Hvad er Lightning Network?

Foreslået i en Hvidbog fra 2016, Lightning Network (LN) er en layer-2-løsning, der er bygget oven på Bitcoin.

I denne artikel vil vi se nærmere på historien bag og den aktuelle situation for Bitcoins Lightning Network.

Hvorfor blev Bitcoins Lightning Network oprettet?

Lightning Network blev oprettet som svar på skalerbarhedsproblemerne med Bitcoin, nærmere bestemt hastigheden og omkostningerne ved Bitcoin-transaktioner.

Bitcoins nuværende teoretiske maksimale antal transaktioner pr. sekund (TPS) er 10, selvom det i virkeligheden ligger mellem 3 og 7. Dette står i kontrast til traditionelle betalingsudbydere som VISA, der i 2020 i gennemsnit håndterede 6.000 TPS (baseret på VISA’s påstand (på 188 milliarder transaktioner om året).

Bitcoins transaktionsgebyrer kan variere meget afhængigt af den aktuelle efterspørgsel efter at bruge netværket. For eksempel lå de gennemsnitlige transaktionsgebyrer den 20. april 2021 på over 50 $, mens gennemsnittet den 9. august 2021 lå på omkring 2,50 $. Ved store transaktioner, såsom bankoverførsler eller internationale pengeoverførsler, er Bitcoins hastighed og omkostninger sammenlignelige med eller bedre end alternativerne. Men hvis Bitcoin skal bruges til dagligdags betalinger (såkaldte mikrotransaktioner, f.eks. en kop kaffe eller benzin), skal transaktionshastigheden øges, og transaktionsomkostningerne skal sænkes drastisk.

Lightning Network i teorien

For at forstå, hvordan LN fungerer, og hvilke udfordringer LN står over for i øjeblikket, er vi nødt til at tale om Bitcoin. Den begrænsende faktor i Bitcoin-netværket er, at hver eneste transaktion skal placeres i en ny blok på blokkæden. Da der tilføjes blokke til kæden cirka hvert 10. minut, er der en fast grænse for, hvor mange transaktioner der kan gennemføres, uden at Bitcoin-protokollen ændres væsentligt.

Læs mere: Hvordan fungerer Bitcoin-transaktioner?

Der har tidligere været debatter om større ændringer af Bitcoin-protokollen, som har resulteret i »hard forks«, især oprettelsen af Bitcoin Cash. Lightning Network er ikke en ny blockchain, men derimod en layer-2-løsning. Det betyder, at Bitcoin-protokollen forbliver relativt uændret, men at man alligevel får de fordele, som større ændringer kunne medføre – i det mindste i teorien.

LN fungerer ved at oprette en betalingskanal mellem to parter, hvor kun den første og den sidste transaktion registreres på Bitcoin-blockchain. Alle transaktioner mellem den første og den sidste finder sted uden for blockchainen, hvilket betyder, at disse transaktioner ikke er underlagt begrænsningerne i Bitcoin-protokollen.

For at oprette en betalingskanal skal begge parter afsætte et bestemt beløb i Bitcoin. Disse Bitcoin holdes tilbage og kan ikke frigives, så længe betalingskanalen er åben. Det samlede beløb i Bitcoin, der kan overføres via denne kanal, svarer til det samlede beløb i Bitcoin, der er afsat. Lad os se på et eksempel for at illustrere dette:

Alice og Bob ønsker at oprette en betalingskanal mellem sig. Alice indbetaler 10 BTC, og Bob indbetaler 5 BTC til betalingskanalen. En åbningstransaktion, der omfatter Alice og Bobs samlede 15 BTC, lægges på Bitcoin-blockchain. Når transaktionen er blevet tilføjet til blockchain – hvilket kan tage 10 minutter eller mere – kan Alice og Bob foretage et ubegrænset antal transaktioner med meget højere hastighed og til praktisk talt ingen omkostninger. Nedenfor ses transaktioner mellem Alice og Bob:

1. Alice sender Bob 1 BTC Alice: 9 BTC Bob: 6 BTC
2. Alice sender Bob 2 BTC Alice: 7 BTC Bob: 8 BTC
3. Bob sender Alice 3 BTC Alice: 10 BTC Bob: 5 BTC
4. Bob sender Alice 1 BTC Alice: 11 BTC Bob: 4 BTC

Når den ene eller begge parter ønsker at lukke kanalen, sendes der en afslutningstransaktion til blockchainen med Alice’ og Bobs endelige saldi. I dette tilfælde er Alices endelige saldo 11 BTC, og Bobs er 4 BTC.

Hvad nu, hvis Alice vil foretage en transaktion med Carol? Det forholder sig sådan, at Bob har en betalingskanal med Carol, så Alice foretager transaktionen med Bob, og Bob videresender transaktionen til Carol. Bemærk, at Bob i dette scenarie muligvis opkræver et mindre gebyr for at videresende transaktionen. Over tid, ifølge teorien om seks grader af adskillelse, LN gør det muligt for Alice at gennemføre transaktioner med hvem som helst.

Node A foretager transaktioner med node Q, selvom den kun har direkte betalingskanaler med noderne C og B.

Lightning Network i praksis

LN er en forholdsvis ny protokol. Den står over for mange udfordringer, der spænder fra brugervenlighed til sikkerhed.

Der er bekymring over, hvor nemt det er at køre en LN-node. For at LN skal blive en succes, kræver det et robust netværk af Bitcoin-noder, der kører LN-protokollen. At køre en LN-node kan være ret svært og det kan være, at der er problemer med betalingsincitamenter til drift af mindre noder. Man kan dog hævde, at det ikke er ret meget sværere at køre LN end at køre en fuld Bitcoin-node. Da LN dog primært er rettet mod mikrotransaktioner, vil den daglige brug af LN foregå via LN-kompatible tegnebøger. I modsætning til nogle af de mere etablerede Bitcoin-tegnebøger betyder det faktum, at disse LN-kompatible tegnebøger er nye, at der er afvejninger mellem opbevaring og uden varetægt versioner. De ikke-depotbaserede LN-tegnebøger er sværere at bruge – de er mere forvirrende og mindre ligetil. De depotbaserede løsninger er nemmere at bruge, men du er nødt til at overlade dine Bitcoin til en tredjepart.

Læs mere: Få indsigt i forskellen mellem lommebøger med opbevaring og lommebøger uden opbevaring, og hvordan det hænger sammen med økonomisk frihed.

LN må også kæmpe mod konkurrenterne. Pr. februar 2024 har LN sikret sig ca. 5.000 BTC. Det lyder måske af meget, men til sammenligning er der pr. februar 2024 over 150.000 Bitcoin låst fast på Ethereum (WBTC, wrapped Bitcoin). Da bloktiderne på Ethereum er ca. hvert 14. sekund i modsætning til Bitcoins 10 minutter, er det allerede meget hurtigere at gennemføre Bitcoin-transaktioner via WBTC på Ethereum-netværket. Desuden er det tænkeligt, at Ethereum-projekter som ETH 2.0 og Ethereum Plasma vil sænke transaktionsgebyrerne så meget, at Lightning Network bliver overflødigt og forældet. Det er også vigtigt at huske, at brugen af WBTC medfører alle de enorme fordele, der følger med adgangen til DeFi, hvilket LN ikke gør.

Endelig, og det er det mest bekymrende, har LN været udsat for en række sårbarheder. Disse omfatter:

• Griefing-angreb: Pengene går ikke tabt, men det medfører, at offerets Lightning-midler bliver indefrosset, så betalingskanalen ikke kan behandle nogen transaktioner.
• Oversvømmelse og plyndring: En hacker tvinger mange ofre til at hæve deres midler fra blockchainen på samme tid (flood). Hackeren udnytter denne overbelastning til at stjæle de midler, der ikke nåede at blive hævet inden fristens udløb (loot).
• Tidsudvidelsesangreb: En angriber forlænger den tid, det tager for offeret at opdage nye blokke, ved at forsinke leveringen af blokke.
• Pinning-angreb: En hacker narrer et offer til at lukke sin LN-kanal på en forkert måde og stjæler enkelte transaktioner.

Der er stadig arbejde, der skal gøres med Bitcoin Lightning Network

Selvom LN har sårbarheder, er der endnu ingen, der har udnyttet dem. Det er sandsynligt, at ingen har gjort det, da den ekspertise, der kræves for at udnytte disse sårbarheder, er så høj. LN-udviklerne er overbeviste om, at opdagelsen af disse sårbarheder kun vil gøre netværket stærkere – at det er en nødvendig fase i udviklingen. Udviklerne er optimistiske med hensyn til at udarbejde forskellige løsninger på de sårbarheder, de hidtil har fundet, selvom »pinning-angreb« og »time-dilation-angreb« vil kræve justeringer af både LN-implementeringerne og Bitcoin Core på samme tid.

Lightning Network står i dag over for mange udfordringer, men protokollen er stadig relativt ung, og den slags problemer er helt forventelige. Lightning-udviklerne vil fortsætte med at forbedre protokollen og vil muligvis kunne løse problemerne for at bidrage til at skalere Bitcoin på lag 2.

Læs mere: Få indsigt i forskellene mellem Bitcoin og Bitcoin Cash, og hvorfor Bitcoin Cash i vid udstrækning tjener et andet formål.

Hvis du er interesseret i en nøgtern analyse af Lightning Network set fra 10.000 fods højde – skrevet af en fuldtidsbidragyder til Bitcoin Core, ikke desto mindre – så kan du læse Antoine Riards fremragende indlæg.