2016. gadā publicētajā baltajā grāmatā ierosinātais Lightning Network (LN) ir 2. slāņa risinājums, kas izveidots uz Bitcoin. LN tika izveidots, reaģējot uz Bitcoin mērogojamības problēmām, proti, Bitcoin darījumu ātrumu un izmaksām.
Bitcoin pašreizējais teorētiskais maksimālais darījumu skaits sekundē (TPS) ir 10, lai gan patiesībā tas ir no 3 līdz 7. Pretstatā tam tradicionālajiem maksājumu apstrādātājiem, piemēram, VISA, kas 2020. gadā apstrādāja vidēji 6000 TPS (pamatojoties uz VISA prasību par 188 miljardiem darījumu a). gads).
Bitcoin darījumu komisijas maksas var ievērojami atšķirties atkarībā no pašreizējā pieprasījuma izmantot tīklu. Piemēram, 2021. gada 20. aprīlī vidējās darījumu komisijas maksas pārsniedza 50 USD, savukārt 2021. gada 9. augustā vidējās maksas bija aptuveni 2,50 USD. Lieliem darījumiem, piemēram, bankas pārskaitījumiem vai starptautiskiem naudas pārskaitījumiem, Bitcoin ātrums un izmaksas ir salīdzināmas vai pārākas par alternatīvām. Taču, ja Bitcoin ir paredzēts izmantot ikdienas maksājumiem (tā sauktajiem mikro darījumiem, piemēram, kafijas tasei, degvielai), darījumu ātrumam ir jāpalielina, un darījumu izmaksām ir ievērojami jāsamazinās.
Zibens tīkls teorētiski
Lai saprastu, kā darbojas lokālais tīkls (LN), un pašreizējās LN problēmas, mums jārunā par Bitcoin. Bitcoin tīkla ierobežojošais faktors ir tas, ka katrs darījums ir jāievieto jaunā blokā ķēdē. Tā kā bloki tiek pievienoti ķēdei aptuveni ik pēc 10 minūtēm, ir stingrs ierobežojums iespējamo darījumu skaitam, būtiski nemainot Bitcoin protokolu.
Debates par būtiskiem Bitcoin protokola pārveidojumiem ir notikušas jau iepriekš, un to rezultātā ir radušās “cietās atzarošanas” (hard fork), no kurām ievērojamākā ir Bitcoin Cash izveide. Lightning Network ir otrā slāņa risinājums, nevis jaunas blokķēdes izveide. Tas nozīmē, ka tas ļauj Bitcoin protokolam palikt relatīvi nemainīgam, bet sniedz priekšrocības, ko varētu sniegt būtiski pārveidojumi — vismaz teorētiski.
LN darbojas, izveidojot maksājumu kanālu starp divām pusēm, kur Bitcoin blokķēdē tiek ievietots tikai pirmais un pēdējais darījums. Jebkurš darījumu skaits starp pirmo un pēdējo notiks ārpus ķēdes, kas nozīmē, ka šos darījumus neierobežo Bitcoin protokols.
Lai sāktu maksājumu kanālu, abām pusēm ir jāiegulda noteikts bitkoinu daudzums. Šis bitkoins tiek turēts un to nevar atbrīvot, kamēr maksājumu kanāls ir atvērts. Kopējais bitkoinu daudzums, ko var pārskaitīt caur šo kanālu, ir kopējais ieguldāmo bitkoinu daudzums. Apskatīsim piemēru, lai to ilustrētu:
Alise un Bobs vēlas izveidot maksājumu kanālu viens ar otru. Alise iegulda 10 BTC, bet Bobs iegulda 5 BTC maksājumu kanālā. Sākuma darījums ar Alises un Boba kopējiem 15 BTC tiek ievietots Bitcoin blokķēdē. Kad šis darījums ir pievienots blokķēdei, kas var aizņemt 10 minūtes vai vairāk, Alise un Bobs var veikt darījumus neierobežotu skaitu reižu ar daudz lielāku ātrumu un faktiski bez izmaksām. Tālāk ir norādītas transakcijas starp Alisi un Bobu:
Alise nosūta Bobam 1 BTC Alise: 9 BTC Bobs: 6 BTC
Alise nosūta Bobam 2 BTC Alise: 7 BTC Bobs: 8 BTC
Bobs nosūta Alisei 3 BTC Alisei: 10 BTC Bobs: 5 BTC
Bobs nosūta Alisei 1 BTC. Alisei: 11 BTC. Bobs: 4 BTC.
Kad viens vai abi vēlas slēgt kanālu, uz blokķēdi tiek nosūtīts noslēguma darījums ar Alises un Boba galīgajiem atlikumiem. Šajā gadījumā Alises galīgais atlikums ir 11 BTC, bet Boba — 4 BTC.
Ko darīt, ja Alise vēlas veikt darījumus ar Kerolu? Sanāk tā, ka Bobam ir maksājumu kanāls ar Kerolu, tāpēc Alise veic darījumu ar Bobu, un Bobs nodod darījumu Kerolai. Ņemiet vērā, ka šādā scenārijā Bobs varētu saņemt nelielu samaksu par darījuma nodošanu tālāk. Laika gaitā, saskaņā ar sešu atdalīšanas pakāpju teoriju, LN ļauj Alisei veikt darījumus ar jebkuru citu personu.
Zibens tīkls praksē
LN ir jauns protokols, kas joprojām atrodas testēšanas fāzē. Tādēļ tas saskaras ar daudzām problēmām, sākot no lietojamības līdz drošībai.
Pastāv bažas par to, cik viegli ir darbināt LN mezglu. Lai LN būtu veiksmīgs, tam ir nepieciešams stabils Bitcoin mezglu tīkls, kas darbojas ar LN protokolu. LN mezgla darbināšana var būt diezgan sarežģīta, un varētu būt, ka mazāku mezglu darbināšanai rodas maksājumu stimulēšanas problēmas. Var apgalvot, ka LN darbināšana nav daudz sarežģītāka par pilna Bitcoin mezgla darbināšanu. Tomēr, tā kā LN galvenokārt ir paredzēts mikro darījumiem, ikdienas pieredze ar LN notiks, izmantojot LN iespējotus makus. LN iespējoti maki nav īpaši lietotājam draudzīgi, un lielākā daļa šo maku brīdina, ka, tā kā tie joprojām atrodas publiskās testēšanas stadijā, ieteicams neiemaksāt pārāk daudz līdzekļu. Atšķirībā no dažiem no jau iedibinātākajiem Bitcoin makiem, šo LN iespējoto maku jaunums nozīmē, ka pastāv kompromisi starp glabāšanas un neglabāšanas versijām. LN makus bez glabāšanas ir nedaudz grūti lietot — tie ir mulsinošāki, mazāk vienkārši. Aizsardzības iespējas ir vieglāk izmantot, taču ar savu Bitcoin jums ir jāpaļaujas uz trešo pusi.
Visbeidzot, un visbažīgāk, LN ir saskārusies ar vairākām ievainojamībām. Tās ietver:
Griefing uzbrukumi: Līdzekļi netiek zaudēti, taču tas izraisa upura Lightning līdzekļu iesaldēšanu, lai maksājumu kanāls nevarētu apstrādāt nekādus darījumus.
Plūdi un laupīšana: Uzbrucējs piespiež daudzus upurus vienlaikus pieprasīt savus līdzekļus no blokķēdes (plūdi). Uzbrucējs izmanto šo pārslodzi, lai nozagtu līdzekļus, kurus nebija iespējams pieprasīt pirms termiņa beigām (laupījums).
Laika dilatācijas uzbrukumi: uzbrucējs pagarina laiku, kurā upuris uzzina par jauniem blokiem, aizkavējot bloku piegādi.
Piespraušanas uzbrukumi: Uzbrucējs ar viltību panāk, ka upuris nepareizi aizver savu LN kanālu, un nozog atsevišķus darījumus.
