Cos'è il Lightning Network?

Proposta in un white paper del 2016, la Lightning Network (LN) è una soluzione di livello 2 costruita sopra Bitcoin.

In questo articolo approfondiremo la storia e lo stato attuale del Lightning Network di Bitcoin.

Perché è stato creato il Lightning Network di Bitcoin?

Il Lightning Network è stato creato in risposta ai problemi di scalabilità di Bitcoin, in particolare la velocità e il costo delle transazioni Bitcoin.

L'attuale massimo teorico di transazioni al secondo (TPS) di Bitcoin è di 10, sebbene in realtà sia tra 3 e 7. Questo si contrappone ai processori di pagamento tradizionali come VISA, che nel 2020 gestivano in media 6.000 TPS (basato sulla dichiarazione di VISA di 188 miliardi di transazioni all'anno).

Le 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 di transazione medie erano superiori a $50, mentre il 9 agosto 2021, la media era di circa $2,50. Per le grandi transazioni, come i trasferimenti bancari o le rimesse internazionali, la velocità e il costo di Bitcoin sono comparabili o superiori alle alternative. Ma se Bitcoin deve essere utilizzato per i pagamenti quotidiani (le cosiddette micro-transazioni, ad esempio, una tazza di caffè, benzina), la velocità delle transazioni deve aumentare e i costi delle transazioni devono diminuire drasticamente.

Lightning Network in Teoria

Per capire come funziona LN e le sfide attuali di LN, dobbiamo parlare di Bitcoin. Il fattore limitante della rete Bitcoin è che ogni transazione deve essere inserita in un nuovo blocco sulla catena. Poiché i blocchi vengono aggiunti alla catena approssimativamente ogni 10 minuti, c'è un limite rigido al numero di transazioni possibili senza alterare significativamente il protocollo Bitcoin.

Leggi di più: Come funzionano le transazioni Bitcoin?

Dibattiti su grandi ristrutturazioni del protocollo Bitcoin sono avvenuti in passato e hanno portato a 'hard fork', in particolare la creazione di Bitcoin Cash. Il Lightning Network, invece di creare una nuova blockchain, è una soluzione di secondo livello. Ciò significa che consente al protocollo Bitcoin di rimanere relativamente invariato, ma fornisce i benefici che grandi ristrutturazioni potrebbero portare -- almeno in teoria.

LN funziona stabilendo un canale di pagamento tra due parti, dove solo la prima e l'ultima transazione vengono messe sulla blockchain di Bitcoin. Qualsiasi numero di transazioni tra la prima e l'ultima avverranno fuori catena, il che significa che quelle transazioni non sono limitate dal protocollo Bitcoin.

Per avviare un canale di pagamento, entrambe le parti devono impegnare una quantità di Bitcoin. Quel Bitcoin è tenuto e non può essere rilasciato finché il canale di pagamento rimane aperto. La quantità totale di Bitcoin che può essere trasferita attraverso questo canale è la quantità totale di Bitcoin impegnata. Vediamo un esempio per illustrare questo:

Alice e Bob vogliono formare un canale di pagamento tra di loro. Alice impegna 10 BTC e Bob impegna 5 BTC nel canale di pagamento. Una transazione di apertura che detiene i 15 BTC combinati di Alice e Bob viene messa sulla blockchain di Bitcoin. Una volta che quella transazione è stata aggiunta alla blockchain, il che può richiedere 10 minuti o più, Alice e Bob possono transare un numero illimitato di volte a velocità molto più elevate e a costo praticamente zero. Di seguito sono riportate le transazioni tra Alice e Bob:

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

Quando uno o entrambi desiderano chiudere il canale, una transazione di chiusura viene inviata alla blockchain con i saldi finali di Alice e Bob. In questo caso, il saldo finale di Alice è 11 BTC e quello di Bob è 4 BTC.

E se Alice volesse transare con Carol? Bene, capita che Bob abbia un canale di pagamento con Carol, quindi Alice transa con Bob, e Bob passa la transazione a Carol. Si noti che in questo scenario, Bob potrebbe prendere un piccolo pagamento per passare la transazione. Nel tempo, secondo la teoria dei sei gradi di separazione, LN consente ad Alice di transare con chiunque altro.

Il nodo A transa con il nodo Q nonostante abbia solo canali di pagamento diretti con i nodi C e B.

Lightning Network in Pratica

LN è un protocollo relativamente nuovo. Deve affrontare molte sfide che vanno dall'usabilità alla sicurezza.

Ci sono preoccupazioni su quanto sia facile gestire un nodo LN. Perché LN abbia successo, richiede una rete robusta di nodi Bitcoin che eseguono il protocollo LN. Gestire un nodo LN può essere abbastanza difficile e potrebbe essere il caso che ci siano problemi di incentivo al pagamento per gestire nodi più piccoli. Si può sostenere che gestire LN non sia molto più difficile che gestire un nodo Bitcoin completo, però. Tuttavia, poiché LN è principalmente indirizzato alle micro-transazioni, l'esperienza quotidiana con LN sarà attraverso portafogli abilitati per LN. A differenza di alcuni dei portafogli Bitcoin più consolidati, la novità di questi portafogli abilitati per LN significa che ci sono compromessi tra versioni custodial e non-custodial. I portafogli LN non-custodial sono più difficili da usare -- più confusi, meno diretti. Le opzioni custodial sono più facili da usare, ma devi fare affidamento su un terzo per il tuo Bitcoin.

Leggi di più: Comprendi la differenza tra portafogli custodial e non-custodial, e come si relaziona alla libertà economica.

LN deve anche affrontare i concorrenti. A febbraio 2024, LN ha bloccato circa 5.000 BTC. Questo potrebbe sembrare molto, ma in confronto, oltre 150.000 Bitcoin sono bloccati su Ethereum (WBTC, Bitcoin incapsulato) a febbraio 2024. Poiché i tempi di blocco su Ethereum sono approssimativamente ogni 14 secondi rispetto ai 10 minuti di Bitcoin, è già molto più veloce transare Bitcoin tramite WBTC sulla rete Ethereum. Inoltre, è concepibile che progetti Ethereum come ETH 2.0 ed Ethereum Plasma ridurranno le commissioni di transazione abbastanza da rendere il Lightning Network superfluo e obsoleto. È anche importante ricordare che l'uso di WBTC comporta tutti i grandi benefici dell'accesso alla DeFi, che LN non offre.

Infine, e cosa più preoccupante, LN ha dovuto affrontare una serie di vulnerabilità. Queste includono:

• Attacchi di griefing: I fondi non vengono persi, ma fanno sì che i fondi Lightning della vittima vengano congelati in modo che il canale di pagamento non possa elaborare alcuna transazione.
• Flood and loot: Un aggressore costringe molte vittime a reclamare i propri fondi dalla blockchain contemporaneamente (flood). L'aggressore utilizza questa congestione per rubare fondi che non sono stati reclamati prima della scadenza (loot).
• Attacchi di dilazione temporale: Un aggressore allunga il tempo in cui una vittima diventa consapevole dei nuovi blocchi ritardando la consegna dei blocchi.
• Attacchi di pinning: Un aggressore inganna una vittima facendole chiudere il proprio canale LN in modo improprio e ruba transazioni individuali.

Lavoro Ancora da Fare sul Bitcoin Lightning Network

Sebbene LN soffra di vulnerabilità, nessuno le ha ancora sfruttate. È probabile che, poiché l'expertise richiesta per realizzare queste vulnerabilità è così alta, nessuno l'abbia fatto. Gli sviluppatori di LN sono fiduciosi che trovare queste vulnerabilità renderà solo la rete più forte - che è una fase necessaria di crescita. Gli sviluppatori sono ottimisti su creare varie soluzioni per le vulnerabilità che hanno trovato finora, sebbene gli attacchi di pinning e di dilazione temporale richiederanno modifiche sia alle implementazioni di LN che al Bitcoin Core contemporaneamente.

Il Lightning Network di oggi deve affrontare molte sfide, ma il protocollo è ancora relativamente giovane e questo tipo di problemi sono da aspettarsi. Gli sviluppatori di Lightning continueranno a migliorare il protocollo e potrebbero essere in grado di risolvere i problemi per aiutare a scalare Bitcoin sul secondo livello.

Leggi di più: Comprendi le differenze tra Bitcoin e Bitcoin Cash, e perché Bitcoin Cash sta servendo principalmente un caso d'uso diverso.

Per una valutazione obiettiva del Lightning Network, scritta comunque da un collaboratore a tempo pieno di Bitcoin Core, dai un'occhiata al post eccellente di Antoine Riard.