Що таке Lightning Network?

Що таке Lightning Network?Концепція Lightning Network (LN) була створена Джозефом Пун і Фаддусом Дрійей у 2015 році. Основна ідея проєкту полягає в розробці платіжного протоколу, який може бути використаний як рішення, без використання ланцюгів, вирішуючи проблеми масштабованості, з якою стикається блокчейн біткоїна, але концепція також може застосовуватися і до інших криптовалют.

Впровадження Lightning Network було викликано обмеженнями, з якими стикаються не тільки біткоїн, але і багато інших криптовалют. Зараз блокчейн біткоїна може обробляти тільки від 2 до 7 транзакцій в секунду (TPS). У міру того, як екосистема криптовалют збільшується, і до мережі приєднується все більше людей, число транзакцій, що обробляються в блокчейні, також збільшується. У міру того, як мережа стає все більш і більш перевантаженою, загальна продуктивність скомпрометована, що значно знижує практичність використання біткоїна як глобальної цифрової валюти. У такому контексті LN був створений як спроба полегшити навантаження блокчейн мережі біткоїна.

Як працює Lightning Network?

Lightning Network складається із зовні-ланцюгової мережі, яка будується поверх блокчейна біткоїна. Система працює на рівні peer-to-peer (P2P) і його зручність використання засноване на створенні так званих двоспрямованих платіжних каналів, завдяки яким користувачі можуть здійснювати безшовні транзакції з криптовалютою.

Після того, як дві сторони вирішать відкрити платіжний канал, вони можуть передавати кошти туди та назад через свої гаманці. Хоча процес створення нового платіжного каналу включає ланцюгову транзакцію, всі транзакції, які відбуваються в каналі, не пов'язані один з одним і не вимагають глобального консенсусу. Таким чином, ці транзакції можуть бути швидко реалізовані за допомогою смарт-контракту, в результаті чого комісії будуть набагато менше, а TPS значно вище.

Щоб відкрити платіжний канал, двом зацікавленим сторонам необхідно створити гаманець з кількома підписами, і внести на нього частину коштів. Кошти, що зберігаються в гаманцях з декількома підписами, можуть бути доступні лише в разі надання приватних ключів обох сторін (два або більше, в залежності від випадку). Це означає, що одна сторона не може відкрити гаманець без згоди іншої.

Як приклад припустимо, що Олена хоче використовувати Lightning Network для торгівлі біткоїном з Іваном. По-перше, вони створили платіжний канал, використовуючи гаманець з кількома підписами. У той час як платіжний канал діє як смарт-контракт, гаманець з кількома підписами діє як сховище, куди відправляються депозитні кошти, які надалі будуть продані. Під час роботи платіжного каналу Олена і Іван можуть виконати якомога більше транзакцій поза мережею.

Відразу після кожної транзакції як Олена, так і Іван підписують її та оновлюють власну копію балансу, в якій записано кількість монет кожного. Коли вони виконали всі бажані транзакції, вони можуть закрити платіжний канал і записати лист балансу в блокчейн біткоїна. Смарт-контракт LN гарантує, що вони отримають свої біткоїни, згідно з останньою версією балансу.

Підбиваючи підсумки, сторонам, які беруть участь, необхідно тільки двічі взаємодіяти з блокчейном біткоїна. Один раз відкрити платіжний канал, а інший, закрити його, це означає, що всі інші транзакції, які відбуваються в каналі, безпосередньо не взаємодіють з основним ланцюжком.

Маршрутизація мережі

Навіть якщо у двох сторін немає прямого платіжного каналу, вони все ще можуть відправляти та отримувати біткоїн через взаємопов'язані платіжні канали. Це означає, що Олена може відправляти платежі Степану без необхідності створювати з ним прямий канал, якщо між ними є мережевий маршрут, який містить достатній баланс.

Отже, якщо у Олени є відкритий платіжний канал з Іваном і у Івана є канал зі Степаном, вона може відправити платіж через Івана. Маршрутизація платежів може містити безліч вузлів Lightning Network, але смарт-контракт автоматично буде шукати найкоротший доступний шлях.

Переваги Lightning Network
  • Проєкт LN працює в напрямку поза-ланцюгового розв'язання проблеми масштабованості. У разі успіху він може зменшити трафік в блокчейні біткоїна.
  • Завдяки використанню двоспрямованих платіжних каналів, мережа Lightning Network дозволяє здійснювати майже миттєві транзакції.
  • LN може підійти для мікроплатежів, оскільки він дозволяє передавати суму розміром в 1 Сатоши. Крім того, автоматизовані мікроплатежі можуть бути реалізовані в Machine-to-Machine економіці, де здійснюються транзакції між електронними пристроями без необхідності втручання людини. 
Недоліки Lightning Network
  • На відміну від транзакцій в ланцюзі, платежі LN не можуть здійснюватися, якщо одержувач в режимі offline.
  • Учасникам мережі може знадобитися регулярно контролювати платіжні канали, щоб зберегти свої кошти в безпеці (такого ризику можна уникнути моніторингом аутсорсингу).
  • LN не підходить для великих платежів. Оскільки мережа підраховує безліч підписів (які в основному є загальними гаманцями), високий шанс того, що у них не буде достатнього балансу, щоб виступати як великі платежі.
  • Відкриття та закриття платіжного каналу пов'язано з транзакцією на ланцюжку, яка зазвичай вимагає обробки вручну і більш високу комісію за транзакції. 
Коли запрацює Lightning Network?

Якщо взяти до уваги бета-версію мейннет, яку анонсували Lightning Labs, дата релізу Lightning Network була запланована на 15 березня 2018 року. Однак офіційна версія ще не випущена, оскільки вона була не ефективно реалізована поверх блокчейна біткоїна.

Починаючи з бета-версії, кількість вузлів LN і платіжних каналів значно збільшилася. Станом на листопад 2018 року панель Grafana повідомляє про більш ніж 12 500 платіжних каналах.

Колективна робота вузлів і платіжних каналів, ось що робить Lightning Network цікавим розв'язанням проблеми масштабованості. У бета-версії було проведено безліч експериментів, але її ефективність ще не доведена. Проте, Lightning Network має величезний потенціал для удосконалення біткоїна і криптовалютної екосистеми.