Föreslaget i en Vitbok från 2016, Lightning Network (LN) är en lager-2-lösning som bygger på Bitcoin.
I den här artikeln ska vi fördjupa oss i historien bakom och det aktuella läget för Bitcoins Lightning Network.
Varför skapades Bitcoins Lightning Network?
Lightning Network skapades som en lösning på skalbarhetsproblemen med Bitcoin, framför allt när det gäller hastigheten och kostnaden för Bitcoin-transaktioner.
Bitcoins nuvarande teoretiska maximala antal transaktioner per sekund (TPS) är 10, även om det i verkligheten ligger mellan 3 och 7. Jämför detta med traditionella betalningsleverantörer som VISA, som under 2020 hanterade i genomsnitt 6 000 TPS (baserat på VISA:s påstående (188 miljarder transaktioner per år).
Bitcoins transaktionsavgifter kan variera kraftigt beroende på den aktuella efterfrågan på att använda nätverket. Den 20 april 2021 låg till exempel de genomsnittliga transaktionsavgifterna på över 50 dollar, medan genomsnittet den 9 augusti 2021 låg på omkring 2,50 dollar. För stora transaktioner, såsom banköverföringar eller internationella penningöverföringar, är Bitcoins hastighet och kostnad jämförbara med eller bättre än alternativen. Men om Bitcoin ska användas för vardagliga betalningar (så kallade mikrotransaktioner, t.ex. en kopp kaffe, bensin) måste transaktionshastigheten öka och transaktionskostnaderna minska drastiskt.
Lightning Network i teorin
För att förstå hur LN fungerar och vilka utmaningar LN står inför just nu måste vi prata om Bitcoin. Den begränsande faktorn i Bitcoin-nätverket är att varje transaktion måste läggas in i ett nytt block i kedjan. Eftersom block läggs till i kedjan ungefär var 10:e minut finns det en fast gräns för hur många transaktioner som är möjliga utan att Bitcoin-protokollet ändras väsentligt.
Läs mer: Hur fungerar Bitcoin-transaktioner?
Diskussioner om omfattande omarbetningar av Bitcoin-protokollet har förekommit tidigare och resulterat i så kallade ”hard forks”, framför allt skapandet av Bitcoin Cash. Lightning Network är inte en ny blockkedja, utan en så kallad layer-2-lösning. Det innebär att Bitcoin-protokollet kan förbli relativt oförändrat, samtidigt som det ger de fördelar som omfattande omarbetningar skulle kunna medföra – åtminstone i teorin.
LN fungerar genom att upprätta en betalningskanal mellan två parter, där endast den första och den sista transaktionen registreras i Bitcoins blockkedja. Alla transaktioner mellan den första och den sista sker utanför blockkedjan, vilket innebär att dessa transaktioner inte begränsas av Bitcoin-protokollet.
För att öppna en betalningskanal måste båda parter ställa upp ett visst belopp i Bitcoin. Dessa Bitcoin hålls tillbaka och kan inte frigöras så länge betalningskanalen är öppen. Det totala beloppet i Bitcoin som kan överföras via denna kanal motsvarar det totala beloppet i Bitcoin som ställts upp. Låt oss titta på ett exempel för att illustrera detta:
Alice och Bob vill upprätta en betalningskanal mellan sig. Alice sätter in 10 BTC och Bob sätter in 5 BTC i betalningskanalen. En öppningstransaktion som omfattar Alice och Bobs sammanlagda 15 BTC läggs in i Bitcoins blockkedja. När transaktionen har lagts till i blockkedjan, vilket kan ta 10 minuter eller mer, kan Alice och Bob genomföra ett obegränsat antal transaktioner med mycket högre hastighet och i praktiken utan kostnad. Nedan visas transaktioner mellan Alice och Bob:
- Alice skickar 1 BTC till Bob Alice: 9 BTC Bob: 6 BTC
- Alice skickar 2 BTC till Bob Alice: 7 BTC Bob: 8 BTC
- Bob skickar 3 BTC till Alice Alice: 10 BTC Bob: 5 BTC
- Bob skickar 1 BTC till Alice Alice: 11 BTC Bob: 4 BTC
När en av parterna eller båda vill stänga kanalen skickas en avslutande transaktion till blockkedjan med Alice och Bobs slutliga saldon. I det här fallet är Alices slutliga saldo 11 BTC och Bobs 4 BTC.
Vad händer om Alice vill genomföra en transaktion med Carol? Jo, det råkar vara så att Bob har en betalningskanal med Carol, så Alice genomför transaktionen med Bob, och Bob vidarebefordrar transaktionen till Carol. Observera att Bob i det här scenariot kan ta ut en liten avgift för att vidarebefordra transaktionen. Med tiden, enligt teorin om sex steg till varandra, LN gör det möjligt för Alice att genomföra transaktioner med vem som helst.
Nod A genomför transaktioner med nod Q trots att den endast har direkta betalningskanaler med noderna C och B.
Lightning Network i praktiken
LN är ett relativt nytt protokoll. Det står inför många utmaningar, allt från användarvänlighet till säkerhet.
Det finns farhågor kring hur enkelt det är att driva en LN-nod. För att LN ska bli framgångsrikt krävs ett robust nätverk av Bitcoin-noder som kör LN-protokollet. Att driva en LN-nod kan vara ganska svårt och det kan hända att det finns problem med betalningsincitament för att köra mindre noder. Man kan dock hävda att det inte är särskilt mycket svårare att köra LN än att köra en fullständig Bitcoin-nod. Eftersom LN främst är inriktat på mikrotransaktioner kommer den dagliga användningen av LN dock att ske via LN-kompatibla plånböcker. Till skillnad från vissa av de mer etablerade Bitcoin-plånböckerna innebär nyheten hos dessa LN-kompatibla plånböcker att det finns avvägningar mellan förvaring och utan frihetsberövande versioner. De icke-förvarande LN-plånböckerna är svårare att använda – mer förvirrande och mindre intuitiva. De förvarande alternativen är enklare att använda, men du måste anförtro dina Bitcoin till en tredje part.
Läs mer: Förstå skillnaden mellan plånböcker med förvaring och plånböcker utan förvaring, och hur det hänger samman med ekonomisk frihet.
LN måste också konkurrera med andra aktörer. Per februari 2024 har LN säkrat cirka 5 000 BTC. Det kan låta som mycket, men som jämförelse är över 150 000 Bitcoin låsta på Ethereum (WBTC, wrapped Bitcoin) per februari 2024. Eftersom blocktiderna på Ethereum är ungefär var 14:e sekund, till skillnad från Bitcoins 10 minuter, går det redan mycket snabbare att genomföra Bitcoin-transaktioner via WBTC på Ethereums nätverk. Dessutom är det tänkbart att Ethereum-projekt som ETH 2.0 och Ethereum Plasma kommer att sänka transaktionsavgifterna så pass mycket att Lightning Network blir överflödigt och föråldrat. Det är också viktigt att komma ihåg att användningen av WBTC medför alla de enorma fördelarna med tillgång till DeFi, vilket LN inte gör.
Slutligen, och det som är mest oroande, har LN drabbats av ett antal säkerhetsbrister. Dessa omfattar:
- Griefing-attacker: Pengarna går inte förlorade, men det leder till att offrets Lightning-medel fryses, vilket innebär att betalningskanalen inte kan genomföra några transaktioner.
- Översvämning och plundring: En angripare tvingar många offer att samtidigt göra anspråk på sina medel från blockkedjan (flood). Angriparen utnyttjar denna överbelastning för att stjäla de medel som inte hann hämtas ut före tidsfristen (loot).
- Attacker med tidsdilatation: En angripare förlänger den tid det tar för offret att upptäcka nya block genom att fördröja leveransen av blocken.
- Pinning-attacker: En angripare lurar ett offer att stänga sin LN-kanal på fel sätt och stjäl enskilda transaktioner.
Det återstår fortfarande arbete att göra med Bitcoin Lightning Network
Även om LN har sårbarheter har ingen ännu utnyttjat dem. Eftersom den expertis som krävs för att utnyttja dessa sårbarheter är så omfattande är det troligt att ingen har lyckats med det. LN-utvecklarna är övertygade om att upptäckten av dessa sårbarheter bara kommer att göra nätverket starkare – att det är en nödvändig del av utvecklingen. Utvecklarna ser positivt på att ta fram olika lösningar för de sårbarheter de hittills har upptäckt, även om så kallade ”pinning-attacker” och ”time-dilation-attacker” kommer att kräva justeringar av både LN-implementeringarna och Bitcoin Core samtidigt.
Dagens Lightning Network står inför många utmaningar, men protokollet är fortfarande relativt nytt och den här typen av problem är att förvänta sig. Lightning-utvecklarna kommer att fortsätta förbättra protokollet och kommer kanske att kunna lösa problemen för att bidra till att skala upp Bitcoin på lager 2.
För en objektiv översikt över Lightning Network på 10 000 fot, skriven av en heltidsmedarbetare inom Bitcoin Core, kan du läsa Antoine Riards utmärkt inlägg.
