 000 TPS.

Oznacza to, że ograniczona pojemność ogranicza liczbę transakcji do przetworzenia w łańcuchu, ograniczając tym samym wzrost bazy danych. Za każdym razem, gdy liczba transakcji przekroczy limit, węzły nie będą mogły dotrzymać kroku. Zasadniczo sieć jest zatkana oczekującymi transakcjami, które mogą prowadzić do wojny przetargowej. 

Problem ze skalowalnością pojawił się po raz pierwszy w 2015 r., oferując różnorodne rozwiązania, w tym zwiększając wielkość bloku. Widelec twardy Bitcoin Cash (BCH) miał miejsce w sierpniu 2017 r. i tego samego roku został również wdrożony segregowany świadek (SegWit) jako potencjalne rozwiązanie ogólnego problemu z przepustowością Bitcoin.

Zrozumienie protokołów warstwy 2

Warstwa bazowa sieci Bitcoin charakteryzuje się strukturą technologiczną, która wspiera sieć, a także aplikacją pieniężną. Służy do weryfikacji i realizacji transakcji, ale, jak już wcześniej omówiono, ma ograniczenia, w szczególności możliwości i koszty Bitcoina. Protokół drugiej warstwy został opracowany w celu rozwiązania tych ograniczeń. 

Protokół drugiej warstwy (lub warstwy 2) jest również znany jako rozwiązanie pozałańcuchowe. Jest zdecentralizowany, podobnie jak główny blockchain i oferuje te same protokoły bezpieczeństwa, ale jego głównym celem jest rozwiązywanie problemów związanych ze skalowalnością konwencjonalnej technologii blockchain.

W zdecentralizowanej sieci konsensus globalny jest niezbędny, a wszystkie uczestniczące w nim węzły mają kompletną kopię transakcji do celów weryfikacji. Zapobiega to podwójnym wydatkom bez konieczności polegania na centralnym organie regulacyjnym.

Warstwa bazowa to podstawowa (lub warstwa 1), która tworzy niemożliwy do odtworzenia rekord danych. Łańcuch blokowy działa jako warstwa podstawowa. Protokół drugiej warstwy zmniejsza ilość danych w blockchain, umożliwiając transakcje pozałańcuchowe.

W przypadku protokołu drugiej warstwy można uruchomić podstawowe obliczenia, podczas gdy transakcje są nadal zakotwiczone w blockchain. Minimalizuje to ilość danych przechowywanych na warstwie bazowej, uwalniając kluczowe zasoby bez narażania bezpieczeństwa. Innymi słowy, blockchain z protokołami drugiej warstwy są bardziej użyteczne i skalowalne, a tym samym mogą konkurować z większymi i bardziej scentralizowanymi systemami.

Bitcoin kontra Ethereum: Protokoły warstwy 2

Zarówno Bitcoin, jak i Ethereum zaprezentowały protokoły drugiej warstwy w celu zwiększenia szybkości i skalowalności. Podczas gdy Bitcoin korzysta z sieci Lightning, Ethereum oferuje wiele rozwiązań skalowania warstwy 2, takich jak optymistyczne agregacje , agregacje zero wiedzy i łańcuchy plazmowe . Protokoły warstwy 2 Ethereum, które obejmują Polygon i Arbitrum, zostały zaprojektowane w celu rozwiązania problemów ze skalowalnością i kosztami poprzez umożliwienie obliczeń pozałańcuchowych.

Rozwiązanie Bitcoin w warstwie 2 leży w sieci Lightning Network, która wykorzystuje inteligentne kontrakty, aby umożliwić niemal natychmiastowe i tanie transakcje, wraz z międzyplatformowymi „atomicznymi swapami”, w których użytkownicy mogą handlować jedną monetą na drugą bez korzystania z wymiany.

Rozwiązanie SegWit vs. Second Layer

Segregowany świadek, czyli SegWit, jest do tej pory najważniejszym uaktualnieniem protokołu Bitcoin. Skutecznie oddziela dane transakcji od danych świadków, tak aby każda transakcja w blockchain składała się z dwóch części: 

• Dane podstawowe: Odnosi się do ruchu bitcoinów i danych dotyczących tego ruchu.

• Dane świadka: Działa jako podpis, zasadniczo udowadniając, że właściciel BTC zatwierdził transakcję.

SegWit to miękki widelec lub wsteczna zmiana kodu, która dzieli transakcje na dwa segmenty. Przenosi dane świadka (lub podpis) z oryginalnego segmentu do segmentu świadka. 

Wdrożenie SegWit zasadniczo podwaja rozmiar bloku, uaktualniając go z 1 MB do 2 MB, jednocześnie nie wymagając żadnych większych zmian w istniejącym kodzie. Chociaż SegWit niekoniecznie rozwiązuje problem skalowalności, umożliwia obsługę rozwiązań warstwy 2, takich jak Lightning Network.

Jak sieć Lightning pomaga w walce z problemami bitcoinów

Łącząc wiele mikrotransakcji w jedną, Lightning Network może zmniejszyć ruch sieciowy. Wyjęcie tych mikrotransakcji z sieci głównej zapewnia wystarczającą ilość miejsca dla większych transakcji o wyższym priorytecie i zwiększa szybkość przetwarzania. 

Sieć Lightning zwiększa również skalowalność, dokonując transakcji i rozliczając poza łańcuchem.

W jaki sposób użytkownik może skorzystać z sieci Lightning Network Bitcoina?

Największymi zaletami sieci Lightning Network są jej szybkość i przystępność cenowa. Jak wspomniano powyżej, opłaty za warstwę bazową i okresy oczekiwania w sieci Bitcoin mogą być trudne. Jednak dzięki sieci Lightning Network możesz wysyłać i otrzymywać niewielkie płatności w sposób, który po prostu nie jest możliwy w sieci Bitcoina. Płatności można zamienić wiele razy przed zamknięciem kanału i sfinalizowaniem pojedynczej transakcji, a wszystko to za jedną opłatą. 

Ponieważ Lightning Network działa jako dodatkowa warstwa na górze sieci głównej, nadal oferuje użytkownikom wszystkie standardowe protokoły bezpieczeństwa Bitcoin. Użytkownicy mogą również przełączać się między sieciami, w zależności od swoich potrzeb, uzyskiwać dostęp do sieci Bitcoin w celu realizacji dużych transakcji i przełączać się z powrotem na sieć Lightning w celu przeprowadzania mikrotransakcji. Transakcje powiązane z siecią Lightning są prywatne, występują w blockchain i rejestrują tylko ogólne wyniki.

Wreszcie, najnowsza aktualizacja Taproot Assets rozszerza technologię Bitcoin na więcej użytkowników głównych, ponieważ rzeczywiste aktywa, takie jak waluty fiat i złoto, mogą być wydawane za pośrednictwem protokołu Taproot Assets.

Wpływ sieci Lightning na przyjęcie bitcoinów

Wzrost liczby węzłów i kanałów w sieci Bitcoin pozwala jej zwiększyć przepustowość transakcji bitcoin. W miarę cotygodniowego rozwoju jej możliwości coraz więcej osób wdraża tę technologię, co czyni ją kluczowym zasobem dla ekosystemu Bitcoin. Lightning Network może okazać się podstawową metodą, która rozwiązuje problem skalowalności Bitcoina. 

W porównaniu z przepustowością sieci Lightning Network wynoszącą ponad 1000 bitcoinów w 2021 r., przepustowość wzrosła do ponad 5000 BTC na dzień 22 października 2023 r. Przekłada się to również na większą skalowalność sieci Bitcoin jako systemu płatności. 

Lightning Network i Bitcoin bezproblemowo ze sobą współpracują, zachęcając więcej osób do korzystania z obu technologii. Ci, którzy już korzystają z Bitcoina, w naturalny sposób zwrócą się do sieci Lightning Network, aby dokonać szybkich, małych lub niedrogich płatności. Ta elastyczność i wydajność przyznana przez Lightning Network będzie nadal przyciągać więcej użytkowników do korzystania z Bitcoin i Lightning. Im więcej osób korzysta z Lightning Network i Bitcoin, tym bardziej obie staną się rozpoznawalne na konwencjonalnych giełdach i akceptowane jako bardziej tradycyjne formy płatności.

Wady sieci piorunów

Chociaż Lightning Network może rozwiązać niektóre problemy Bitcoina, ma pewne niedociągnięcia. 

Po pierwsze, sieć piorunów niekoniecznie musi być tania w użyciu. Dzieje się tak, ponieważ przed dokonaniem mikropłatności między stronami użytkownik musi najpierw wpłacić w ramach łańcucha. Co więcej, ostateczna kwota zamknięcia transakcji musi być również zarejestrowana w łańcuchu Bitcoin. 

Po drugie, jako blockchain, Lightning Network jest podatny na różne zagrożenia bezpieczeństwa. Jednym z istotnych zagrożeń są złośliwe ataki tworzące wiele kanałów, które wygasają jednocześnie, przytłaczając możliwości łańcucha blokowego, a następnie potencjalnie wykradając środki od użytkowników, którzy nie mogą się wycofać z powodu zatłoczenia.

I wreszcie, integracja sieci Lightning z aktualnymi systemami płatności jest również złożonym procesem. Sprzedawcy niekoniecznie muszą być zachęcani do przyjęcia sieci Lightning Network, szczególnie biorąc pod uwagę zmienność bitcoinów.

Przyszłość sieci Lightning

Obecnie ponad 160 mln USD jest blokowane w systemie sieci Lightning Network, a osoby korzystające z rozwiązania warstwy 2 płacą za towary, usługi, aplikacje i nie tylko.

Chociaż ma pewne ograniczenia, zapewnia użytkownikom więcej opcji i wszechstronności. W miarę jak ludzie coraz częściej przyswajają je, aby dokonywać błyskawicznych mikropłatności, deweloperzy będą nadal rozwijać kompatybilne portfele i systemy wsparcia, aby budować i wzmacniać sieć.

Konkluzja

Uruchomiona w 2018 roku sieć Lightning zmienia twarz Bitcoina. Programiści pracowali niestrudzenie, aby stworzyć solidną technologię niezbędną do wspierania i promowania sieci oraz stworzenia przyjaznej dla użytkownika platformy. Każdy może uzyskać dostęp do sieci Lightning Network i korzystać z niej za pomocą smartfona, odblokowując niezliczone możliwości płynnych płatności. Niedawna integracja protokołu Taproot Assets zwiększyła potencjał Lightning zarówno dla Bitcoina, jak i jego użytkowników. Wraz z rosnącym przyjęciem Lightning Network wizja szybszego i bardziej skalowalnego ekosystemu bitcoinów stale staje się rzeczywistością.

#Bybit #TheCryptoArk