Proposto in un Libro bianco del 2016, il Lightning Network (LN) è una soluzione di livello 2 basata su Bitcoin.
In questo articolo approfondiremo la storia e lo stato attuale della rete Lightning di Bitcoin.
Perché è stata creata la rete Lightning di Bitcoin?
Il Lightning Network è stato creato per risolvere i problemi di scalabilità di Bitcoin, in particolare quelli relativi alla velocità e al costo delle transazioni in Bitcoin.
L'attuale limite massimo teorico di transazioni al secondo (TPS) di Bitcoin è 10, anche se in realtà si attesta tra 3 e 7. A titolo di confronto, i sistemi di pagamento tradizionali come VISA hanno gestito in media 6.000 TPS nel 2020 (in base a L'affermazione di VISA (pari a 188 miliardi di transazioni all'anno).
Commissioni di transazione di Bitcoin possono variare notevolmente a seconda della domanda attuale di utilizzo della rete. Ad esempio, il 20 aprile 2021 le commissioni medie di transazione superavano i 50 dollari, mentre il 9 agosto 2021 la media si aggirava intorno ai 2,50 dollari. Per le transazioni di importo elevato, come i bonifici bancari o le rimesse internazionali, la velocità e il costo di Bitcoin sono paragonabili o superiori a quelli delle alternative. Ma se Bitcoin deve essere utilizzato per le operazioni quotidiane pagamenti (le cosiddette microtransazioni, ad esempio una tazza di caffè o la benzina), la velocità delle transazioni deve aumentare e i costi delle transazioni devono diminuire drasticamente.
Il Lightning Network in teoria
Per comprendere il funzionamento della LN e le sfide attuali che essa deve affrontare, è necessario parlare di Bitcoin. Il fattore limitante della rete Bitcoin è che ogni transazione deve essere inserita in un nuovo blocco sulla blockchain. Poiché i blocchi vengono aggiunti alla blockchain all’incirca ogni 10 minuti, esiste un limite massimo al numero di transazioni possibili senza modificare in modo significativo il protocollo Bitcoin.
Per saperne di più: Come funzionano le transazioni in Bitcoin?
In passato si sono già svolti dibattiti su importanti modifiche al protocollo Bitcoin, che hanno portato a degli “hard fork”, in particolare alla creazione di Bitcoin Cash. Il Lightning Network, anziché creare una nuova blockchain, è una soluzione di livello 2. Ciò significa che consente al protocollo Bitcoin di rimanere relativamente invariato, ma offre i vantaggi che una profonda revisione potrebbe comportare — almeno in teoria.
LN funziona creando un canale di pagamento tra due parti, in cui solo la prima e l'ultima transazione vengono registrate sulla blockchain di Bitcoin. Tutte le transazioni intermedie tra la prima e l'ultima avvengono fuori dalla blockchain, il che significa che tali transazioni non sono soggette alle limitazioni del protocollo Bitcoin.
Per aprire un canale di pagamento, entrambe le parti devono impegnare una certa quantità di Bitcoin. Tale quantità di Bitcoin rimane bloccata e non può essere sbloccata fintanto che il canale di pagamento rimane aperto. La quantità totale di Bitcoin che può essere trasferita attraverso questo canale corrisponde alla quantità totale di Bitcoin impegnata. Vediamo un esempio per chiarire il concetto:
Alice e Bob vogliono creare un canale di pagamento tra loro. Alice versa 10 BTC e Bob versa 5 BTC nel canale di pagamento. Una transazione di apertura contenente i 15 BTC complessivi di Alice e Bob viene inserita nella blockchain di Bitcoin. Una volta che tale transazione è stata aggiunta alla blockchain, operazione che può richiedere 10 minuti o più, Alice e Bob possono effettuare un numero illimitato di transazioni a velocità molto più elevate e a costo praticamente nullo. Di seguito sono riportate le transazioni tra Alice e Bob:
- Alice invia a Bob 1 BTC Alice: 9 BTC Bob: 6 BTC
- Alice invia a Bob 2 BTC Alice: 7 BTC Bob: 8 BTC
- Bob invia ad Alice 3 BTC Alice: 10 BTC Bob: 5 BTC
- Bob invia ad Alice 1 BTC Alice: 11 BTC Bob: 4 BTC
Quando uno o entrambi desiderano chiudere il canale, viene inviata alla blockchain una transazione di chiusura contenente i saldi finali di Alice e Bob. In questo caso, il saldo finale di Alice è pari a 11 BTC e quello di Bob a 4 BTC.
E se Alice volesse effettuare una transazione con Carol? Beh, si dà il caso che Bob abbia un canale di pagamento con Carol, quindi Alice effettua la transazione con Bob, e Bob la inoltra a Carol. Si noti che in questo scenario, Bob potrebbe trattenere una piccola commissione per l’inoltro della transazione. Nel corso del tempo, secondo la teoria di i sei gradi di separazione, LN permette ad Alice di effettuare transazioni con chiunque altro.
Il nodo A effettua transazioni con il nodo Q nonostante disponga di canali di pagamento diretti solo con i nodi C e B.
Il Lightning Network nella pratica
LN è un protocollo relativamente nuovo. Deve affrontare numerose sfide, che vanno dall'usabilità alla sicurezza.
Ci sono preoccupazioni riguardo alla facilità con cui è possibile gestire un nodo LN. Affinché LN abbia successo, è necessaria una rete solida di nodi Bitcoin che eseguano il protocollo LN. Gestire un nodo LN può essere piuttosto difficile e potrebbe darsi che vi siano problemi legati agli incentivi al pagamento per l'esecuzione di nodi più piccoli. Si può tuttavia sostenere che gestire la LN non sia molto più difficile che gestire un nodo Bitcoin completo. Tuttavia, poiché la LN è destinata principalmente alle microtransazioni, l’esperienza quotidiana con la LN avverrà tramite portafogli compatibili con la LN. A differenza di alcuni dei portafogli Bitcoin più consolidati, la novità di questi portafogli compatibili con la LN comporta dei compromessi tra custodia e non custodiale versioni. I portafogli LN non custoditi sono più difficili da usare: più complicati e meno intuitivi. Le opzioni custodite sono più facili da usare, ma per i propri Bitcoin bisogna affidarsi a una terza parte.
Per saperne di più: Approfondisci la differenza tra portafogli con custodia e senza custodia, e in che modo ciò si ricollega alla libertà economica.
LN deve inoltre fare i conti con la concorrenza. A febbraio 2024, LN ha acquisito circa 5.000 BTC. Potrebbe sembrare una cifra elevata, ma, a titolo di confronto, a febbraio 2024 su Ethereum erano bloccati oltre 150.000 Bitcoin (WBTC, Bitcoin “wrapped”). Poiché i tempi di blocco su Ethereum sono di circa 14 secondi, contro i 10 minuti di Bitcoin, è già molto più veloce effettuare transazioni in Bitcoin tramite WBTC sulla rete Ethereum. Inoltre, è ipotizzabile che progetti Ethereum come ETH 2.0 e Ethereum Plasma ridurrà le commissioni di transazione al punto da rendere superfluo e obsoleto il Lightning Network. È inoltre importante ricordare che l’utilizzo di WBTC comporta tutti gli enormi vantaggi derivanti dall’accesso a DeFi, cosa che LN non fa.
Infine, e questo è l’aspetto più preoccupante, LN ha dovuto affrontare una serie di vulnerabilità. Tra queste figurano:
- Attacchi di griefing: I fondi non vanno persi, ma ciò comporta il blocco dei fondi Lightning della vittima, impedendo al canale di pagamento di elaborare qualsiasi transazione.
- Inondazioni e saccheggi: Un malintenzionato costringe numerose vittime a richiedere contemporaneamente i propri fondi dalla blockchain (flood). Il malintenzionato sfrutta questa congestione per sottrarre i fondi che non è stato possibile richiedere prima della scadenza (loot).
- Attacchi basati sulla dilatazione del tempo: Un malintenzionato allunga il tempo che intercorre prima che la vittima si accorga dei nuovi blocchi, ritardandone la consegna.
- Attacchi di pinning: Un malintenzionato induce la vittima a chiudere il proprio canale LN in modo non corretto e ruba le singole transazioni.
C’è ancora del lavoro da fare sulla rete Lightning di Bitcoin
Sebbene la LN presenti delle vulnerabilità, nessuno è ancora riuscito a sfruttarle. È probabile che, dato l’elevato livello di competenza richiesto per sfruttare tali vulnerabilità, nessuno ci sia ancora riuscito. Gli sviluppatori della LN sono convinti che l’individuazione di queste vulnerabilità non farà altro che rafforzare la rete: si tratta, secondo loro, di una fase necessaria della crescita. Gli sviluppatori sono ottimisti riguardo alla creazione di varie soluzioni per le vulnerabilità individuate finora, anche se gli attacchi di tipo “pinning” e quelli di dilatazione temporale richiederanno modifiche sia alle implementazioni di LN che a Bitcoin Core contemporaneamente.
L'attuale Lightning Network deve affrontare numerose sfide, ma il protocollo è ancora relativamente giovane e questo tipo di problemi è da aspettarsi. Gli sviluppatori di Lightning continueranno a migliorare il protocollo e potrebbero riuscire a risolvere questi problemi per favorire la scalabilità di Bitcoin sul layer-2.
Per saperne di più: Comprendere le differenze tra Bitcoin e Bitcoin Cash e perché Bitcoin Cash sia destinato, in gran parte, a un ambito di utilizzo diverso.
Per una valutazione obiettiva del Lightning Network, scritta comunque da un collaboratore a tempo pieno di Bitcoin Core, date un’occhiata all’articolo di Antoine Riard post eccellente.
