Мережа Lightning: масштабоване рішення для Bitcoin

Bitcoin (BTC) — це тип цифрової валюти, технологія однорангових (P2P) дає користувачам змогу здійснювати транзакції з більшою швидкістю та ефективністю. Поступове впровадження Bitcoin і криптовалюти загалом фінансовими установами та платіжними гігантами, як-от PayPal і Square, свідчить про ширше прийняття фінансових послуг, сприяючи розвитку криптовалюти для кращої підтримки її мереж.

По суті, це приводить нас до Lightning Network — другого рівня протоколу, який працює разом із Bitcoin, щоб підвищити швидкість, гнучкість і приватність і зменшити витрати.

Ключові висновки:

• Мережа Lightning Network, запущена в 2018 році, — це протокол рівня 2, який зменшує витрати та затори в мережі Bitcoin, сприяючи масштабованості.

• Мережа Lightning Network має швидкість блискавки, не проходячи через посередників, що забезпечує недорогі та швидкі децентралізовані транзакції з мікроплатежами по всьому світу.

• Останнє оновлення мережі Lightning Network, активи Taproot, підвищує Bitcoin у мережу з декількома активами, дозволяючи розробникам випускати стейблкоїни та реальні активи, як-от фіатні валюти та золото на блокчейні Bitcoin.

Що таке мережа Lightning Network?

Мережа Lightning — це протокол другого рівня, який працює на додаток до блокчейну Bitcoin для перевірки трансакції. Це зменшує витрати та зменшує затори на базовому рівні мережі Bitcoin. Завдяки швидкості миттєвої обробки мережа Lightning може спростити децентралізовані транзакції з мікроплатежами в глобальному масштабі, усуваючи потребу в посередниках.

Уперше було запропоновано у 2015 році Мережа Lightning стала головним синком Thaddeus Dryja та Джозефа Пуна. Два дослідники описали офчейн протокол, розроблений для роботи з платіжними каналами, у своїй статті під назвою The Bitcoin Lightning Network. За допомогою цих каналів недовірені сторони можуть здійснювати невеликі транзакції безстроково, не додаючи трафіку до основної мережі. Рік потому у січні 2018 року після м’якого форту SegWit у серпні 2017 року були створені лабораторії Lightning Labs, які ще більше розробили концепцію та згодом представили мережу Lightning Network.

Як випливає з назви, мережа Lightning Network призначена для обробки транзакцій майже безкоштовно та миттєво, знявши їх з чейну. Вона існує окремо від основної мережі Bitcoin за допомогою свого програмного забезпечення та вузлів для спілкування з мережею та обміну, коли вона завершує транзакції. 

Мережа Lightning була розроблена для зменшення трафіку на базовому рівні блокчейну, зниження витрат блокчейну та забезпечення приватних каналів оплати між сторонами. З моменту заснування мережа Lightning відчувала стабільне зростання та визнається своєю здатністю знижувати комісії та час обробки. Мережа Lightning також поширилася на інші блокчейн-мережі, зокрема на Litecoin.

Навіть у поточних ринкових умовах ведмежих ведмежих, дані з річки, компанії, що спеціалізується на технології Bitcoin і фінансових послугах, виявили значне зростання популярності мережі Lightning Network. З серпня 2021 року його здатність зареєструвала вражаюче зростання на 1200%. Станом на вересень 2023 р. повідомляється про 279 000 і 1,116 млн користувачів, які щомісяця користуються активним Lightning.

Мережа Lightning нещодавно випустила новий протокол Taproot Assets, який не лише підвищує масштабованість мережі, але й перетворює Bitcoin на мережу з декількома активами. 

По суті, активи Taproot дозволяють випускати стейблкоїни та реальні активи, такі як фіатні валюти, золото та державні облігації безпосередньо на блокчейні Bitcoin. Оскільки ці трансакції відбуваються офчейн через мережу Lightning, Bitcoin захищено від будь-яких потенційних перевантажень, пов’язаних із цією діяльністю.

Як працює мережа Lightning Network?

Як і в мережі Bitcoin, мережа Lightning складається з нодів. Однак він використовує смарт-контракти для обробки трансакції, не записаної в блокчейні. Кожна трансакція доступна приватно, лише для трансакційних сторін, і кожен вузол використовує для здійснення платежів канали оплати Lightning. Канал оплати Lightning відкривається шляхом створення кількох підписних адрес між двома сторонами, які здійснюють транзакцію. Вбудовані функції допомагають запобігти обману або зміні даних, що містяться в каналі, а швидкість платежів обмежена лише через підключення до Інтернету.

Припустімо, Алек хоче заплатити Кім у BTC через мережу Lightning. Спочатку вони можуть заблокувати BTC в унікальній мультисиг-адресі 2 з 2, відкриваючи прямий канал Lightning і дозволяючи їм ініціювати транзакцію, тримаючи приватний реєстр поза мейнчейном. На каналі блискавки офчейн кошти в пулі поділяються на дві сторони — кошти Алекса та Кіма. 

Початковий баланс пулу становить 2 BTC (по 1 BTC). Алекс платить Kim 0,5 BTC у мережі Lightning і залишається на рівні 0,5 BTC. Потім Кім отримує 0,5 BTC, а її поточний баланс становить 1,5 BTC. Після закриття каналу мікротрансакції об’єднуються в одну трансакцію, яка потім перевіряється, обробляється та додається до ончейн-блокчейну, і їхні баланси оновлюються відповідним чином.

Однак, якщо ані Кім, ані Алекс не мають прямого каналу, трансакція спрямовується Джеку за певним смарт-контрактом — хешованими контрактами з блокуванням часу (HTLC). Цей контракт використовується для того, щоб пообіцяти Кімові, що вона отримає BTC, і Джек повинен довести, що він сплатив узгоджену суму Кіму. Натомість Джек отримає невелику комісію за виконання ордера. 

Обмеження Bitcoin

Хоча Bitcoin зручний і простий у використанні, його обмеження призвели до певної міри щодо його прийняття як валюти. Отже, BTC не приймається скрізь, і його вартість зазвичай коливається відповідно до попиту з вбудованим здуттям. У разі втрати файлу або збоїв жорсткого диска гаманець, що в ньому міститься, також зникає без можливості повернути втрачені кошти. За товари, придбані за допомогою BTC, захист покупців також не існує. 

Однак найбільші обмеження Bitcoin пов’язані з його швидкістю, вартістю та масштабованістю. 

Швидкість

Транзакції Bitcoin перевіряються та записуються блоками. Кожні десять хвилин створюється новий блок Bitcoin, і кожен блок містить певну кількість трансакцій. Майнери віддають пріоритет транзакціям на основі комісій, а це означає, що ви можете стати учасником торгів проти інших користувачів, щоб забезпечити оперативну обробку ваших транзакцій. Це означає, що чим вища ставка комісії, тим швидше буде оброблено транзакцію.

У повільніші періоди ви можете очікувати, що трансакцію буде оброблено вчасно, але в жваві дні або години ви можете довго чекати або зіткнутися з високими комісіями як майнери, щоб пройти кілька трансакцій у мемпулі.

витрати

Комісії за транзакції, пов’язані з Bitcoin, необхідні для підтримки мережі, але вони зазвичай високі, особливо для менших транзакцій. Той, хто хоче, щоб транзакції були оброблені, повинен розраховувати на вищу комісію під час перевантаження мережі, оскільки в кожен блок може бути включена лише обмежена кількість транзакцій. Традиційно в мережі Bitcoin майнери отримують субсидію, коли видобуваються нові біткоїни, і комісії за транзакції за додавання трансакцій у блок.

Однак комісії за користування мережею блискавки Bitcoin потрібні лише для таких цілей:

• Відкриття платіжного каналу

• Закриття платіжного каналу

Поки канал відкритий, ви можете здійснювати кілька трансакцій, а єдиними комісіями, які ви сплачуєте, є комісії, що сплачуються під час відкриття та закриття каналу. Мережа Lightning використовує блоковий простір ефективніше, знижуючи пропускну здатність Bitcoin і знижуючи витрати на транзакції.

Загальна масштабованість

Можливість зростання Bitcoin обмежена, іншими словами, це має проблему масштабованості. Блоки Bitcoin мають ліміт розміру приблизно 1 МБ, і вони генеруються лише приблизно кожні 10 хвилин зі швидкістю обробки приблизно сім трансакцій в секунду (TPS). Порівняйте його з Ethereum, який обробляє майже подвійну кількість (до майбутнього переходу на консенсус ETH 2.0 на PoS), тоді як VisaNet може обробляти до 24 000 TPS.

Це означає, що обмежена місткість обмежує кількість трансакцій, які підлягають обробці в чейні, тим самим обмежуючи розширення бази даних. Коли кількість трансакцій перевищила ліміт, ноди не матимуть можливості підтримувати цей рівень. По суті, мережа забита трансакціями в стані очікування, які можуть призвести до війни з комісіями. 

Проблема масштабованості вперше стала очевидною в 2015 році, при цьому пропонується низка рішень, зокрема збільшення розміру блоку. У серпні 2017 року відбувся жорсткий вилок Bitcoin Cash (BCH), і того ж року сегрегований свідок (SegWit) також був реалізований як потенційне рішення загальної проблеми здатності Bitcoin.

Що таке протоколи рівня 2

Базовий рівень мережі Bitcoin характеризується технологічною системою, яка підтримує мережу, а також грошовим застосуванням. Він використовується для перевірки та виконання транзакцій, але, як уже обговорювалося, він має обмеження, зокрема щодо можливостей та витрат Bitcoin. Другий протокол призначений для усунення цих обмежень. 

Другий протокол (або протокол рівня 2) також відомий як офчейн-рішення. Він децентралізований, як і основний блокчейн, і пропонує ті самі протоколи безпеки, але його основною метою є вирішення проблем масштабованості традиційної технології блокчейну.

У децентралізованій мережі досягнення глобального консенсусу є важливим, і всі ноди-учасники мають повну копію транзакцій для цілей перевірки. Це запобігає двостороннім витратам без необхідності покладатися на центральний орган або регуляторний орган.

Базовий шар — це основний (або рівень 1) рівень безпеки, який створює незмінний запис даних. Блокчейн діє як базовий шар. Протокол другого рівня зменшує кількість даних у блокчейні, дозволяючи здійснювати офчейн-транзакції.

За допомогою протоколу другого рівня базові обчислення можна виконувати офчейн, поки трансакції все ще прив’язані до блокчейну. Це мінімізує кількість даних, що зберігаються на базовому рівні, вивільняючи критично важливі ресурси без шкоди для безпеки. Іншими словами, блокчейни з протоколами другого рівня є більш придатними та масштабованими, і тому можуть конкурувати з більшими та більш централізованими системами.

Bitcoin порівняно з Ethereum: Протоколи рівня 2

Як Bitcoin, так і Ethereum розробили протоколи другого рівня для підвищення швидкості та масштабованості. Хоча Bitcoin використовує мережу Lightning Network, Ethereum пропонує кілька рішень для масштабування рівня 2, як-от оптимістичні ролапи, ролапи з нульовими знаннями та плазматичні мережі. Протоколи Ethereum рівня 2, які включають Polygon і Arbitrum, призначені для вирішення проблем масштабованості та витрат, увімкнувши офчейн-обчислення.

Рішення Bitcoin рівня 2 знаходиться в мережі Lightning Network, яка використовує смарт-контракти для здійснення майже миттєвої та низької собівартості транзакцій, а також міжплатформного «атомічного обміну», в якому користувачі можуть торгувати однією монетою на іншу без використання біржі.

SegWit проти рішення другого рівня

Сегрегований свідок, або SegWit, є найвідомішим оновленням протоколу Bitcoin на сьогодні. Вона ефективно розділяє дані транзакцій із даних свідка, щоб кожна транзакція в блокчейні складалася з двох частин: 

• Базові дані: Стосується руху біткоїнів і даних, що стосуються цього руху.

• Дані свідка: Діє як підпис, по суті доводячи, що власник BTC дозволив транзакцію.

SegWit — це м’яка або зворотно сумісна зміна коду, яка розділяє транзакції на два сегменти. Вона переміщує дані свідка (або підпис) з початкового сегмента до сегменту свідка. 

Реалізація SegWit по суті подвоює розмір блоку, оновивши його з 1 МБ до 2 МБ, не потребуючи значних змін у наявному коді. Хоча SegWit не обов’язково вирішує проблему масштабованості, він надає підтримку для рішень рівня 2, як-от мережа Lightning Network.

Як мережа Lightning допомагає боротися з проблемами Bitcoin

Завдяки об’єднанню численних мікротранзакцій в одну мережу Lightning може зменшити мережевий трафік. Виведення цих мікротранзакцій з основної мережі забезпечує достатній простір для більших транзакцій з вищим пріоритетом і підвищує швидкість обробки. 

Мережа Lightning також підвищує масштабованість шляхом здійснення транзакцій і розрахунку офчейн.

Як користувач може отримати вигоду від мережі Lightning Bitcoin?

Найбільшими професіоналами мережі Lightning є її швидкість і доступність. Як було сказано вище, базова комісія за рівні й періоди очікування мережі Bitcoin може бути недопустимою. Однак за допомогою мережі Lightning можна надсилати й отримувати невеликі платежі в такий спосіб, який просто неможливо здійснити в мережі Bitcoin. Ви можете обміняти платежі неодноразово, перш ніж закрити канал і виконати одну транзакцію, за одну комісію. 

Оскільки мережа Lightning працює як вторинний рівень поверх основної мережі, вона все одно пропонує користувачам усі стандартні протоколи безпеки Bitcoin. Користувачі також можуть перемикатися між мережами відповідно до своїх потреб, отримуючи доступ до мережі Bitcoin, щоб завершити великі трансакції та повернутися до мережі Lightning Network для здійснення мікротрансакцій. Транзакції, пов’язані з мережею Lightning, є приватними, відбуваються з блокчейну та записують лише загальні результати.

Нарешті, оновлення активів Taproot розширює технологію Bitcoin для більш основних користувачів, оскільки реальні активи, як-от фіатні валюти та золото, можуть бути випущені через протокол Taproot Assets.

Вплив мережі Lightning на прийняття Bitcoin

Зростання нодів і каналів у мережі Bitcoin дає йому змогу збільшити місткість для транзакцій у Bitcoin. Оскільки його здатність продовжує розширюватися щотижня, і більше людей запроваджують технологію, що робить її критично важливим активом екосистеми Bitcoin. Мережа Lightning просто може виявитися базовим способом вирішення проблеми масштабованості Bitcoin. 

Порівняно з потужністю мережі Lightning Network на понад 1000 біткоїнів у 2021 році, станом на 22 жовтня 2023 року ця місткість зросла до понад 5000 BTC. Це також означає вищу масштабованість мережі Bitcoin як платіжної системи. 

Мережа Lightning і Bitcoin працюють разом легко, заохочуючи більше людей використовувати обидві технології. Ті, хто вже використовує Bitcoin, звісно, звертаються до мережі Lightning, щоб швидко здійснювати невеликі або недорогі платежі. Така гнучкість і ефективність, які надає мережа Lightning Network, продовжуватиме залучати більше користувачів до використання Bitcoin і Lightning. Що більше людей використовують Lightning Network і Bitcoin, то більше людей буде видно на традиційних біржах і прийнято як більш традиційні форми оплати.

Монти мережі Lightning

Хоча мережа Lightning може вирішити деякі проблеми Bitcoin, у неї є деякі недоліки. 

По-перше, мережа Lightning може не обов’язково бути недорогою у використанні. Це пов’язано з тим, що перш ніж здійснювати мікроплатежі між будь-якою стороною, користувач повинен спочатку внести депозит ончейн. Крім того, остаточну суму закриття транзакції також потрібно записати в чейні Bitcoin. 

По-друге, як блокчейн, мережа Lightning схильна до різних ризиків безпеки. Один із помітних ризиків полягає в тому, що зловмисники створюють багато каналів, термін дії яких закінчується одночасно, перевищують здатність блокчейну, а потім потенційно крадуть кошти користувачів, які не можуть вивести кошти через перевантаження.

Нарешті, інтеграція мережі Lightning Network у поточні платіжні системи також є складним процесом. Продавцям не обов’язково стимулювати приймати Lightning Network, особливо з огляду на волатильність Bitcoin.

Майбутнє мережі Lightning

Наразі понад $160 млн блокується в системі Lightning Network, де люди використовують рішення рівня 2 для оплати товарів, послуг, застосунків тощо.

Хоча він має деякі обмеження, він надає користувачам більше можливостей і універсальності. Оскільки люди все частіше приймають його для здійснення швидкої мікроплатежів блискавки, розробники продовжуватимуть розробляти сумісні гаманці та системи підтримки для побудови та зміцнення мережі.

Підсумки

Мережа Lightning Network, випущена в 2018 році, швидко змінює обличчя Bitcoin. Розробники невпинно працювали над створенням надійної технології, необхідної для підтримки та просування мережі та створення зручної для користувача платформи. Будь-хто може отримати доступ до мережі Lightning Network і скористатися нею лише за допомогою смартфона, відкриваючи безліч можливостей для безперешкодних платежів. Нещодавня інтеграція протоколу Taproot Assets ще більше розширила потенціал Lightning як для Bitcoin, так і для його користувачів. Зі зростанням впровадження Lightning Network бачення швидшої та масштабованої екосистеми Bitcoin невпинно стає реальністю.

#Bybit #TheCryptoArk