Bitcoin Lightning Network — обновление для текущей сети Биткоина

Что такое Биткоин лайтнинг? Если в двух словах — то это обновление текущей сети Биткоина ( то есть протокола), которая позволит пользователям делать мгновенные и дешевые транзакции.

Происхождение Bitcoin Lightning

В своем оригинальном коде Биткоина Сатоши Накомото включил некоторые блоки для быстрых транзакций, которые неограниченны по времени содания блока или транзакционных сборов, и организованы между пользователями взаимодействующими друг с другом.

lightning network

Возможности идеи Сатоши уже давно обсуждались, уточнялись и расширялись многочисленными разработчиками.Эти идеи объединились в технический документ (whitepaper), который был представлен Таддеусом Дрейей и Джозефом Пуном еще в 2015 году.

Эти два молодых разработчика значительно продвинули оригинальный код Сатоши, предложив децентрализованную сеть быстрых транзакций (Lightning network). Что в переводе с английского означает «сеть молния». Проще говоря, этот сетевой элемент способен подключать всех пользователей к этой быстрой системе посредством маршрутизируемой серии транзакций.

Важно отметить, что в активной разработке существуют различные реализации протокола Lightning Network. Существует не менее 6 сетей Lightning. Чтобы обеспечить совместимость между этими различными сетями Lightning, тестирование продолжается. Цель этого тестирования — сплоченная, бесшовная сеть.

Мотивация для быстрой сети

По разным причинам Биткоин велик. Это ставит нас под контроль наших собственных денег, дает нам транзакции, которые не подвержены цензуре, обеспечивает надежный запас стоимости и позволяет нам совершать сделки с любым человеком на планете. Но, как и все остальное в жизни, блокчейн Биткоина имеет ограничения.

Если вы когда-либо пытались отправить транзакцию в течение особо загруженного времени, вы, вероятно, заметили, что транзакции в сети Биткоин могут быть медленными или дорогими. Сторонники различных альткоинов будут утверждать, что этой причины достаточно, чтобы переключиться на их  монету, но есть некоторые очевидные проблемы с этим предложением:

  1. Их альткойн может быть полным жульничеством.
  2. Никакая монета не считается столь же широко принятой, надежной или ценной, как биткоин.
  3. Если их монета когда-либо станет такой же популярной, как биткоин, она, вероятно, столкнется с точно такими же ограничениями.

Биткоин транзакции (почти) никогда не такие медленные или дорогие, как традиционные  фиатные системы , такие как банковские переводы или кредитные карты. Однако было бы здорово, если бы у нас были идеальные, мгновенные и бесплатные (или почти бесплатные) транзакции. Именно здесь Lightning Network (лайтнинг нетворк) приходит, вместе с SegWit, который теперь реализован на Биткоине, и нет никаких технических проблем, препятствующих этому.

Как отдельная сеть, Lightning Network построена поверх существующего блокчейна. Она в основном предназначены для транзакций с более низкой стоимостью (т. е. для микроплатежей). Lightning Network позволяет проводить неограниченное количество транзакций почти мгновенного и практически без комиссии.

Блокчейн Биткоина составляет основную сеть 1 уровня. В качестве сети второго уровня  Lightning Network будет функционировать поверх этой основной цепи. Безопасность этих вторичных слоев «вне сети» в конечном счете зависит от цепочки блоков уровня 1.

Преимущества Lightning Network

Теоретически, Лайтнинг нетворг обеспечит всю безопасность, ценность и широкое принятие биткоина (после обновления экосистемы). Однако он не будет иметь никаких недостатков, таких как медленное время транзакций и высокие комиссии.

В качестве дополнительного бонуса, выгружая большую часть небольших транзакций для LN (Lightning Network) , транзакционная нагрузка на базовую цепочку блоков 1-го уровня должна быть значительно уменьшена. Это дополнительно улучшит время транзакции и размер комиссиии на обычной сети Биткоина.

Объяснение Bitcoin Lightning Network (часть 1): платежные каналы

Основная идея сети Lightning — это каналы оплаты. Другими словами, если я хочу совершить сделку с моим другом, мы открываем между нами канал оплаты «вне сети», который выполняется как «открытая транзакция» на основной цепочке блоков.

С этого момента канал оплаты открыт, и между мной и моим другом может происходить любое количество транзакций, без платежей, затрагивающих основную цепочку блоков. Средства могут передаваться так быстро, как кошельки пользователей могут общаться через сеть.

Как только мы хотим завершить наш бизнес, мы проводим «закрытие транзакции» на основной цепочке блоков и урегулируем все наши предыдущие транзакции.

Магия каналов платежей происходит между этими транзакциями открытия и закрытия на основной цепочке блоков. Главная причина, по которой основная цепочка блоков остается необходимой, заключается в том, что она используется для открытия и закрытия каналов оплаты Lightning Network. Теперь давайте посмотрим, как оживает сеть Lightning Network.

Шаг 1: Финансирование

Давайте рассмотрим случай, когда две стороны, Алиса и Боб, планируют провести много сделок друг с другом. Они играют в шахматы онлайн для Биткоина. Вместо того, чтобы делать многочисленные платежи по основной сети, они решают сэкономить плату и время, установив канал оплаты. Поскольку они будут делать платежи Биткоин туда и обратно, им нужен двунаправленный (двухсторонний) канал оплаты.

Предположим, что Алиса и Боб хотят создать канал с общим значением 1 BTC. Другими словами, Алиса и Боб не думают, что общие транзакции, которые они проведут, превысят 1 BTC. Таким образом, оба отправляют по 0.5 BTC через основную сеть Биткоина на multi-signature кошелек (так называемый кошелек с мульти-подписью).

MultiSig адрес — это биткойн-адрес, который действует как блокировка, которая разблокируется, если достаточно ключей из набора предопределенных — решит ее разблокировать.

Например, трое совладельцев компании держат MultiSig кошелек, для того, чтобы совершить транзакцию, понадобится 2 из 3 приватных ключей (либо любое другое количество заранее установленное).

Многоуровневые адреса начинаются с «3» (вместо «1» для стандартного адреса биткойнов). В этом случае обе подписи (полученные из секретных ключей и Алисы и Боба) обязательны для любой операции с биткоинами на их MultiSig кошельке.

В общей сложности 1 Биткоин теперь заперт в этом специальном мульти-подписном адресе, и процесс финансирования завершен.

Шаг 2: Настройка

Алиса создает транзакцию, в которой говорится, что 0,5 BTC выплачивается на собственный Биткоин адрес Алисы, а 0,5 BTC выплачивается по адресу Боба. Боб создает транзакцию, указав то же самое. Однако обе транзакции являются незавершенными, так как они не имеют подписи другого. Помните, что обе подписи должны сделать транзакцию действительной!

Также установлено временное ограничение. В нем говорится следующее: если ничего более не происходит, обе стороны получают свои 0.5 BTC обратно в произвольном будущем, например, 30 дней с момента установления адреса. Эта ситуация не позволяет одной стороне исчезнуть, что оставило бы другую с постоянно запертыми средствами.

Алиса и Боб обмениваются этими незавершенными транзакциями друг с другом по сети. Теперь, если Алиса хочет отступить, ей нужна только ее подпись на неполной транзакции от Боба, заявив, что 0,5 BTC следует отправить обратно ей. Затем она передает законченную транзакцию майнерам.

Добавление подписи Алисы подтверждает транзакцию и вызывает ее выполнение. В результате Алиса получает обратно 0,5 BTC. Аналогично, Боб может отменить канал так же.

Единственная асимметрия здесь заключается в том, что тот, кто добавит свою подпись к незавершенной транзакции другого, должен будет ждать 1000 блоков (или около недели) до того, как их средства будут возвращены. Однако средства их контрагента будут немедленно возвращены. Эта задержка препятствует ненужным аннулированиям и предотвращает обман.

Единственная асимметрия здесь заключается в том, что тот, кто добавит свою подпись к незавершенной транзакции другого, должен будет ждать 1000 блоков (или около недели) до того, как их средства будут возвращены. Однако средства их контрагента будут немедленно возвращены. Эта задержка препятствует ненужным аннулированиям и предотвращает обман.

Шаг 3: Обмен

Скажем, что Боб выигрывает первый раунд шахмат. Ставки составляли 0,1 BTC за игру. Чтобы отразить обновленное состояние их учетной записи, обе стороны создают новую, неполную транзакцию. В нем говорится, что из 1 BTC всего у Боба теперь есть 0,6 BTC, а у Алисы — 0,4 BTC. Срок действия нового контракта истекает через 29 дней, поэтому он будет исполнен до 30 дней первоначального контракта.

Этот новый обмен незавершенными транзакциями навсегда отменяет первоначальный (который объявляет равный баланс 0,5 БТД с каждой стороны). Этот обмен осуществляется каждой стороной, которая также подписывает и обменивается доказательствами защиты от мошенничества. В этом доказательстве говорится следующее: если кто-то попытается транслировать устаревшую или фальсифицированную версию баланса средств кошелька, то весь остаток будет выплачен их контрагенту.

Например, Алиса становится подлой и транслирует старую версию баланса кошелька. Затем у Боба есть одна неделя, чтобы заметить обман Алисы. Боб может опровергнуть мошенничество Алисы, просто продемонстрировав майнерам самые последние (0,6 / 0,4 BTC) транзакции. Помните, что Алиса подписала ее копию, поэтому она не может отрицать ее …

Боб будет награжден 1 BTC, а Алиса потеряет все оставшиеся деньги. Любой, кто заметит этот обман, может также поймать Алису и получить небольшое вознаграждение от общего баланса за это.

Зная, что такое суровое наказание ждет ее, если ее поймают, Алиса вряд ли обманет в первую очередь.

Как и раньше, никто не передает обновленное состояние основной цепи, которую нужно майнить, поскольку они намерены продолжать играть. Однако у каждой из сторон есть возможность «вывести» биткоины с текущим балансом своего счета, когда они пожелают, если они готовы ждать неделю, чтобы получить деньги.

Шаг 4: Закрытие

Алиса и Боб могут продолжать таким образом — пока они не захотят прекратить играть и согласиться закрыть канал. Как только между ними заключено соглашение, происходит заключительный обмен транзакциями, и ни одна из сторон не испытывает задержек в урегулировании.

Если в любой момент только одна сторона предпочитает закрыть канал, они испытывают задержку в 1000 блоков, как объяснялось выше.

Наконец, канал также будет закрыт, когда он достигнет конца, установленного для него.

В любом случае текущее состояние платежного канала затем передается майнерам. Каждая сторона получает выплату на свой стандартный биткойн-адрес. Независимо от того, сколько транзакций Алиса и Боб сделали между собой, в блокчейне Биткоина появится только несколько транзакций: открытие и закрытие.

Примечание. Несмотря на то, что вышеупомянутая система довольно сложна (даже не вникая в технические возможности), потенциал роста заключается в том, что участники могут обмениваться неограниченным количеством транзакций так быстро, как только они могут их передавать — для нулевой стоимости и только для двух транзакций по цепочке.

Объяснение Lightning Network Часть 2: Сетевые каналы

В то время как каналы двусторонней оплаты действительно хороши для конкретных случаев использования между сотрудничающими сторонами, объединение нескольких каналов — вот что делает Lightning настолько мощным.

Допустим, у Алисы и Боба все еще открыт канал оплаты шахматной игры. Боб проголодался. Поэтому он хочет заказать пиццу, но у него нет канала оплаты с владельцем пиццерии, Евой. У Алисы есть канал, открытый с Евой. Вместо того, чтобы открыть новый канал для Евы, Боб может заплатить Еве через канал Алисы.

Боб сначала спрашивает Еву о секрете. Затем он говорит Алисе заплатить Еве стоимость пиццы (скажем, 0,001 BTC) в обмен на тот же секрет от Евы. Затем Алиса показывает этот секрет Бобу. Если это соответствует тайне, которую Боб получил от Евы, Боб знает, что Алиса действительно заплатила Еве, так что ему безопасно заплатить Алисе.

Эта система прикованных условных платежей может быть распространена на любое количество сторон при условии, что все они используют каналы со значением, превышающим стоимость маршрутизации. Существуют также меры предосторожности, которые гарантируют, что секрет не может быть обменен без правильного количества монет, которые также обмениваются.

Таким образом, Lightning Network глобально масштабируема. Чтобы совершать сделки с кем-либо, вам просто нужно найти путь к кому-то через других участников сети. (Другими словами, не имеет значения, проходит ли этот канал через сто других посредников.)

Будущие возможности Lightning Network

Под Lightning станут доступны всевозможные новые модели оплаты. Например, ваш смартфон может использовать Lightning для совершения автоматических платежей по микро-транзакциям в горячих точках WiFi, к которым он подключается, и вы сможете оплачивать только ту часть видео, которое вы просматривали. Затем, например, вы можете платить работникам только за количество минут (или даже секунд), которое они работали.

Эти автоматизированные транзакции «машина-машина» для небольших объемов становятся возможными благодаря достаточно дешевым переводам.

Еще одна перспектива, которую проводит Lightning, является ее пригодность для розничной торговли. В лучшие моменты времени, сети Биткоина требуется несколько минут для подтверждения транзакции. И хотя эта функция отлично подходит для международных платежей, это слишком медленно для оплаты наличными в супермаркете.

По крайней мере, теоретически мгновенные и почти без комиссии платежи Lightning позволили бы Биткоину заменить наличные деньги, кредитные карты и другие способы оплаты для таких личных сделок. Хотя биткоин оказался чрезвычайно полезным в цифровой сфере, Lightning может позволить ему совершить прыжок во все более реальные приложения.

Читайте также, что такое форк криптовалюты о котором я писал в прошлой статье.

Перевод статьи с сайта 99bitcoins.com


Комментарии:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.