Proposta em um Relatório técnico de 2016, a Lightning Network (LN) é uma solução de camada 2 desenvolvida com base no Bitcoin.
Neste artigo, vamos nos aprofundar na história e na situação atual da Lightning Network do Bitcoin.
Por que a Lightning Network do Bitcoin foi criada?
A Lightning Network foi criada em resposta aos problemas de escalabilidade do Bitcoin, nomeadamente a velocidade e o custo das transações com Bitcoin.
O máximo teórico atual de transações por segundo (TPS) do Bitcoin é de 10, embora, na prática, esse número fique entre 3 e 7. Compare isso com processadores de pagamentos tradicionais, como a VISA, que processou, em média, 6.000 TPS em 2020 (com base em A alegação da VISA (de 188 bilhões de transações por ano).
Taxas de transação do Bitcoin podem variar bastante, dependendo da demanda atual pelo uso da rede. Por exemplo, em 20 de abril de 2021, as taxas médias de transação ultrapassaram US$ 50, enquanto em 9 de agosto de 2021, a média ficou em torno de US$ 2,50. Para transações de grande valor, como transferências bancárias ou remessas internacionais, a velocidade e o custo do Bitcoin são comparáveis ou superiores aos das alternativas. Mas se o Bitcoin for usado para transações do dia a dia pagamentos (as chamadas microtransações, por exemplo, uma xícara de café, gasolina), a velocidade das transações precisa aumentar e os custos das transações precisam diminuir drasticamente.
A Lightning Network na Teoria
Para entender como a LN funciona e quais são os desafios atuais da LN, precisamos falar sobre o Bitcoin. O fator limitante da rede Bitcoin é que toda transação deve ser incluída em um novo bloco na cadeia. Como os blocos são adicionados à cadeia aproximadamente a cada 10 minutos, há um limite rígido para o número de transações possíveis sem alterar significativamente o protocolo do Bitcoin.
Leia mais: Como funcionam as transações com Bitcoin?
Já ocorreram debates sobre grandes reformulações do protocolo do Bitcoin, que resultaram em “hard forks”, sendo o mais notável deles a criação do Bitcoin Cash. A Lightning Network, em vez de criar uma nova blockchain, é uma solução de camada 2. Isso significa que ela permite que o protocolo do Bitcoin permaneça relativamente inalterado, mas oferece os benefícios que grandes reformulações poderiam trazer — pelo menos em teoria.
O LN funciona criando um canal de pagamento entre duas partes, no qual apenas a primeira e a última transação são registradas na blockchain do Bitcoin. Qualquer número de transações entre a primeira e a última ocorrerá fora da blockchain, o que significa que essas transações não são limitadas pelo protocolo do Bitcoin.
Para iniciar um canal de pagamento, ambas as partes devem comprometer uma quantia em Bitcoin. Esse Bitcoin fica retido e não pode ser liberado enquanto o canal de pagamento permanecer aberto. A quantia total de Bitcoin que pode ser transferida por meio desse canal é igual à quantia total de Bitcoin comprometida. Vejamos um exemplo para ilustrar isso:
Alice e Bob querem criar um canal de pagamento entre si. Alice deposita 10 BTC e Bob deposita 5 BTC no canal de pagamento. Uma transação inicial contendo os 15 BTC combinados de Alice e Bob é inserida na blockchain do Bitcoin. Assim que essa transação for adicionada à blockchain — o que pode levar 10 minutos ou mais —, Alice e Bob podem realizar transações um número ilimitado de vezes com velocidades muito mais rápidas e, na prática, sem custo algum. Abaixo estão as transações entre Alice e Bob:
- Alice envia 1 BTC para Bob Alice: 9 BTC Bob: 6 BTC
- Alice envia 2 BTC para Bob Alice: 7 BTC Bob: 8 BTC
- Bob envia 3 BTC para Alice Alice: 10 BTC Bob: 5 BTC
- Bob envia 1 BTC para Alice Alice: 11 BTC Bob: 4 BTC
Quando um dos participantes, ou ambos, desejam encerrar o canal, uma transação de encerramento é enviada à blockchain com os saldos finais de Alice e Bob. Nesse caso, o saldo final de Alice é de 11 BTC e o de Bob é de 4 BTC.
E se a Alice quiser realizar uma transação com a Carol? Bem, acontece que o Bob tem um canal de pagamento com a Carol; assim, a Alice realiza a transação com o Bob, e o Bob repassa a transação para a Carol. Observe que, nesse cenário, o Bob pode cobrar uma pequena taxa pelo repasse da transação. Com o tempo, de acordo com a teoria de seis graus de separação, a LN permite que Alice realize transações com qualquer outra pessoa.
O nó A realiza transações com o nó Q, apesar de ter canais de pagamento diretos apenas com os nós C e B.
A Lightning Network na prática
O LN é um protocolo relativamente novo. Ele enfrenta muitos desafios, que vão desde a usabilidade até a segurança.
Há preocupações quanto à facilidade de operar um nó da LN. Para que a LN seja bem-sucedida, é necessária uma rede robusta de nós de Bitcoin que executem o protocolo da LN. Operar um nó da LN pode ser bastante difícil e pode ser que haja problemas relacionados a incentivos de pagamento para operar nós menores. No entanto, pode-se argumentar que operar a LN não é muito mais difícil do que operar um nó completo de bitcoin. No entanto, como a LN é voltada principalmente para microtransações, a experiência cotidiana com a LN ocorrerá por meio de carteiras compatíveis com a LN. Ao contrário de algumas das carteiras de Bitcoin mais consolidadas, a novidade dessas carteiras compatíveis com a LN significa que há compromissos entre a custódia e sem custódia versões. As carteiras LN sem custódia são mais difíceis de usar — mais confusas e menos intuitivas. As opções com custódia são mais fáceis de usar, mas você precisa confiar seus Bitcoins a um terceiro.
Leia mais: Entenda a diferença entre carteiras custodiais e não custodiais, e como isso se relaciona com a liberdade econômica.
A LN também precisa enfrentar a concorrência. Em fevereiro de 2024, a LN havia conquistado aproximadamente 5.000 BTC. Isso pode parecer muito, mas, em comparação, mais de 150.000 Bitcoins estão bloqueados na rede Ethereum (WBTC, Bitcoin envolto) em fevereiro de 2024. Como os tempos de bloco na Ethereum são de aproximadamente 14 segundos, em comparação com os 10 minutos do Bitcoin, já é muito mais rápido realizar transações com Bitcoin via WBTC na rede Ethereum. Além disso, é possível imaginar que projetos da Ethereum como ETH 2.0 e o Ethereum Plasma reduzirá as taxas de transação o suficiente para tornar a Lightning Network desnecessária e obsoleta. Também é importante lembrar que o uso do WBTC traz consigo todos os enormes benefícios do acesso a DeFi, o que não acontece com o LN.
Por fim, e o que é mais preocupante, a LN tem enfrentado uma série de vulnerabilidades. Entre elas estão:
- Ataques de griefing: Os fundos não são perdidos, mas isso faz com que os fundos Lightning da vítima fiquem congelados, de modo que o canal de pagamento não possa processar nenhuma transação.
- Inundação e saques: Um invasor força várias vítimas a resgatar seus fundos da blockchain ao mesmo tempo (flood). O invasor aproveita esse congestionamento para roubar os fundos que não puderam ser resgatados antes do prazo final (loot).
- Ataques de dilatação do tempo: Um invasor prolonga o tempo que a vítima leva para perceber a existência de novos blocos, atrasando a entrega desses blocos.
- Ataques de “pinning”: Um invasor induz a vítima a fechar seu canal LN de maneira incorreta e rouba transações individuais.
Ainda há trabalho a ser feito na Rede Lightning do Bitcoin
Embora a LN apresente vulnerabilidades, ninguém ainda as explorou. É provável que, como o nível de especialização necessário para explorar essas vulnerabilidades é muito alto, ninguém tenha conseguido fazê-lo. Os desenvolvedores da LN estão confiantes de que a descoberta dessas vulnerabilidades só tornará a rede mais forte — que essa é uma fase necessária do crescimento. Os desenvolvedores estão otimistas quanto à criação de várias correções para as vulnerabilidades encontradas até agora, embora os ataques de “pinning” e de dilatação de tempo exijam ajustes tanto nas implementações da LN quanto no Bitcoin Core ao mesmo tempo.
A Lightning Network atual enfrenta muitos desafios, mas o protocolo ainda é relativamente novo e esse tipo de problema é de se esperar. Os desenvolvedores da Lightning continuarão aprimorando o protocolo e, possivelmente, conseguirão resolver esses problemas para ajudar a escalar o Bitcoin na camada 2.
Para uma análise objetiva da Lightning Network, feita a 10.000 pés de altitude — mas escrita por um colaborador em tempo integral do Bitcoin Core —, confira o artigo de Antoine Riard ótimo post.
