Esitatud 2016. aasta valge raamat, Lightning Network (LN) on Bitcoini peale ehitatud 2. kihi lahendus.
Käesolevas artiklis käsitleme Bitcoini Lightning Networki ajalugu ja praegust olukorda.
Miks loodi Bitcoini Lightning Network?
Lightning Network loodi vastuseks Bitcoini skaleeritavusprobleemidele, nimelt Bitcoini tehingute kiirusele ja kuludele.
Bitcoini praegune teoreetiline maksimaalne tehingute arv sekundis (TPS) on 10, kuigi tegelikult jääb see vahemikku 3–7. Võrdluseks võib tuua traditsioonilised makseprotsessorid nagu VISA, mis töötlesid 2020. aastal keskmiselt 6 000 TPS (põhineb VISA väide (188 miljardit tehingut aastas).
Bitcoini tehingutasud võivad sõltuvalt võrgu hetkenõudlusest märkimisväärselt erineda. Näiteks 20. aprillil 2021 ületasid keskmised tehingutasud 50 dollarit, samas kui 9. augustil 2021 oli keskmine tasu umbes 2,50 dollarit. Suurte tehingute puhul, nagu pangaülekanded või rahvusvahelised rahaülekanded, on Bitcoini kiirus ja maksumus võrreldavad alternatiividega või neist paremad. Kuid kui Bitcoini soovitakse kasutada igapäevaseks maksed (nn mikrotehingud, nt tass kohvi, bensiin), peab tehingute kiirus suurenema ja tehingukulud drastiliselt vähenema.
Lightning Network teoreetiliselt
Et mõista, kuidas LN toimib ja millised on LN-i praegused väljakutsed, peame rääkima Bitcoinist. Bitcoin-võrgu piiravaks teguriks on asjaolu, et iga tehing tuleb lisada ahelasse uude plokki. Kuna plokke lisatakse ahelasse umbes iga 10 minuti järel, on võimalike tehingute arv rangelt piiratud, ilma et Bitcoin-protokolli oluliselt muudetaks.
Loe lisaks: Kuidas toimivad Bitcoini tehingud?
Arutelud Bitcoin-protokolli ulatusliku ümberkujundamise üle on toimunud ka varem ning need on viinud „hard fork’ideni”, millest kõige tuntum on Bitcoin Cashi loomine. Lightning Network ei loo uut plokiahelat, vaid on teise kihi lahendus. See tähendab, et see võimaldab Bitcoin-protokollil jääda suhteliselt muutumatuks, kuid pakub samas eeliseid, mida ulatuslikud ümberkujundamised võiksid kaasa tuua – vähemalt teoreetiliselt.
LN toimib nii, et loob kahe osapoole vahele maksekanali, kus Bitcoini plokiahelasse kantakse vaid esimene ja viimane tehing. Kõik esimese ja viimase tehingu vahelised tehingud toimuvad plokiahela väliselt, mis tähendab, et neid tehinguid ei piira Bitcoini protokoll.
Maksekanali avamiseks peavad mõlemad pooled panustama teatud koguse bitcoine. Need bitcoini hoitakse kinni ja neid ei saa vabastada seni, kuni maksekanal on avatud. Selle kanali kaudu ülekantav bitcoini kogus on võrdne panustatud bitcoini kogusega. Vaatame seda illustreerivat näidet:
Alice ja Bob soovivad omavahel luua maksekanali. Alice paneb maksekanalisse 10 BTC ja Bob 5 BTC. Bitcoini plokiahelasse lisatakse avatehing, mis hõlmab Alice’i ja Bobi kokku 15 BTC-d. Kui tehing on plokiahelasse lisatud – mis võib võtta aega 10 minutit või rohkem –, saavad Alice ja Bob teha piiramatu arvu tehinguid palju kiiremini ja praktiliselt nullkuluga. Allpool on toodud Alice’i ja Bobi vahelised tehingud:
- Alice saadab Bobile 1 BTC Alice: 9 BTC Bob: 6 BTC
- Alice saadab Bobile 2 BTC Alice: 7 BTC Bob: 8 BTC
- Bob saadab Alice’ile 3 BTC Alice: 10 BTC Bob: 5 BTC
- Bob saadab Alice’ile 1 BTC Alice: 11 BTC Bob: 4 BTC
Kui üks või mõlemad osapooled soovivad kanali sulgeda, saadetakse plokiahelasse sulgemistehing, milles on märgitud Alice’i ja Bobi lõppsaldod. Sel juhul on Alice’i lõppsaldo 11 BTC ja Bobi oma 4 BTC.
Mis juhtub, kui Alice soovib teha tehingut Caroliga? Noh, juhtub nii, et Bobil on Caroliga maksekanal, seega teeb Alice tehingu Bobiga ja Bob edastab tehingu edasi Carolile. Pange tähele, et selles stsenaariumis võib Bob tehingu edastamise eest võtta väikese tasu. Aja jooksul, vastavalt teooriale, kuus astet eraldatust, LN võimaldab Alice’il teha tehinguid kellega tahes.
Sõlm A teeb tehinguid sõlmega Q, kuigi tal on otsesed maksekanalid ainult sõlmede C ja B-ga.
Lightning Network praktikas
LN on suhteliselt uus protokoll. Selle ees seisab palju väljakutseid, alates kasutajasõbralikkusest kuni turvalisuseni.
On tekkinud mure selle üle, kui lihtne on LN-sõlme käitada. Selleks, et LN oleks edukas, on vaja tugevat võrgustikku, mis koosneb LN-protokolli kasutavatest Bitcoin-sõlmedest. LN-sõlme käitamine võib olla üsna raske ja võib juhtuda, et tekivad probleemid seoses makse-stiimulitega väiksemate sõlmede käitamiseks. Võib siiski väita, et LN-i kasutamine ei ole palju keerulisem kui täisbitcoini sõlme kasutamine. Kuna LN on aga suunatud peamiselt mikrotehingutele, toimub igapäevane suhtlus LN-ga LN-toega rahakottide kaudu. Erinevalt mõnest vanemast Bitcoin-rahakotist tähendab nende LN-toega rahakottide uudsus, et tuleb teha kompromisse hoiustamise ja hoidmiseta versioonid. LN-rahakotid, mille puhul kasutaja ei ole hoidja, on keerulisemad kasutada – need on segasemad ja vähem arusaadavad. Hoidjaga variandid on lihtsamad kasutada, kuid pead oma bitcoine usaldama kolmandale osapoolele.
Loe lähemalt: Mõista hoidmisega ja hoidmiseta rahakottide vahe, ja kuidas see on seotud majandusliku vabadusega.
LN peab samuti konkureerima teiste ettevõtetega. 2024. aasta veebruari seisuga on LN kindlustanud umbes 5 000 BTC. See võib tunduda palju, kuid võrdluseks: 2024. aasta veebruari seisuga on Ethereumis lukustatud üle 150 000 bitcoini (WBTC, wrapped Bitcoin). Kuna Ethereumi plokkide vaheline aeg on umbes 14 sekundit, võrreldes Bitcoini 10 minutiga, on Bitcoini tehingute tegemine WBTC kaudu Ethereumi võrgustikus juba praegu palju kiirem. Lisaks on mõeldav, et Ethereumi projektid nagu ETH 2.0 ja Ethereumi Plasma vähendab tehingutasusid piisavalt, et muuta Lightning Network tarbetuks ja vananenuks. Samuti on oluline meeles pidada, et WBTC kasutamine toob kaasa kõik need tohutud eelised, mis tulenevad juurdepääsust DeFi, mida LN ei tee.
Lõpetuseks – ja mis kõige murettekitavam – on LN-is avastatud mitmeid turvaauke. Nende hulka kuuluvad:
- Kiusamisrünnakud: Raha ei lähe kaduma, kuid see põhjustab ohvri Lightning-raha külmutamise, mistõttu maksekanal ei saa enam ühtegi tehingut töödelda.
- Üleujutus ja rüüstamine: Ründaja sunnib paljusid ohvreid oma rahalisi vahendeid plokiahelast üheaegselt välja võtma (ülekoormus). Ründaja kasutab seda ülekoormust ära, et varastada rahalisi vahendeid, mida ei suudetud tähtaja jooksul välja võtta (saak).
- Aja venimise rünnakud: Ründaja pikendab aega, mille jooksul ohver uutest plokkidest teada saab, lükates plokkide edastamist edasi.
- Kinnitamisrünnakud: Ründaja veenab ohvri sulgema oma LN-kanali ebaõigesti ja varastab üksikuid tehinguid.
Bitcoini Lightning Networki osas on veel palju teha
Kuigi LN-is esineb turvaauke, pole keegi neid veel ära kasutanud. Tõenäoliselt on see seetõttu, et nende turvaaukude ärakasutamiseks on vaja nii suurt asjatundlikkust, et keegi pole seda veel suutnud teha. LN-i arendajad on veendunud, et nende turvaaukude avastamine muudab võrgu ainult tugevamaks – see on vajalik arenguetapp. Arendajad on optimistlikud, et suudavad leida lahendusi seni avastatud turvaaukudele, kuigi „pinning“-rünnakute ja aja venitamise rünnakute vastu võitlemiseks on vaja teha muudatusi nii LN-i rakendustes kui ka Bitcoin Core’is.
Tänapäeva Lightning Network seisab silmitsi paljude väljakutsetega, kuid protokoll on veel suhteliselt noor ja selliseid probleeme ongi oodata. Lightningi arendajad jätkavad protokolli täiustamist ning suudavad ehk need probleemid lahendada, aidates kaasa Bitcoini mastaapsuse suurendamisele teisel kihil.
Kui soovite lugeda Lightning Networki kohta objektiivset ülevaadet, mille on kirjutanud siiski täistööajaga Bitcoin Core’i kaastöötaja, siis vaadake Antoine Riardi artiklit suurepärane postitus.
