Що таке Lightning Network та як він масштабує біткоїн — гайд з технології

Нещодавно український стартап Stroom Network закрив раунд Seed і залучив＄3,5 млн на розвиток і запуск «ліквідного стейкінгу» біткоїна (BTC) у мережі Lightning Network. Цей стартап був однією з перших інвестицій Boosty Venture Studio, яка входить до структури венчур-білдера CLUST. У Boosty переконані, що протокол Lightning Network є перспективним саме в контексті платежів, і його використання набиратиме обертів. 

Руслан Тимофєєв, засновник венчур білдера CLUST і партнер Boosty Venture Studio, розповідає детальніше про цю технологію — який її принцип роботи, у чому переваги та недоліки. 

В чому проблеми мережі біткоїна

Основні проблеми мережі біткоїна — обмежена пропускна здатність, низька швидкість транзакцій і вартість комісій, що зростає. Lightning Network покликана розв’язати ці проблеми:

• Проблеми зі швидкістю повʼязані зі специфікою блокчейну. Через конструкцію  блокчейну до одного блоку може бути включено тільки певну кількість транзакцій. Якщо вона не потрапляє в поточний блок, приєднується до черги. Обробка цієї черги може зайняти від кількох хвилин до кількох годин, днів або більше. Тут все залежить від того, скільки інших транзакцій є в черзі.  Це обмежує використання біткоїна, особливо для швидких і невеликих транзакцій (наприклад, купівля кави). Ніхто не хоче чекати, доки мережа перевірить, чи є у вас гроші.
• Інше обмеження — це вартість. Коли система невелика, то кількість транзакцій, які вимагають перевірки, теж незначна. У цьому випадку мережа працює добре, а вартість транзакцій низька. Однак зі зростанням мережі збільшується й вартість транзакцій. Причина — місце в кожному новому блоці обмежене, а тому його отримає той, хто більше заплатить. У результаті в періоди високого навантаження обробляються лише транзакції з найбільшою комісією.

Отож, виникла потреба в нових технологіях, що розв’яжуть проблеми з масштабуванням мережі біткоїну. Так і з’явилася Lightning Network.

В чому ідея Lightning Network

Lightning Network — певне компромісне рішення, яке дозволяє зберегти децентралізацію та високий рівень безпеки головної мережі біткоїна, але при цьому підвищити її продуктивність. Це мережа другого рівня Рішення другого рівня (Layer 2) Протокол, розгорнутий поверх основного блокчейну (Layer 1) і покликаний підвищити його масштабованість. , яка дозволяє виконувати миттєві та вартісно-ефективні мікроплатежі, оминаючи потребу включення кожної операції в основний блокчейн. 

Основна ідея Lightning Network полягає в створенні «каналів» між користувачами, де транзакції можуть відбуватися офчейн Виконання офчейн-транзакцій відбувається фактично поза блокчейном, а протокол схожий на той, що використовується на платіжних платформах типу PayPal. або поза блокчейном. Ці канали забезпечують більшу швидкість та масштабованість, оскільки вони можуть обробляти безліч транзакцій перед тим, як будуть включені в блокчейн.

Як це працює

Два користувачі створюють канал — транзакцію з мультипідписом в основній мережі біткоїна. Ця транзакція «заморожує» певну кількість біткоїнів на рахунку, доступному для обох учасників. Надалі максимальний розмір платежів обмежений замороженою сумою.

Таким чином ви відкриваєте платіжні канали між людьми чи організаціями, які хочуть здійснювати операції одне з одним. Фактично — переміщуєте пакети платежів з одного боку на інший.

Більше того ви можете робити це в режимі реального часу. Такі інтерактивні платежі чудово підходять для деяких типів транзакцій, як-от купівля кави в магазині або оплата на вебсайті електронної комерції. Оскільки одноразовий платіжний запит із закінченням терміну дії створюється лише цього платежу. Він не охоплює всі випадки використання. 

Коли учасники вирішують закрити канал, вони підписують та транслюють актуальний стан балансів до основної мережі біткоїна. Це дозволяє чесно розподілити заморожені кошти між учасниками. 

Переваги та недоліки Lightning Network

На мою думку, розробка цієї технології значно спростила передачу платежів у біткоїнів. Серед переваг можу виділити:

• Швидкість — операції в Lightning Network здійснюються практично миттєво — від мілісекунд до кількох секунд залежно від шляху платежу та ліквідності Можливість швидкого переводу активу в готівку без істотної втрати його вартості на ньому. Натомість час обробки в блокчейні в деяких випадках може тривати годинами. 
• Мінімальна комісія — витрати на операції в Lightning Network значно нижчі, ніж в блокчейн — медіанна ставка комісії від 0,003%.
• Масштабованість — завдяки відсутності необхідності включення кожної транзакції в блокчейн Lightning Network може впоратися з великою кількістю операцій (40 млн TPS Число транзакцій на секунду ).
• Приватність — операції в Lightning Network відбуваються поза основним блокчейном, що підвищує рівень приватності користувачів. У блокчейні все видно, тому насправді він є псевдоанонімним. Різні компанії на кшталт Chainalysis збудували собі мільярдний бізнес на «blockchain forensics» Практика аналізу даних блокчейну для розслідування та відстеження незаконних дій, таких як шахрайство . В Lightning Network така практика неможлива, а отже — і приватність значно вища. 

Попри всі переваги, у мережі Lightning Network є й недоліки, серед яких можна виокремити:

• Ліквідність на шляху платежів — низька ліквідність та її неоптимальна дистрибуція, особливо коли йдеться про великі транзакції. Тобто платіж може проходити через кілька каналів, і якщо, наприклад, між якимись двома недостатньо ліквідності, він не пройде. 
• Нестабільний чи низький success rate Показник успішності процедури — як похідна від ліквідності на шляху. Тут варто зазначити, що 98–99 % success rate уже вважається низьким. Чому цей показник залежить від ліквідності? Тому що в якийсь момент на шляху платежу може зʼявитися канал, який не пропустить його.
• Тенденція до централізації в роутингові хаби — проблеми централізації виникають не тільки через наявність кількох великих вузлів, створених певними організаціями, що призводить до своєрідного домінування в мережі. Теоретично ці хаби можуть цензурувати транзакції під тиском регуляторів. Це створює додаткові ризики, але їхня імовірність незначна.  

Однак, як показує статистика, лише 1% транзакцій через Lightning Network зазнає невдачі. 

Актуальний стан Lightning Network

1. Регулярний приріст кількості платежів на місяць 

Популярність Lightning Network зростає. Наприклад, у липні лише один гаманець Wallet of Satoshi обробив 664 000 Lightning-платежів. Це понад удвічі більше, ніж у липні 2022 року (266 000).

Або ж маємо статистику deposit/withdrawals (поповнення/зняття коштів) через мережу Lightning Network: з січня до серпня 2023 року опрацьовано платежів на суму 912 BTC ($23,5 млн). 

Усе це дає підґрунтя для досить оптимістичних прогнозів. 

2. Розвинена екосистема

Технологія Lightning Network широко використовується у різних сегментах бізнесу. Окремо варто відзначити, що вона активно впроваджують біржі, з найвідоміших — Bitfinex, Binance, Kraken, Okex тощо.

Ось так наразі виглядає екосистема Lightning Network: 

3. Стейблкоїни

Також варто згадати про стейблкоїни, тобто різновиди цифрової валюти, яка привʼязана до іншого активу, наприклад, долара чи золота. За даними CoinMasterCap, ринкова капіталізація стейблкоїнів станом на вересень 2023 року складає близько $125 млрд при загальному показнику по ринку $1,04 трлн. Доларові стейблкоїни вважаються одним з основних юзкейсів криптовалют, фактично на їхній основі вже існує альтернативна банківська система.

Протоколи RGB та Taproot Assets зовсім скоро дозволять випускати Lightning-сумісні стейблкоїни. Це відкриє можливості для міграції частини розрахунків в USDT   Цифрова валюта, вартість якої прив'язана до вартості долара США з екосистеми Tron на Lightning Network — мова про мільярди доларів на день.

Висновки 

Підсумовуючи, можу сказати, що Lightning Network — це інноваційний підхід до розв’язання проблеми масштабованості в мережі біткоїна. Швидкість, ефективність та здатність опрацьовувати велику кількість операцій роблять його потенційно привабливим для тих, хто використовує цю криптовалюту для фінансових операцій.  

Lightning Network має глобальну мету революціонізувати платежі, і боротьба за ринок стейблкоїнів — її частина. Ви вже зараз можете затестити, як працює мережа, якщо у вас є гаманці Breeze, Wallet of Satoshi тощо. Якщо не хочете завантажувати гаманці, можна спробувати скористатися мережею через Binance.