Navrhnuté v Biela kniha z roku 2016, Lightning Network (LN) je riešenie vrstvy 2 postavené na bitcoine.
V tomto článku sa budeme venovať histórii a súčasnému stavu siete Lightning Network v rámci bitcoinu.
Prečo bola vytvorená sieť Lightning Network pre Bitcoin?
Sieť Lightning Network bola vytvorená ako reakcia na problémy so škálovateľnosťou bitcoinu, konkrétne na rýchlosť a náklady bitcoinových transakcií.
Súčasný teoretický maximálny počet transakcií za sekundu (TPS) v sieti Bitcoin je 10, hoci v skutočnosti sa pohybuje v rozmedzí od 3 do 7. Porovnajme to s tradičnými platobnými systémami, ako je VISA, ktoré v roku 2020 spracovali v priemere 6 000 TPS (na základe Tvrdenie spoločnosti VISA (188 miliárd transakcií ročne).
Transakčné poplatky za bitcoiny sa môžu výrazne líšiť v závislosti od aktuálneho dopytu po využívaní siete. Napríklad 20. apríla 2021 presiahli priemerné transakčné poplatky 50 USD, zatiaľ čo 9. augusta 2021 sa priemerná výška pohybovala okolo 2,50 USD. Pri veľkých transakciách, ako sú bankové prevody alebo medzinárodné platby, je rýchlosť a cena bitcoinu porovnateľná alebo lepšia ako u alternatív. Ak sa však má bitcoin používať na každodenné platby (tzv. mikrotransakcie, napr. šálka kávy, benzín), musí sa zvýšiť rýchlosť transakcií a náklady na transakcie sa musia výrazne znížiť.
Lightning Network v teoretickej rovine
Aby sme pochopili, ako funguje LN a aké sú súčasné výzvy spojené s LN, musíme sa venovať bitcoinu. Obmedzujúcim faktorom bitcoinovej siete je skutočnosť, že každá transakcia musí byť zaradená do nového bloku v reťazci. Keďže sa bloky do reťazca pridávajú približne každých 10 minút, existuje prísny limit počtu transakcií, ktoré je možné uskutočniť bez výraznej zmeny protokolu bitcoinu.
Viac informácií: Ako fungujú transakcie s bitcoinmi?
Diskusie o zásadných úpravách protokolu bitcoinu sa viedli už v minulosti a vyústili do „hard forkov“, z ktorých najznámejším je vznik Bitcoin Cash. Sieť Lightning Network namiesto vytvorenia nového blockchainu predstavuje riešenie vrstvy 2. To znamená, že umožňuje, aby protokol bitcoinu zostal relatívne nezmenený, ale prináša výhody, ktoré by mohli priniesť zásadné úpravy – aspoň teoreticky.
LN funguje tak, že medzi dvoma stranami vytvorí platobný kanál, pričom do blockchainu bitcoinu sa zaznamenajú len prvá a posledná transakcia. Akýkoľvek počet transakcií medzi prvou a poslednou sa uskutoční mimo reťazca, čo znamená, že tieto transakcie nie sú obmedzované protokolom bitcoinu.
Na otvorenie platobného kanála musia obe strany zaviazať určitú sumu v bitcoinoch. Tieto bitcoiny sú zablokované a nemožno s nimi disponovať, pokiaľ zostáva platobný kanál otvorený. Celková suma bitcoinov, ktorú je možné prostredníctvom tohto kanála previesť, sa rovná celkovej sume zaviazaných bitcoinov. Pozrime sa na príklad, ktorý to ilustruje:
Alice a Bob chcú medzi sebou vytvoriť platobný kanál. Alice vloží do platobného kanála 10 BTC a Bob 5 BTC. Do blockchainu bitcoinu sa vloží úvodná transakcia obsahujúca celkovú sumu 15 BTC od Alice a Boba. Akonáhle sa táto transakcia pridá do blockchainu, čo môže trvať 10 minút alebo viac, Alice a Bob môžu uskutočňovať neobmedzený počet transakcií oveľa rýchlejšie a prakticky bez nákladov. Nižšie sú uvedené transakcie medzi Alice a Bobom:
- Alice pošle Bobovi 1 BTC Alice: 9 BTC Bob: 6 BTC
- Alice posiela Bobovi 2 BTC Alice: 7 BTC Bob: 8 BTC
- Bob posiela Alice 3 BTC Alice: 10 BTC Bob: 5 BTC
- Bob posiela Alice 1 BTC Alice: 11 BTC Bob: 4 BTC
Ak jeden alebo obaja účastníci chcú kanál uzavrieť, do blockchainu sa odošle transakcia na uzavretie kanála s konečnými zostatkami Alice a Boba. V tomto prípade je konečný zostatok Alice 11 BTC a Bobov 4 BTC.
Čo ak chce Alice uskutočniť transakciu s Carol? Nuž, stáva sa, že Bob má platobný kanál s Carol, takže Alice uskutoční transakciu s Bobom a Bob túto transakciu odovzdá Carol. Všimnite si, že v tomto scenári si Bob môže za odovzdanie transakcie účtovať malý poplatok. V priebehu času, podľa teórie šesť stupňov oddelenia, LN umožňuje Alice uskutočňovať transakcie s kýmkoľvek iným.
Uzel A vykonáva transakciu s uzlom Q, hoci má priame platobné kanály iba s uzlami C a B.
Lightning Network v praxi
LN je pomerne nový protokol. Stojí pred mnohými výzvami, ktoré siahajú od použiteľnosti až po bezpečnosť.
Existujú obavy týkajúce sa toho, ako jednoduché je prevádzkovať uzol LN. Aby bola sieť LN úspešná, vyžaduje si robustnú sieť bitcoinových uzlov, na ktorých beží protokol LN. Prevádzkovanie uzla LN môže byť dosť náročné a mohlo by sa stať, že sa vyskytnú problémy s platobnými stimulmi na prevádzku menších uzlov. Dá sa však tvrdiť, že prevádzka LN nie je o moc zložitejšia ako prevádzka plnohodnotného bitcoinového uzla. Keďže je však LN zameraná hlavne na mikrotransakcie, každodenné skúsenosti s LN budú prebiehať prostredníctvom peňaženiek podporujúcich LN. Na rozdiel od niektorých etablovanejších bitcoinových peňaženiek, novota týchto peňaženiek podporujúcich LN znamená, že existujú kompromisy medzi úschovou a bez väzby verzie. Peňaženky LN bez úschovy sú náročnejšie na používanie – sú zložitejšie a menej prehľadné. Možnosti s úschovou sú jednoduchšie na používanie, avšak svoje bitcoiny musíte zveriť tretej strane.
Viac informácií: Vysvetlenie rozdiel medzi peňaženkami s úschovou a bez úschovy, a aký má vzťah k ekonomickej slobode.
LN sa musí vyrovnať aj s konkurenciou. K februáru 2024 si LN zabezpečila približne 5 000 BTC. Možno to znie ako veľa, ale pre porovnanie – k februáru 2024 je na Ethereu uzamknutých viac ako 150 000 bitcoinov (WBTC, zabalené bitcoiny). Keďže čas medzi blokmi na Ethereu je približne každých 14 sekúnd, na rozdiel od 10 minút v prípade bitcoinu, transakcie s bitcoinom prostredníctvom WBTC v sieti Ethereum sú už teraz oveľa rýchlejšie. Ďalej je možné, že projekty na Ethereu, ako napríklad ETH 2.0 a technológia Ethereum Plasma zníži transakčné poplatky natoľko, že sieť Lightning Network sa stane nepotrebnou a zastaranou. Je tiež dôležité mať na pamäti, že využívanie WBTC so sebou prináša všetky obrovské výhody prístupu k DeFi, čo LN nerobí.
A napokon, čo je najznepokojujúcejšie, LN sa stretlo s viacerými zraniteľnosťami. Medzi ne patria:
- Útoky zamerané na šikanovanie: Finančné prostriedky sa nestratia, ale dôsledkom je zmrazenie prostriedkov obete v sieti Lightning, v dôsledku čoho platobný kanál nemôže spracovávať žiadne transakcie.
- Povodeň a rabovanie: Útočník prinúti veľký počet obetí, aby si svoje prostriedky z blockchainu vyberali súčasne (flood). Túto preťaženosť potom využije na odcudzenie prostriedkov, ktoré sa nepodarilo vybrať pred uplynutím lehoty (loot).
- Útoky založené na spomalení času: Útočník predlžuje čas, za ktorý si obeť uvedomí prítomnosť nových blokov, tým, že spomaľuje doručovanie blokov.
- Útoky typu „pinning“: Útočník podvodom prinúti obeť, aby nesprávne uzavrela svoj kanál LN, a ukradne jednotlivé transakcie.
V súvislosti s Lightning Networkom bitcoinu je ešte veľa práce
Hoci sieť LN trpí zraniteľnosťami, zatiaľ ich nikto nevyužil. Je pravdepodobné, že vzhľadom na to, že na zneužitie týchto zraniteľností sú potrebné veľmi pokročilé odborné znalosti, nikomu sa to zatiaľ nepodarilo. Vývojári LN sú presvedčení, že odhalenie týchto zraniteľností sieť len posilní – ide o nevyhnutnú fázu jej rozvoja. Vývojári sú optimistickí, pokiaľ ide o vytvorenie rôznych opráv pre zraniteľnosti, ktoré doteraz objavili, hoci útoky typu „pinning“ a útoky založené na časovej dilatácii si vyžiadajú úpravy nielen v implementáciách LN, ale aj v Bitcoin Core súčasne.
Súčasná sieť Lightning Network čelí mnohým výzvam, protokol je však stále relatívne mladý a s týmito problémami sa dalo počítať. Vývojári Lightning Network budú naďalej vylepšovať protokol a možno sa im podarí vyriešiť tieto problémy, čím prispejú k škálovaniu bitcoinu na vrstve 2.
Viac informácií: Zoznámte sa s rozdielmi medzi Bitcoinom a Bitcoin Cash a zistite, prečo Bitcoin Cash slúži prevažne na iné účely.
Ak hľadáte objektívne zhodnotenie siete Lightning Network z nadhľadu 10 000 stôp, ktoré napriek tomu napísal prispievateľ pracujúci na plný úväzok pre projekt Bitcoin Core, pozrite si článok Antoina Riarda výborný príspevok.
