Czym jest Lightning network?

Lightning Network (LN) to sieć mająca na celu przyspieszenie transakcji w blockchainie Bitcoina. Obecnie może przetworzyć ich zbyt małą ilość, przez co działa za wolno. Dzięki Lighting Network obciążenie w sieci Bitcoin może zostać złagodzone.

Do czego służy Lighting Network?

Wielu krytyków Bitcoina zwraca uwagę na ograniczoną liczbę transakcji, które sieć może przetwarzać. Aktualnie jest to od siedmiu do dwudziestu transakcji na sekundę. Porównując to do Visy, która jest w stanie przetworzyć 65 000 takich transakcji, widać, że jest duża potrzeba na ulepszenia.

Lightning Network to sieć, która umożliwiłaby dokonywanie ekspresowych płatności z pomocą Bitcoina. Dzięki temu czas potrzebny na zatwierdzenia transakcji zmalałby z około 10 minut, na kilka sekund.

Ważnym plusem tej sieci jest również to, że transakcje stałby się znacznie tańsze. Rozwiązuje to jedne z większych przeszkód przed używaniem BTC jako codziennego środka płatności, a to z pewnością jest to dobry krok dla rozwoju kryptowalut.

Jak działa Lightning Network?

Sieć działa jako osobny projekt, współistniejący z siecią BTC. Takie rozwiązanie pozwala grupować transakcje na partie i przeprowadzać je poza łańcuchem. Następnie są one synchronizowane z blokami Bitcoina. Osoby chcące przetransportować między sobą środki mogą otworzyć nowy kanał lub skorzystać z dostępnego. Środki zostaną przesłane po zamknięciu kanału, a algorytm sieci wykorzysta ostatnio podpisane transakcje do aktualizacji bilansu konta. Środki są blokowane na koncie płacącego i przesłane wraz z następnym blokiem na konto osoby, do której zostały zaadresowane. Przypomina to sieć transakcji kartami płatniczymi.

Podobieństwa do systemu kart płatniczych

Najłatwiejszą drogą do zrozumienia skomplikowanych pojęć jest porównanie ich z czymś, co jest nam już znane. Lighting Network w łatwy sposób można porównać do systemu kart płatniczych, jakim posługują się banki. Dzięki niemu każdy użytkownik może łatwo i szybko zapłacić w sklepie. Płatność jest natychmiastowa i mimo, że pieniądze nie są od razu przelewane na konto sklepu, to są blokowane na koncie kupującego, dzięki czemu bank ma pewność, że użytkownik posiada pieniądze niezbędne do zakupu.

Jak to się ma do transakcji w łańcuchu blokowym? Każdy właściciel kryptowalut posiada numer konta – czyli adres publiczny oraz swoje hasło – klucz prywatny. Jeżeli chcemy dokonać przelewu to bank – czyli społeczność krypto akceptująca transakcje, musi go zatwierdzić. W takim przypadku trzeba by było czekać do najbliższej sesji przychodzącej – czyli nowego bloku w sieci BTC. Sprawia to, że cały proces jest powolny. Należy więc go przyspieszyć. I tu z pomocą przychodzi LN.

Historia błyskawicznych przelewów w blockchainie BTC

Potrzeba na transakcje poza łańcuchem jest niemal tak stara, jak sam Bitcoin. Są one tańsze i szybsze, i prawdopodobnie uwzględnił to już sam Satoshi Nakamoto. Bitcoin 0.1 zawierał kawałek surowego kodu, pozwalającego użytkownikiem na aktualizację transakcji przed jej potwierdzeniem.

Przez lata powstawały kolejne próby rozwiązania tego problemu. W 2011 roku, jeden z uzytkowników forum Bitcointalk, nakreślił sposób płatności podobny do obecnego działania LN, który działałby na zasadzie nakładki. Pomimo swojej innowacyjności, projekt pozwalałby na dokonywanie płatności za pomocą kanału tylko w jedną stronę. Do płatności w drugą stronę trzeba było utworzyć drugi kanał, co ostatecznie okazało się zbyt dużym utrudnieniem.

Spośród kolejnych, nie najlepszych pomysłów na przestrzeni lat, wyróżniało się rozwiązanie matematyka i przyszłego współzałożyciela emBassy TLV, Meniego Rosenfelda latem 2012 roku. Propozycja również padła na forum Bitcointalk. Miał to być system, w którym rolę pośrednika przejąłby procesor płatności. Mógłby on posiadać kanały z różnymi procesami płatniczymi, czyli z dużą liczbą klientów. System miał jeden mankament. Jeżeli osoba zlecająca przelew odmówiłaby przekazania płatności, a druga sooba nie zauważyłaby tego i opuściła kanał. Jej pieniądze przepadłyby na zawsze. Problemu miałoby dać się uniknąć dokładnie sprawdzając ręcznie stan konta i nie przesyłając na raz dużych sum pieniędzy.

Sieć beta została uruchomiona przez Lightning Labs 15 marca 2018 roku. Pomysł ten powracał kilkakrotnie, nigdy jednak nie został wdrożony i szerzej zaadaptowany.

Lata rozwoju pozwoliły wynaleźć Lightning Network

W 2015 roku, udało się stworzyć coś, co miało szansę na sensowny rozwój. Dokonali tego Thaddeus Dryja – dyrektor ds. technologii smart contract trading platform Mirror – i Joseph Poon. Wspólnie stworzyli i opublikowali białą księgę: „The Bitcoin Lightning Network: The Bitcoin Lightning Network: Scalable Off-Chain Instant Payments”.

To rozwiązanie okazało się game changerem.

Żaden z uczestników nie mógł zaczynać próby oszustwa bez ryzykowania wszystkich swoich pieniędzy, więc zaufanie było zbędne. Dodatkowo rozwiązanie nie wymagało zbyt wielu zmian w protokole Bitcoina (co było bolączką niektórych, innych rozwiązań). Od tego momentu użytkownicy uzyskali szansę na przesyłanie między sobą nieskończonej ilości przelewów, działających w obie strony.

Pomimo że projekt był rozwijany od 2015 roku, przełom nastąpił 2 lata później. 6 grudnia 2017 roku pierwszy raz dokonano płatności z pomocą Lighting Network w głównej sieci Bitcoin, wcześniej takie przelewy były wykonywane jedynie w wersji testowej. Nad rozwojem sieci pracują co najmniej 3 duże grupy developerów, posługujących się różnymi językami programowania. Należą do nich Lightning Labs, Blockstream i ACINQ.

Lightning Network dla Bitcoina

LN jest technologią przeznaczoną dla Bitcoina i aktualnie, żadna inna kryptowaluta nie może pochwalić się tego typu rozwiązaniami. Jest to jednak funkcjonalność niezbędna nie tylko dla BTC. Ona lub jej odpowiednik jest konieczny w każdym projekcie kryptowalutowym. Sprawi to, że wszystkie krypto transakcje staną się szybkie i tańsze, przyciągając do siebie coraz większą ilość zwolenników.

Zalety sieci Lightning Network

Projekt LN ma na celu rozwiązanie problemu skalowalności, wykraczając poza główny blockchain.To rozwiązanie spowoduje, że obciążenie w sieci Bitcoina znacznie się zmniejszy. Dzięki niej możliwe będą także natychmiastowe i tańsze transakcje. Jednocześnie, obniżając czas oczekiwania i koszt transakcji mikropłatności, nawet te o wysokości 1 satoshiego, staną się możliwe. Będą one odbywać się bez ingerencji człowieka.

Ograniczenia sieci

Płatności w sieci LN nie można zrealizować, kiedy odbiorca nie jest dostępny. W transakcjach Bitcoina jest to możliwe. Uczestnicy sieci powinni regularnie monitorować kanały płatności, aby ich fundusze były bezpieczne (jednak to niebezpieczeństwo może być zniwelowane z czasem i rozwojem sieci).

Lightning Network nie nadaje się do płatności, które są zbyt duże, gdyż istnieje ryzyko, że portfele nie będą miały wystarczającej ilości środków, aby działać jako pośrednicy przy dużych płatnościach. Łatwiej i bezpieczniej jest je podzielić na mniejsze płatności.

Druga warstwa sieci

LN jest przez niektórych programistów nazywana nakładką na blockchain Bitcoina. Najłatwiej jednak porównać działanie sieci do działania kart płatniczych. Bez kart płatniczych funkcjonowanie banków byłoby możliwe, jednak byłoby znacząco ograniczone. Bez nich czekanie na każdy przelew zajmowałoby kilka lub kilkanaście godzin. Oczekiwanie na potwierdzenie płatności na przykład, za przelew w sklepie, byłoby nieefektywne. Usługi banków stałby się wtedy znacznie mniej powszechne i mniej potrzebne, jednak banki mogłyby bez problemu dalej funkcjonować pełniąc inne zadania. Sieć Lightning Network posiada jeszcze pewne ograniczenia i niedociągnięcia, jednak prawdopodobnie z czasem przeważą jej zalety i coraz więcej osób korzystających z krypto, również sięgnie po LN.

Zastosowanie Lighting Network

Pomimo, że technologia nie jest jeszcze w pełni rozwinięta, można już z niej korzystać, wykonując natychmiastowe krypto przelewy. Istnieje nawet kilka wersji mobilnych portfeli umożliwiających dokonywanie błyskawicznych płatności jak i otwieranie kanałów transakcyjnych.

Kanały transakcyjne

Sieć Lightning Network opiera się na mechanizmie tzw. kanałów transakcyjnych, którymi są ze sobą powiązane numery kont Bitcoinowych. Funkcjonują one podobnie jak w tradycyjnym systemie bankowym. Jeżeli jakiś użytkownik chce natychmiast przelać środki, nie czekając na kolejny blok (sesję bankową), może to zrobić. Dzięki kanałom transakcyjnym przelewy są przekazywane podczas wewnętrznych sieci w zaledwie kilka minut. Jak to dokładnie działa?

Prosty przykład użycia

Jeżeli ta technologia wciąż brzmi jakby była zbyt skomplikowana, możemy omówić ją na zasadzie prostego przykładu.

Załóżmy, że mamy swoją ulubioną restaurację, z której często zamawiamy jedzenie. Zakładamy więc wraz z nią kanał, który od teraz będzie pełnił rolę swojego rodzaju sejfu dla wpłaconych tam pieniędzy. Przyjmijmy, że wpłacamy tam 1 BTC. Od teraz, za każdym razem, kiedy będziemy chcieli zamówić jedzenie, restauracja będzie mogła pobrać z naszego „sejfu” odpowiednią ilość pieniędzy. Restauracja nie będzie mogła nasz oszukać, gdyż będziemy musieli potwierdzić przetransportowanie środków. Transakcja nie będzie trafiała do blockchaina, więc nie będzie oczekiwała na sprawdzenie, tylko od razu pójdzie dalej. Ze środków na kanale będzie można korzystać tak długo aż się nie skończą, lub zanim kanał zostanie zamknięty. W takim przypadku pieniądze są dzielone zgodnie z ostatnim zapisem, a transakcja zapisywana jest w łańcuchu blokowym. Wszystkie przelewy są dzięki temu bezpieczne i nie ma możliwości oszustwa.

Jak zacząć używać Lightning Network?

Korzystanie z tej sieci jest bardzo proste. Do otwarcia i zamknięcia kanałów wystarczy zeskanować kod QR od osoby, z którą chcemy mieć wspólny kanał i dokonać pierwszej transakcji. Po otrzymaniu odpowiedniej ilości potwierdzeń z sieci BTC natychmiastowe przelewy staną się możliwe. Równie łatwe jest też zamykanie kanałów transakcyjnych. Wystarczy jedno kliknięcie do aktualizacji stanu konta. Jest on wysyłany do pełnych węzłów sieci, czyli komputerów przetrzymujących pełną historię transakcji sieci Bitcoin. Czeka tam na następny blok transakcyjny, który będzie wiarygodnym zapisem stanu konta w sieci BTC.

Zostały też stworzone odpowiednie aplikacje, pełniące rolę portfeli w tej sieci. Dzięki temu wszystko jest dostępne i proste do użycia. Ich pełny ranking można znaleźć na stronie lightningnetworkstores.

Aspekt bezpieczeństwa

Pośrednicy, którzy bazują na systemie bankowym mogą dokonać oszustw, nie przekazując środków klientów na cele, jakie miały zostać one przeznaczone. W technologii Lightning Network taka sytuacja nie może mieć miejsca, gdyż otworzenie kanału jest mechanizmem podobnym do otwierania wspólnego rachunku bankowego dla firmy. To osoba otwierająca kanał, tak jak w przypadku wspólnego rachunku, decyduje kto będzie miał do niego dostęp i będzie do niego upoważniony.

Nie jest również możliwe blokowanie wydania środków zawartych w transakcji, gdyż w momencie otwierania kanału transakcyjnego pośrednik płatności ma obowiązek z góry zaakceptować stan konta, jaki wprowadza nadawca i podpisać go w odpowiedni sposób. Jeżeli następnie nadawca podpisze transakcję, kanał zostanie zamknięty z prawidłowym stanem kont. Zawsze dwie strony mają wgląd w przelew, który zatwierdzają i są w stanie wykryć wszelkie błędy.

Rozwój i adaptacja

Sieć rozwija się bardzo dynamicznie. Wzrasta też liczba osób zainteresowanych tym rozwiązaniem. Warto tutaj nakreślić, że użytkowników kryptowalut nie można zmusić do aktualizacji, czy rozpoczęcia korzystania z jakiegoś rozwiązania. Muszą oni własnowolnie i w pełni świadomie zacząć korzystać z pewnych aktualizacji i nakładek, jak LN.

Już dziś można korzystać z natychmiastowych przelewów, wykorzystując technologię Lightning Network. Istnieje kilka portfeli na Androida i iOS umożliwiające błyskawiczne płatności, przykładowe portfele to: Eclair Wallet, Blue Wallet, czy Bitcoin Lightning Wallet, które umożliwiają korzystanie z funkcjonalności Lightning Network. Należy jednak pamiętać, że to nie jest jeszcze w pełni gotowa technologia i nie należy umieszczać w kanałach więcej środków niż jesteśmy w stanie zaryzykować, przynajmniej do czasu kiedy główni deweloperzy pracujący nad projektem nie oznajmią ukończenia prac.

Pomimo, że projekt nie jest w swojej finalnej wersji, interesuje się nim wiele osób. Jak widać na poniższym wykresie, liczba węzłów w sieci stale rośnie. Świadczyć to może o potrzebie takiego rozwiązania, jak i wielkości zainteresowania nim, gdy będzie ono gotowe.

Źródło: bitcoinvisuals 

Generalnie, co do zasady im większa liczba węzłów, tym więcej otwartych kanałów powinno się znajdować w sieci. Tu jednak nie jest aż tak kolorowo. Po błyskawicznym wzroście na początku 2019 roku liczba otwartych kanałów nieco zmalała.

Aktualnie jest około 30 tysięcy unikatowych kanałów (czyli takich, które połączyły się ze sobą po raz pierwszy, oraz około 3 500 kanałów łączących ze sobą te same węzły po raz kolejny). W szczytowym momencie łączna ilość kanałów przekraczała 40 tysięcy.

Źródło: bitcoinvisuals 

Czy zamiast błyskawicy otrzymamy błysk?

Odpowiedź na problem z przepustowością BTC wydaje się niezbędna. Jednak rozwiązanie musi być idealne. Czy Lighting Network będzie w stanie zadowolić wymagających użytkowników? Projekt, który jeszcze rok temu szedł jak burza, obecnie traci część swoich zwolenników.

Zarzuty wobec Lightning Network

Pewien zespół naukowców zarzucił LN, że staje się ona coraz bardziej scentralizowana. Zaledwie 10% węzłów kontroluje aż 80% sieci. Wynika to z bardzo małych opłat za transakcje, a co za tym idzie, mniejszym zainteresowaniem górników.

Im mniej górników, tym mniej użytkowników będzie uznawać sieć za atrakcyjną, a ich liczba zacznie spadać. Zaczęły pojawiać się też doniesienia o niewystarczającym poziomie ochrony prywatności w LN.

Wielka szansa

Lightning Network to wielka szansa dla kryptowalut. Nie wiadomo czy stopniowo będzie tracić swoich zwolenników, czy uda jej się odbić i powrócić do poprzedniego tempa wzrostu. Z pewnością rozwiązane tego typu jest niezbędne zarówno dla BTC, jak i dla reszty kryptowalut. Jeżeli jednak deweloperzy LN nie naprawią wszystkich błędów i nie rozpromują odpowiednio swojej sieci, sam pomysł może okazać się niewystarczający.

Ich rozwiązanie może stanowić drogę do kolejnego przełomu w krypto świecie lub być tylko inspiracją dla konkurencji. Cokolwiek się nie wydarzy prężnie rozwijający się świat kryptowalut prędzej czy później doczeka się rozwiązania, które będzie odpowiedzią na tego typu problemy i umożliwi dokonywanie natychmiastowych płatności. Tylko kiedy to się wydarzy?

• Staking kryptowaluty – co to jest?
• Dapp – co to?
• Czym jest DeFi? (zdecentralizowane finanse)
• Czym jest Gas Ethereum?
• Kontrakty terminowe – czym są i jak w nie inwestować?
• Czym jest adres Bitcoina i jak go uzyskać?