Що таке Lightning Network

01.09.2023

5 хв.

922

Що таке мережа Lightning Network і як вона впливає на біткоїн

Розповідаємо, що таке Lightning Network і чому комісія в мережі біткоїна може перевищувати суму переказу в кілька разів.

На початку історії біткоїна криптовалютою користувалися лише кілька ентузіастів на чолі з її анонімним творцем Сатоші Накамото. Але все кардинально змінилося за останні роки. Сьогодні цифрові активи є такою ж природною частиною життя, як безконтактна оплата на касі супермаркету.

Але щораз більша популярність біткоїна стала проблемою для мережі: перший у світі блокчейн не був призначений для такої кількості активних користувачів. Це, зі свого боку, спричинило виникнення трилеми масштабованості.

Трилема масштабованості описує основний недолік блокчейну: створити одночасно безпечну, децентралізовану та швидку мережу досить складно. Тому команда біткоїн-розробників запропонувала спільноті рішення другого рівня під назвою Lightning Network.

Коротко: що таке Lightning Network

Мережа Lightning Network (LN) — це рішення другого рівня (L2) для біткоїну, де першим рівнем (L1) є сам блокчейн.
LN розв’язує проблему масштабованості мережі, збільшуючи швидкість переказів та зменшуючи їхню вартість. Комісія за переказ в Lightning Network становить тисячну частину BTC.
Рішення другого рівня не змінюють початкову архітектуру блокчейну й початкового коду, тому можуть ефективно проводити транзакції першого рівня.

Для чого біткоїну потрібне рішення другого рівня

За весь час існування блокчейну Bitcoin були випадки, коли комісія за невеликий переказ досягала $100. Річ у тому, що на відміну від банків, які беруть фіксований відсоток від суми транзакції, комісія в блокчейні Bitcoin залежить від розміру переказу та загального навантаження на мережу.

Це відбувається тому, що процесом керують майнери. Так називають програмне забезпечення для створення криптовалюти. Кожен майнер отримує винагороду за знайдений блок, а також за підтвердження транзакцій у мережі. Тому перекази з найкращим співвідношенням розміру та комісії пріоритизуються.

Але основна причина створення Lightning Network — це низька пропускна спроможність мережі Bitcoin. Наприклад, Visa обробляє 65 000 транзакцій за секунду (TPS), блокчейн Solana до 400 000, а Bitcoin — лише 7 TPS. Це не дає першій криптовалюті конкурувати у швидкісних показниках як з сучасними блокчейнами, так і з централізованими платіжними системами. Lightning Network — це технологія, що надає необмежену пропускну здатність, яка теоретично може досягати мільйона TPS. Тому LN ефективно вирішує трилему масштабованості та значно знижує комісії.

Як працює Lightning Network

Lightning Network — це мережа децентралізованих платіжних каналів, що дає змогу двом сторонам здійснювати перекази, не записуючи їх у блокчейн. Для цього використовується спеціальний електронний гаманець із функцією мультипідпису та технологія смартконтрактів.

Для того, щоб відкрити LN-канал, потрібно провести біткоїн-транзакцію, яка буде записана в блокчейн. Сума переказу встановлює ліміт каналу та “блокується”. Після цього всі учасники Lightning Network можуть обмінюватися криптовалютою в межах встановленого ліміту, не чекаючи на підтвердження блокчейну. Що, відповідно, знижує вартість переказів. Як це виглядає на практиці?

Припустимо, що піца коштує 0,0006 BTC (на момент написання статті ~ $13). Середня комісія за біткоїн-транзакцію у 2022 році становила $5. Покупець навряд чи вибере спосіб оплати в біткоїні з опцією переплати за товар. На допомогу приходить Lightning Network.

Для початку мерчанту та клієнту необхідно встановити гаманець, який підтримує Lightning Network. Покупець відкриває LN-канал між собою та піцерією та “блокує” на ньому 0,002 BTC, які відображаються на його балансі. Після оплати на балансі піцерії — 0,0006 BTC, а на балансі клієнта — 0,0014 BTC. Тобто покупець може переказувати криптовалюту всередині LN-каналу до того моменту, поки в нього не закінчаться кошти. Так, наприклад, 0,0014 BTC, що залишилися, вистачить ще на дві піци.

Дані про ці транзакції не записуються до блокчейну. Натомість під час кожного переказу всередині Lightning Network створюється та підписується смартконтракт, який фіксує, скільки криптовалюти належить кожному учаснику. Виплата криптовалюти відбудеться після того, як LN-канал буде закрито, а фінальний стан балансів криптовалютних гаманців буде записано до блокчейну біткоїна.

А тепер уявімо, що покупець і власник піцерії не мають прямого LN-каналу. Але в обох є спільний канал із користувачем Х. Він може стати посередником між клієнтом та піцерією, отримуючи комісію за проведення платежів. Для таких переказів Lightning Network використовує маршрутизацію за допомогою хешованих контрактів із тимчасовим блокуванням (HTLCs). Це дає змогу проводити захищені транзакції між не пов’язаними безпосередньо учасниками мережі.

Історія створення Lightning Network

Мережа Lightning Network, якою ми користуємося сьогодні, була запропонована у 2015 році біткоїн-розробниками Джозефом Пуном та Таддеусом Драєм. У white paper мережі під назвою “The Bitcoin Lightning Network: Scalable Off-Chain Instant Payments” вони запропонували спосіб підвищити швидкість та ефективність біткоїн-транзакцій без участі посередників.

Проте ще Сатоші Накамото передбачав створення такої мережі платіжних каналів між користувачами. У 2009 році він показав спільноті нарис коду, а у 2013 один із біткоїн-розробників Майк Хірн опублікував лист Сатоші з описом цієї технології.

Фінальна версія white paper була опублікована у 2016 році, після чого в Мілані відбувся саміт розробників Lightning Network. Мета зустрічі — встановити стандарти функціонування мережі. Тестова версія Lightning Network була запущена у 2018 році командою Lightning Labs і налічувала 1000 нод та 1863 канали.

Хто контролює Lightning Network?

Lightning Network, за аналогією з біткоїном, є децентралізованою мережею, де всі учасники — рівноправні. Кожен вузол LN може проводити транзакції, відповідно до правил протоколу, але не має можливості втручатися в транзакції інших вузлів. Отже, ніхто не може отримати повний контроль над Lightning Network.

Переваги Lightning Network

Миттєві платежі. У Lightning Network підтвердження транзакції відбувається за частку секунди.
Підвищена анонімність. У блокчейні зберігаються дані лише про дві транзакції: коли канал відкривається, і коли закривається. Всередині каналу учасники Lightning Network можуть проводити необмежену кількість переказів, які не реєструються в блокчейні.
Низькі комісії. У Lightning Network плата за переказ набагато нижча, ніж у блокчейні Bitcoin.
Доступність. Для того, щоби почати використовувати Lightning Network, достатньо встановити гаманець із цією функцією.
Можливість проводити мікроплатежі. Комісія за LN-транзакцію обчислюється в тисячних частках біткоїна, що дає змогу переказувати невеликі суми криптовалюти.
Підвищена безпека. Протокол Lightning Network включає кілька рівнів захисту, тому заблоковану в каналі криптовалюту неможливо вкрасти.
Можливість отримувати пасивний прибуток. Запустивши LN-вузол, користувач збільшує ліквідність та місткість Lightning Network. Оператори вузлів отримують мережеві збори за транзакції, які проходять через їхні канали.

Недоліки Lightning Network

Залежність від блокчейну Bitcoin. У разі краху першої криптовалюти, Lightning Network перестане функціонувати.
Відсутність економічних стимулів. Через невеликі комісії створювати нові вузли невигідно.
Немає можливості здійснити офлайн платіж. Транзакцію можна провести, тільки якщо всі учасники каналу перебувають у мережі.
Посередницькі збої та збої з боку партнерів. Якщо один з учасників каналу не відповідає на запит, це може призвести до затримки платежу. У цьому разі користувач має самостійно відкликати транзакцію.
Потрібне попереднє налаштування. Для використання Lightning Network необхідно попередньо налаштувати платіжні канали, що може бути занадто складним для новачків.

Майбутнє Lightning Network

Lightning Network — це технологія, що перебуває на ранній стадії розроблення, а потенціал проєкту все ще вивчається. Попри це, LN-транзакції підтримують багато централізованих криптобірж, оскільки технологія зменшує вартість платежів у блокчейні Bitcoin. Ця особливість Lightning Network може полегшити підприємцям інтеграцію криптовалют у бізнес.

Наразі вже є проєкти, що надають можливість створювати токени та стейблкоїни, після чого використовувати їх у застосунках на базі LN. Так, у вересні 2022 року, команда розробників Lightning Labs презентувала протокол Taro, створений із цією метою. Тому можна сміливо припустити, що Lightning Network буде широко використовуватись для переказу криптовалют у майбутньому.