Czym jest Lightning Network? – zalety i wady oraz adresy multisignature

Lightning Network to dodatkowa sieć, która ma za zadanie umożliwić przeprowadzanie szybkich transakcji peer-to-peer. Kryptowaluty często cierpią na problemy ze skalowalnością. Liczba transakcji na sekundę, które mogą zostać pomyślnie przetworzone, jest mocno ograniczona.

Konieczne było znalezienie rozwiązania, które pozwoli zwiększyć skalowalność. W tym celu wprowadzono Lightning Network. Jest to istotne rozszerzenie zaimplementowane do protokołu Bitcoina oraz Litecoina. Nie jest to technologia idealna. Posiada tyle samo wad co zalet.

Spis treści:

Czym jest Lightning Network?

Lightning Network jest rozwiązaniem typu off-chain. Nie jest częścią sieci blockchain, tylko rozszerzeniem stanowiącym drugą warstwę. Dzięki temu  jest niezależny od sieci, do której należy.

Rozszerzenie ma własne węzły oraz oprogramowanie, które w sposób ciągły komunikuje się z głównym łańcuchem. Nie jest zaimplementowane bezpośrednio w blockchain, ale utrzymuje stałe połączenie z siecią.

Lightning Network pozwala na przeprowadzanie transakcji, bez ciągłego rejestrowania ich w blockchain.

Jak to działa? Wejście lub wyjście z Lightning Network wymaga od nas utworzenia specjalnych transakcji w blockchain. Pierwsza transakcja to nic innego jak podpisanie smart kontraktu pomiędzy Tobą a kontrahentem.

Poprzez nawiązanie takiego połączenia z drugim użytkownikiem, transakcje, które zawieracie, nie muszą być od razu zapisywane w główny łańcuchu. Lightning Network możemy traktować jako specjalną księgę rozliczeniową. Zapisane dane są dostępne dla obu stron transakcji. Po wpisaniu transakcji do naszej księgi, żadna ze stron nie ma możliwości ingerowania w zapisy.

Utworzone połączenie nazywamy kanałem. Jest to miejsce, które umożliwia przeprowadzanie transakcji, a następnie wpisanie naszego salda do głównego blockchainu w odpowiednim momencie.

Przykładowe zastosowanie

Wyobraźmy sobie dwójkę przyjaciół, Tomka i Maćka. Ich salda wynoszą po 100 BTC. Tworzą oni między sobą kanał, żeby móc szybko dokonywać transakcji. Najpierw Tomek przesyła Maćkowi 25 BTC, niech będzie, że jest to opłata za jakąś przyjacielską usługę. Maciek polubił Tomka na tyle mocno, że zdecydował się dać mu rabat. Odsyła więc do niego 5 BTC.

Obie te transakcje przebiegły błyskawicznie, ponieważ nie zostały jeszcze wpisane do głównego łańcucha sieci. W obecnej chwili saldo Tomka wynosi 80 BTC, a Maćka 120 BTC. Gdy wszystko zostało pomiędzy nimi rozliczone, zdecydowali, że opublikują stan kanału, w wyniku czego ich salda w Lightning Network zostaną przydzielone do sald w głównym blockchain.

W ten sposób nie musieli poświęcać dodatkowego czasu na oczekiwanie pomiędzy poszczególnymi transakcjami. Zlecenia były realizowane najszybciej jak to możliwe, ponieważ dane nie musiały oczekiwać na dopisanie do bloku.

Zalety korzystania z Lightning Network

Bitcoin wykorzystuje Lightning Network, ponieważ na chwilę obecną jest to prawdopodobnie najlepsze rozwiązanie problemu skalowalności. Ewentualne błędy nie przenikają bezpośrednio do głównego łańcucha. Dodatkowo druga warstwa nie narusza bezpieczeństwa sieci.

Największe zalety to:

• Poprawa skalowalności
• Utrzymanie prywatności
• Umożliwienie mniejszych i tańszych transakcji

Poprawa skalowalności dzięki zastosowaniu LN

Mówiąc o poprawie skalowalności poprzez zastosowanie Lightning Network, weźmiemy za przykład Bitcoina. W jego przypadku bloki wydobywane są co 10 minut. Każdy blok ma ograniczoną pojemność, oznacza to, że może zapisać dane wyłącznie konkretnej liczby transakcji. Pozostała część musi poczekać do momentu zapisu kolejnego bloku.

Użytkownicy licytują między sobą, aby zdobyć miejsce w bloku. Im większą opłatę zapłacisz, tym większa szansa, że Twoja transakcja zostanie zarejestrowana w najbliższym bloku. Środki z licytacji trafiają do górników, którzy czuwają nad poprawnym funkcjonowaniem całej sieci. Więcej na ten temat w artykule: kopanie Bitcoina.

W sytuacji, gdy w kolejce do zapisu jest niewielka liczba transakcji, wszystkie zostaną zapisane. Wystarczy uiszczenie niskiej opłaty, aby nasza transakcja została dopisana do bloku. Problem pojawia się wraz ze wzmożoną aktywnością użytkowników, którzy chcą przesłać swoje BTC. Im większa rywalizacja o miejsce, tym wyższe koszty transakcji.

Nie jest, to specjalnie uciążliwe dla osób, które przesyłają wyłącznie duże sumy pieniędzy, jednak dla użytkowników, którzy przy pomocy BTC chcieli oddać koledze za kawę, taka sytuacja jest dużym problemem.

Lightning Network pozwala znacznie zaoszczędzić na opłatach transakcyjnych.

Ponosicie dwie opłaty: za otworzenie kanału, za zamknięcie kanału. Każda transakcja, która będzie realizowana w tym czasie, jest zupełnie darmowa. Ty i drugi użytkownik możecie wykonywać dziesiątki, setki, a nawet tysiące transakcji bez uiszczania opłat za każdą transakcję.

Jeżeli większa ilość użytkowników zdecydowałaby się na otwarcie kanałów ze swoimi najczęstszymi kontrahentami, przestrzeń bloków zostałaby znacznie lepiej wykorzystana. Lightning Network pozwala efektywniej wykorzystać bloki oraz rozwiązać w pewnym stopniu problem ze skalowalnością Bitcoina.

Przelewy mogą być realizowane błyskawicznie i bez opłat transakcyjnych. Jest to opcja, która świetnie się sprawdza w przypadku transakcji o niewielkich kwotach.

Prywatność w Lightning Network

Kryptowaluty kuszą użytkowników wysokim poziomem prywatności. Lightning Network musi spełniać ich wymagania. Dlatego to rozszerzenie oferuje wysoki poziom poufności. Wszystkie wiadomości oraz transakcje są przeprowadzane wyłącznie pomiędzy dwójką kontrahentów. Jeżeli zdecydują się ustawić kanał jako prywatny, tylko oni będą mieć wgląd w transakcje.

Osoba, która zechce prześledzić nasze transakcje, będzie mogła dowiedzieć się, która transakcja zainicjowała kanał. Nie będzie miała jednak dostępu do samego kanału, co oznacza, że wszystkie transakcje zawarte już po jego otwarciu będą widoczne wyłącznie dla dwóch stron transakcji.

Jeżeli kilku użytkowników tworzy pomiędzy sobą kanały, to wiadomość o rozpoczęciu kanału nie daje nam zbyt dużej ilości informacji. Osoba A, która ma założony kanał z osobami B, C i D, może przesłać środki od osoby B do C, a następnie od D do B.

Bardzo ciężko byłoby prześledzić drogę, jaką przebyły środki w sieci kanałów połączonych przez wspólne ogniwa. Dlatego osoby, którym zależy na bardzo wysokim stopniu poufności, będą w stanie sukcesywnie ukrywać swoje transakcje, przy współpracy z innymi użytkownikami.

Umożliwienie mniejszych i tańszych transakcji

W przypadku przelewów w głównym łańcuchu mamy do czynienia z minimalną wysokością transakcji. W momencie pisania artykułu jest to około 70 groszy.

Lightning Network pozwala nam zminimalizować wartość transakcji do 0,00000001 BTC, czyli 1 satoshi.

Wartość minimalnej transakcji to nie jest jedyny problem. Jeżeli chcemy przesłać niewielką kwotę, wysokość opłaty transakcyjnej może przewyższać wysokość naszej transakcji. Z tego powodu znacznie rozsądniejszym rozwiązaniem jest wykorzystanie kanałów, gdzie wartość minimalna transakcji praktycznie nie istnieje, a dodatkowo nie ponosimy opłaty za transakcje.

Wady Lightning Network

Niestety nie ma systemu bez wad, ten również ma swoje ograniczenia. Największe wady Lightning Network to:

• Trudna obsługa
• Problemy z płynnością

Trudna obsługa

Osoby początkujące mogą mieć duże problemy z opanowaniem nieintuicyjnego systemu Lightning Network. W przypadku klasycznych metod przesyłania środków, portfele kryptowalut znacznie uprościły proces transakcji.

Żeby korzystać z Lightning Network, musimy uzyskać dostęp do węzła Bitcoina. Jest to zadanie trudne, szczególnie dla osób bez wiedzy oraz doświadczenia. Użytkownicy muszą również opanować sztukę otwierania oraz zamykania kanałów. Jest to czasochłonne i zniechęcające.

Być może w przyszłości pojawią się aplikacje, które znacznie ułatwią proces, a obsługa tej technologii będzie bardziej intuicyjna. Obecnie korzystanie z Lightning Network pozostaje domeną bardziej doświadczonych użytkowników sieci blockchain.

Problemy z płynnością

Lightning Network nie pozwala na wydanie większej ilości środków, niż te, które zostały zablokowane podczas zakładania kanału. W wielu przypadkach może to doprowadzić do sytuacji, w której będziesz zmuszony zamknąć kanał, ponieważ wszystkie zablokowane na nim środki zostały już wydane.

Płynność dokonywania transakcji jest w takiej sytuacji mocno ograniczona. Dodatkowo również sam kanał ma swoje ograniczenia. Takie ograniczenie w znacznym stopniu wpływa na użyteczność. Pod tym względem Lightning powinien zostać dopracowany w przyszłości.

Adresy multisignature w Lightning Network

Mutisignature jest to adres, który może wydawać wiele różnych kluczy prywatnych. W przypadku takiego adresu określa się schemat wymagany do podpisania transakcji. Załóżmy, że schemat to 2 z 5. Oznacza to, że fundusz może wydać 5 kluczy, z czego 2 są niezbędne do zatwierdzenia konkretnej transakcji.

Gdyby schemat był 1 z 10, to można by wygenerować 10 kluczy, ale już jeden wystarczy do zatwierdzenia transakcji. Kanał polega na zablokowaniu funduszu w schemacie 2 z 2. Istnieją dwa klucze prywatne i oba są konieczne do przenoszenia środków.

Jeżeli dwójka przyjaciół zdecyduje się na otwarcie kanału, to na samym początku ustalają, ile środków zostanie tam zablokowanych.

Adam i Kasia zakładają wspólny kanał. Każde z nich przeznacza 10 BTC na wspólny adres multisignature. Fundusz kanału wynosi więc 20 BTC. Od założenia kanału nie mogą już samodzielnie dysponować środkami, ponieważ potrzebna jest zgoda obu właścicieli. Dotyczy to nawet tych 10 BTC, które teoretycznie, należą do jednej ze stron. Jeżeli Adam będzie chciał przelać, chociażby 1 BTC, będzie musiał zdobyć zgodę Kasi.