Розуміння Біткойн Лайтнінг Мережі: Проривне рішення Рівня 2

У своїй білій книзі про Біткойн Сатоші Накамото описав Біткойн як "електронну грошову систему рівноправних учасників". Однак, після більш ніж десятиліття розвитку, Біткойн еволюціонував більше в "цифрове золото" - широко вважається сховищем цінності (SoV), в той час як Комісія з торгівлі товарними ф'ючерсами (CFTC) класифікувала його як товар. Блокчейн Біткойна виробляє блоки приблизно кожні 10 хвилин з потужністю обробки транзакцій лише 7 TPS, що призводить до тривалих часів підтвердження транзакцій та частих перевантажень мережі. Комісійні збори (комісійні збори за видобуток) також можуть бути значними, створюючи сценарій, де Біткойн повинен вирішити проблеми "повільності та дороговизни", щоб дійсно функціонувати як "електронні гроші."

Протягом останнього десятиліття в спільноті Біткойн виникло безліч технічних рішень для вирішення проблеми масштабованості: деякі через форки, такі як SegWit (, який відокремлює дані свідків від інших даних транзакцій ) та Taproot (, який використовує MAST для розширення можливостей Біткойна ); інші без модифікації самого Біткойна, натомість працюючи оффчейн - як технологія сайдчейн, яка переносить активи на інші блокчейни, тоді як мережі платіжних каналів обирають виконувати більшість транзакцій оффчейн.

Мережа Lightning, яку ми дослідимо сьогодні, є типом мережі платіжних каналів, що допомагає користувачам заощаджувати витрати та покращувати ефективність у сценаріях платежів Біткойн.

Що таке мережа Lightning?

Мережева блискавка Біткойна — це P2P-мережа, побудована поверх блокчейну Біткойна. Це рішення другого рівня, розроблене для вирішення обмежень у масштабованості та швидкості транзакцій в мережі Біткойн. Мережа блискавки забезпечує миттєві, низьковартісні та масштабовані мікроплатежі, зберігаючи децентралізацію та безпеку. Використовуючи офшорні платіжні канали та смарт-контракти, користувачі можуть здійснювати транзакції без необхідності транслювати кожну транзакцію до основного ланцюга. Цей підхід значно зменшує навантаження на мережу Біткойн, роблячи транзакції швидшими, дешевшими та приватнішими.

Щоб зрозуміти Bitcoin Lightning Network простими словами, ми можемо використати аналогію гри в Маджонг:

• Перед початком гри в Маджонг кожен гравець повинен покласти певну суму грошей (, наприклад, 100 юанів ) і розмістити її в центрі столу. Це еквівалентно проведенню транзакцій в основній мережі Біткойн та відкриттю платіжних каналів. Тим часом, кожен використовує ігрові карти як тимчасові інструменти для підрахунку балів, причому кожна карта представляє 0,5 юаня.

• Під час гри в Маджонг переможці беруть відповідну кількість ігрових карт у програвших. Цей процес нагадує оффчейн транзакції в Lightning Network—швидкі, не потребують підтвердження і не впливають на гроші в центрі столу (Біткойн основна ланцюг).

• Якщо гравець вичерпав карти для гри, він може вкласти більше грошей, щоб отримати додаткові карти, що подібно до поповнення каналу в Lightning Network.

• В кінці сесії Маджонг кожен гравець підраховує свої ігрові карти та використовує гроші, розміщені в центрі столу, для фінального розрахунку. Цей процес відповідає закриттю каналу та розрахунку в блокчейні Lightning Network. Лише фінальний результат записується в "офіційну книгу" (блокчейн Біткойна); всі маленькі проміжні транзакції (виграші та програші кожної гри в Маджонг) не потрібно записувати окремо.

Що таке Мережа Світла не є

Щоб краще зрозуміти концепцію Lightning Network, необхідно знати не тільки те, що це таке, але й те, чим це не є.

1. Lightning Network не є блокчейном

Суть блокчейну полягає в розподіленому реєстрі — всі транзакції в мережі транслюються та реєструються в цьому реєстрі, що потребує механізму консенсусу для підтримки. Зазвичай випускається рідний токен, щоб стимулювати майнерів/вузли підтримувати реєстр.

Мережа Lightning в основному покладається на Хешовані Контракти з Тимчасовим Блокуванням (HTLCs) для забезпечення безпеки коштів і не має механізму консенсусу в традиційному сенсі. Транзакції в межах Мережі Lightning не транслюються по всій мережі; лише остаточне врегулювання транслюється на основному ланцюгу Біткойна. Крім того, Мережа Lightning не випускає свій власний токен і не має потреби в цьому.

2. Lightning Network не є Ролапом

Хоча як Lightning Network, так і Rollups виконують транзакції поза ланцюгом, між ними існують суттєві відмінності. Rollups виконують транзакції та обчислення поза ланцюгом, а потім об'єднують кілька транзакцій разом, регулярно подаючи результати транзакцій та докази до основного ланцюга. Lightning Network, з іншого боку, відкриває платіжні канали поза ланцюгом, проводячи кілька транзакцій через ці канали та взаємодіючи з основним ланцюгом лише при відкритті та закритті каналів.

Еволюція мережі Lightning

Мережа Lightning постійно розглядається спільнотою Біткойн як легітимне рішення другого рівня, а її легітимність пов'язана зі Сатоші Накамото.

Початкова концепція Lightning Network називалася "платіжні канали", а її дизайнерська ідея ґрунтувалася на використанні транзакцій заміни для оновлення стану непідтверджених транзакцій, поки вони не будуть надіслані в мережу Біткойн. Коли Сатоші Накамото створив Біткойн у 2009 році, він вже мав ідеї щодо платіжних каналів і включив чернетковий код на платіжні канали в Біткойн 1.0, що дозволяло користувачам оновлювати транзакції до їх підтвердження мережею.

У наступні роки з'явилося кілька рішень, пов'язаних з платіжними каналами, але жодне з них не справило значного впливу. Лише на початку 2015 року було опубліковано проект білого паперу, написаного Джозефом Пуном і Таддеусом Дріджею ( Біткойн Лайтнінг Мережа: Масштабовані Оф-Чейн Миттєві Платежі ), що зробило еволюцію Лайтнінг Мережі зрозумілішою. У 2018 році Lightning Labs випустила бета-версію реалізації Лайтнінг Мережі, що дозволило раннім користувачам скористатися нею, що стало віхою в розвитку Лайтнінг Мережі.

Мережа Lightning є проектом з відкритим кодом, що означає, що кожен може внести свій внесок у код. Найбільш репрезентативні реалізації (клієнтів) Мережі Bitcoin Lightning включають LND (Демон мережі Lightning), розроблений Lightning Labs, Eclair, розроблений ACINQ, та CLN (Core Lightning), розроблений Blockstream.

Окрім Lightning Network Біткойна, інші блокчейни також розробляють свої реалізації Lightning Network, такі як Cardano з Hydra та Nervos CKB, який вже запустив публічну Lightning мережу на базі CKB Fiber Network.

Технічна продуктивність та впровадження

Мережа Lightning демонструє вражаючий ріст з моменту свого створення. Згідно з даними мережі, Мережа Lightning може обробляти транзакції майже миттєво з комісіями, які є часткою від транзакцій Біткойна в основній мережі - часто менше $0.01. Це драматичне поліпшення дозволяє Біткойну масштабуватися з 7 TPS на базовому рівні до потенційно тисяч транзакцій на секунду через Мережу Lightning.

На даний момент мережа має тисячі вузлів і каналів з мільйонами доларів у місткості Біткойн, що демонструє зростаюче впровадження серед користувачів, які шукають швидкіші та дешевші транзакції Біткойн. Основні платіжні процесори та додатки інтегрували підтримку Lightning Network, що ще більше розширює її практичну корисність у повсякденних платіжних сценаріях.

Практичні застосування та майбутній розвиток

Здатність Lightning Network здійснювати миттєві мікротранзакції дозволила реалізувати численні практичні застосування:

• Мікроплатежі: Творці контенту можуть отримувати невеликі платежі безпосередньо від споживачів без забороняючих транзакційних зборів
• Ігри та додатки: Внутрішньоігрові покупки та економіки на основі додатків можуть використовувати безпеку Біткойна з швидкістю Lightning.
• Крос-border платежі: Міжнародні перекази можуть відбуватися за секунди, а не дні, з мінімальними комісіями

У міру розвитку Мережі Lightning вона стикається з викликами в таких областях, як ліквідність каналів, ефективність маршрутизації та досвід користувачів. Проте постійні вдосконалення в реалізаціях Lightning продовжують вирішувати ці проблеми, роблячи мережу більш доступною та надійною для повсякденних користувачів Біткойна.

Продовження еволюції Lightning Network є одним з найбільш перспективних шляхів до досягнення Біткойном його первісного бачення як системи електронних грошових переказів між рівними, при цьому зберігаючи безпеку та децентралізацію, які надають Біткойну цінність.