Чтобы валюта стала значимым и распространенным обменным активом, она должна масштабироваться. Visa для фиатной валюты может обрабатывать 65 000 транзакций в секунду, согласно информации на сайте компании.
Биткоин позволяет проверять от 3 до 7 транзакций в секунду. Этого недостаточно, чтобы сделать Bitcoin подходящей платформой для обработки миллионов транзакций, которые люди совершают каждый день. Да, он эффективен при совершении крупных платежей, но его эффективность ограничена, когда речь идет о частых и/или небольших транзакциях.
В 2010 году создатель BTC, Сатоши Накамото, ввел ограничение на размер блока в 1 МБ, что означает, что блоки большего размера автоматически отклоняются сетью как недействительные. Это была мера безопасности, разработанная для предотвращения потенциальных DoS-атак со стороны хакеров.
Однако это решение неблагоприятно повлияло на пропускную способность сети. Биткоин-блоки вмещают ограниченное количество транзакций, и на формирование одного блока уходит около 10 минут. Когда транзакций не так много, это ограничение размера не представляет проблемы, но когда в сети проводится много транзакций одновременно, они занимают больше времени и становятся более дорогими.
Одним из наиболее заметных решений, призванных сделать Биткоин эффективным механизмом повседневных расходов, является протокол Lightning Network. Он позволяет создавать платежные каналы, по которым транзакции могут происходить без прохождения через блокчейн Биткоин.
Как работает Lightning Network рассказывает Роман Некрасов, сооснователь lazm:
LN работает наподобие сейфа или какого-то общего кошелька. Представим Алису и Боба, они кладут, предположим, по пол-биткоина в этот общий адрес, для того чтобы потом, когда они будут проводить транзакции друг с другом, им не приходилось ждать долгого подтверждения, ждать минимум час, пока эти транзакции будут обработаны майнерами, упакованы в блоки и записаны в блокчейн биткоина. Открытие такого сейфа и есть открытие платежного канала ЛН. После того как канал открыт, Алиса и Боб могут отписывать друг другу биткоины, кто кому сколько должен. Когда канал будет закрыт, все это будет записано в блокчейн.
Представим, что есть еще третий человек, его зовут Кларк. У него с Бобом есть общий платежный канал, такой вот сейф, а у Кларка с Алисой такого общего сейфа нет. Что же делать, если Кларку нужно отправить деньги Алисе - открывать платежный сейф? Можно обойтись без этого: быстрее будет провести сначала транзакцию по каналу между Кларком и Бобом, а потом между Бобом и Алисой. Тем самым платежные каналы образуют сеть, наподобие дорожной сети, которая может быть использована для прохождения к конечному адресату. Чем больше в сети биткоина открыто платежных каналов между различными участниками сети, тем больше шансов, что тебе открывать канал уже не надо. Ты можешь уже воспользоваться уже проложенными маршрутами выполнить быструю практически мгновенно транзакцию до этой конечной точки. Если вспомнить, в самом начале запуска ЛН мы постоянно считали и читали в новостях, сколько же открыто каналов и сколько там сейчас имеется денег внутри этих каналов.
Транзакции в ЛН проводятся оффчейн. В блокчейне вы их не увидите, в этом есть, конечно, ещё плюс какой-то приватности и конфиденциальности, потому что эти транзакции могут висеть вне блокчейна биткоина очень долго, пока сам платежный канал не будет закрыт, а это может произойти и лет через десять. Lightning network помогает стать биткоину платежным средством, а не средством накопления. Надо отметить, что, конечно, открывать платежные каналы выгоднее не двум простым пользователям, которые проведут за всю свою жизнь максимум две транзакции друг с другом, а каким-то активным и крупным узлам, а остальные пользователи уже через существующие маршруты будут проводить свои транзакции. Благодаря ЛН люди смогут платить биткоинами за чашку кофе и не ждать у кассы, когда транзакция запишется в блокчейне.
Итак, сеть Lightning - это второй уровень сети Биткойн, позволяющий проводить быстрые и недорогие транзакции между людьми через канал Lightning.
Установка канала по шагам
На примере кофейни рядом с вашим домом, где вы по утрам часто покупаете кофе.
- Вы создаете "кошелек" с криптографическими подписями (мультиподписями) от вас и кофейни. Биткоины могут быть потрачены (отправлены на другие биткойн-адреса) только в том случае, если транзакцию подпишут оба создателя канала своими приватными ключами.
- Соглашаетесь с суммой, которую будете вносить в этот "кошелек". Например, вы вносите 1,0 BTC, а кофейня вносит 0,0 BTC, поскольку с ее стороны к вам никогда не будут поступать никакие платежи. Алиса и Боб, которые часто пересылают друг другу деньги, могут внести 0,5 BTC каждый.
- Создаете наполовину подписанные транзакции расходов из этого "кошелька" для согласованных начальных балансов и меняете их местами. И вы, и кофейня, в любой момент можете добавить свою подпись к наполовину подписанной транзакции другого и отправить ее в сеть, чтобы получить согласованный баланс.
- Когда вы поменяли местами транзакции и получили гарантию, что можете забрать свои деньги, вы впервые попадаете в цепочку блоков и фактически вносите биткоины в кошелек со всеми подписями.
Сделки
- Вы покупаете кофе за 0,1 BTC. Меняете новые наполовину подписанные транзакции, и получаете 0,9 BTC, а кофейня - 0,1 BTC.
- Чтобы купить круассан за 0,1 BTC, вы создаете, подписываете и обмениваете транзакции, где вы получаете 0,8 BTC, а они 0,2 BTC. Повторять можно столько раз, сколько необходимо, или до тех пор, пока канал не потребуется перебалансировать (например, ваша сторона теперь составляет 0,0 BTC, и вы не можете вычесть больше; в этом случае вам нужно будет внести еще сумму с помощью транзакции в цепочке).
Недостатки технологии Lightning Network
С положительными сторонами Lightning Network мы разобрались: это быстрые и дешевые транзакции; сокращение данных в блокчейне; повышенная анонимность пользователей. Какие есть недостатки?
- LN все еще находится на экспериментальной стадии разработки, поэтому на данный момент для крупных транзакций лучше использовать основную сеть Биткойн.
- Нет физической возможности совершать офлайн-платежи. Для успешной транзакции обе стороны должны быть в режиме онлайн.
- Низкий уровень безопасности транзакций, так как они проходят по основной сети без участия майнеров.
- Тенденция централизации Lightning Network. Например, в начале 2019 года более 64% всей сети контролировалось одним человеком.
Заключение
Lightning Network - достаточно молодая технология, которая все еще имеет ряд недостатков. Но, несмотря на это, LN постоянно развивается, и многие компании по всему миру уже внедрили ее. Трудно сказать, что ждет Lightning Network в ближайшем будущем, но, несомненно, это вариант для решения проблемы масштабирования и последующего использования биткоинов для ежедневных микроплатежей.
