เสนอใน เอกสารขาวปี 2016, Lightning Network (LN) เป็นโซลูชันเลเยอร์-2 ที่สร้างขึ้นบนพื้นฐานของบิตคอยน์
ในบทความนี้เราจะเจาะลึกถึงประวัติและสถานะปัจจุบันของเครือข่าย Lightning ของ Bitcoin
ทำไมถึงสร้างเครือข่าย Lightning ของ Bitcoin?
เครือข่าย Lightning ถูกสร้างขึ้นเพื่อตอบสนองต่อปัญหาการขยายขนาดของบิตคอยน์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งความเร็วและต้นทุนของการทำธุรกรรมบนบิตคอยน์
ปัจจุบัน Bitcoin มีขีดจำกัดทางทฤษฎีสูงสุดของจำนวนธุรกรรมต่อวินาที (TPS) อยู่ที่ 10 แม้ว่าในความเป็นจริงจะอยู่ระหว่าง 3 ถึง 7 เมื่อเปรียบเทียบกับระบบประมวลผลการชำระเงินแบบดั้งเดิมอย่าง VISA ซึ่งสามารถรองรับธุรกรรมได้เฉลี่ย 6,000 TPS ในปี 2020 (อ้างอิงจาก คำกล่าวอ้างของวีซ่า ของธุรกรรม 188 พันล้านรายการต่อปี
ค่าธรรมเนียมการทำธุรกรรมของบิตคอยน์ อาจแตกต่างกันอย่างมากขึ้นอยู่กับความต้องการใช้งานเครือข่ายในขณะนั้น ตัวอย่างเช่น เมื่อวันที่ 20 เมษายน 2021 ค่าธรรมเนียมการทำธุรกรรมเฉลี่ยสูงกว่า $50 ในขณะที่เมื่อวันที่ 9 สิงหาคม 2021 ค่าเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ $2.50 สำหรับธุรกรรมขนาดใหญ่ เช่น การโอนเงินผ่านธนาคารหรือการโอนเงินระหว่างประเทศ ความเร็วและต้นทุนของ Bitcoin นั้นเทียบเท่าหรือดีกว่าทางเลือกอื่น ๆ แต่หาก Bitcoin จะถูกใช้ในชีวิตประจำวัน การชำระเงิน (ที่เรียกว่าไมโครทรานแซกชัน เช่น กาแฟหนึ่งแก้ว, น้ำมันเชื้อเพลิง) ความเร็วในการทำธุรกรรมต้องเพิ่มขึ้น และค่าใช้จ่ายในการทำธุรกรรมต้องลดลงอย่างมาก
เครือข่ายสายฟ้าในทฤษฎี
เพื่อที่จะเข้าใจว่า LN ทำงานอย่างไร และปัญหาที่ LN กำลังเผชิญอยู่ในปัจจุบัน เราจำเป็นต้องพูดถึง Bitcoin ปัจจัยจำกัดของเครือข่าย Bitcoin คือทุกธุรกรรมต้องถูกบรรจุไว้ในบล็อกใหม่บนเชน เนื่องจากบล็อกถูกเพิ่มเข้าไปในเชนประมาณทุก 10 นาที จึงมีขีดจำกัดอย่างเข้มงวดต่อจำนวนธุรกรรมที่สามารถทำได้โดยไม่ทำให้โปรโตคอลของ Bitcoin เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ
อ่านเพิ่มเติม: การทำธุรกรรม Bitcoin ทำงานอย่างไร?
การอภิปรายเกี่ยวกับการปรับเปลี่ยนครั้งใหญ่ของโปรโตคอลบิตคอยน์เคยเกิดขึ้นมาก่อนแล้ว และส่งผลให้เกิด 'ฮาร์ดฟอร์ก' ซึ่งที่โดดเด่นที่สุดคือการสร้างบิตคอยน์แคช เครือข่าย Lightning Network ไม่ได้สร้างบล็อกเชนใหม่ แต่เป็นโซลูชันแบบเลเยอร์-2 ซึ่งหมายความว่าโปรโตคอลของ Bitcoin ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงมากนัก แต่ยังคงให้ประโยชน์ที่การปรับปรุงครั้งใหญ่สามารถนำมาได้ -- อย่างน้อยก็ในทางทฤษฎี
LN ทำงานโดยการสร้างช่องทางการชำระเงินระหว่างสองฝ่าย ซึ่งเฉพาะธุรกรรมแรกและสุดท้ายเท่านั้นที่จะถูกบันทึกลงบนบล็อกเชนของ Bitcoin ธุรกรรมใดๆ ระหว่างธุรกรรมแรกและสุดท้ายจะเกิดขึ้นนอกบล็อกเชน ซึ่งหมายความว่าธุรกรรมเหล่านั้นจะไม่ถูกจำกัดโดยโปรโตคอลของ Bitcoin
ในการเริ่มต้นช่องทางการชำระเงิน ทั้งสองฝ่ายต้องผูกมัดจำนวน Bitcoin จำนวนหนึ่ง Bitcoin นั้นจะถูกเก็บไว้และไม่สามารถปล่อยออกมาได้ตราบใดที่ช่องทางการชำระเงินยังคงเปิดอยู่ จำนวน Bitcoin ทั้งหมดที่สามารถโอนผ่านช่องทางนี้ได้คือจำนวน Bitcoin ที่ผูกมัดไว้ทั้งหมด ลองดูตัวอย่างเพื่ออธิบายเรื่องนี้:
อลิซและบ็อบต้องการสร้างช่องทางการชำระเงินระหว่างกัน อลิซผูกมัด 10 BTC และบ็อบผูกมัด 5 BTC เข้าไปในช่องทางการชำระเงิน การทำธุรกรรมเริ่มต้นที่ถือครอง BTC รวม 15 BTC ของ Alice และ Bob ถูกใส่ลงในบล็อกเชนของ Bitcoin เมื่อธุรกรรมนั้นถูกเพิ่มลงในบล็อกเชนแล้ว ซึ่งอาจใช้เวลา 10 นาทีหรือมากกว่านั้น Alice และ Bob สามารถทำธุรกรรมได้ไม่จำกัดจำนวนครั้งด้วยความเร็วที่เร็วกว่ามากและมีค่าใช้จ่ายเป็นศูนย์อย่างมีประสิทธิภาพ ด้านล่างนี้คือธุรกรรมระหว่าง Alice และ Bob:
- อลิซส่งบ็อบ 1 BTC อลิซ: 9 BTC บ็อบ: 6 BTC
- อลิซส่งบ็อบ 2 BTC อลิซ: 7 BTC บ็อบ: 8 BTC
- บ๊อบส่ง 3 BTC ให้อลิซ อลิซ: 10 BTC บ๊อบ: 5 BTC
- บ็อบส่งบิทคอยน์ 1 หน่วยให้อลิซ อลิซ: 11 BTC บ็อบ: 4 BTC
เมื่อฝ่ายใดฝ่ายหนึ่งหรือทั้งสองฝ่ายต้องการปิดช่องทาง จะมีการส่งธุรกรรมปิดไปยังบล็อกเชนพร้อมยอดคงเหลือสุดท้ายของอลิซและบ็อบ ในกรณีนี้ ยอดคงเหลือสุดท้ายของอลิซคือ 11 BTC และของบ็อบคือ 4 BTC
หากอลต้องการทำธุรกรรมกับแครอลล่ะ? บ็อบบังเอิญมีช่องทางการชำระเงินกับแครอลอยู่แล้ว ดังนั้นอลจึงทำธุรกรรมกับบ็อบ และบ็อบส่งต่อธุรกรรมไปยังแครอล โปรดทราบว่าในสถานการณ์นี้ บ็อบอาจเรียกเก็บค่าธรรมเนียมเล็กน้อยสำหรับการส่งต่อธุรกรรมนี้ เมื่อเวลาผ่านไป ตามทฤษฎีของ หกขั้นตอนของความสัมพันธ์, LN ช่วยให้อลิซสามารถทำธุรกรรมกับใครก็ได้
โหนด A ทำการทำธุรกรรมกับโหนด Q แม้ว่าจะมีช่องทางการชำระเงินโดยตรงกับโหนด C และ B เท่านั้น
การใช้งาน Lightning Network ในทางปฏิบัติ
LN เป็นโปรโตคอลที่ค่อนข้างใหม่ มันเผชิญกับความท้าทายมากมายตั้งแต่การใช้งานไปจนถึงความปลอดภัย
มีความกังวลเกี่ยวกับความง่ายในการดำเนินการโหนด LN สำหรับ LN ที่จะประสบความสำเร็จ จำเป็นต้องมีเครือข่ายโหนด Bitcoin ที่แข็งแกร่งซึ่งทำงานตามโปรโตคอล LN การดำเนินการโหนด LN อาจเป็น ค่อนข้างยาก และอาจเป็นไปได้ว่ามีปัญหาเกี่ยวกับแรงจูงใจในการชำระเงิน สำหรับการรันโหนดขนาดเล็ก. อย่างไรก็ตาม อาจมีการโต้แย้งว่าการรัน LN ไม่ได้ยากเกินไปมากนักเมื่อเทียบกับการรันโหนดบิตคอยน์เต็มรูปแบบ อย่างไรก็ตาม เนื่องจาก LN มุ่งเน้นไปที่การทำธุรกรรมขนาดเล็กเป็นหลัก ประสบการณ์การใช้งานในชีวิตประจำวันกับ LN จะผ่านกระเป๋าเงินที่รองรับ LN ซึ่งแตกต่างจากกระเป๋าเงิน Bitcoin ที่มีการใช้งานมานาน กระเป๋าเงินใหม่ที่รองรับ LN เหล่านี้ยังมีความใหม่ ซึ่งหมายถึงการแลกเปลี่ยนระหว่างความปลอดภัยและการควบคุม ไม่มีอำนาจปกครอง เวอร์ชัน กระเป๋าเงิน LN แบบไม่ควบคุมเองใช้งานยากกว่า -- สับสนมากกว่า ไม่ตรงไปตรงมา ตัวเลือกแบบควบคุมเองใช้งานง่ายกว่า แต่คุณต้องพึ่งพาบุคคลที่สามในการจัดการ Bitcoin ของคุณ
อ่านเพิ่มเติม: ทำความเข้าใจ ความแตกต่างระหว่างกระเป๋าเงินแบบควบคุมและกระเป๋าเงินแบบไม่ควบคุม, และมีความสัมพันธ์อย่างไรกับเสรีภาพทางเศรษฐกิจ
LN ยังต้องเผชิญกับคู่แข่งอีกด้วย ณ เดือนกุมภาพันธ์ 2024 LN ได้ล็อกไว้ ประมาณ 5,000 BTC. อาจฟังดูเยอะ แต่เมื่อเปรียบเทียบแล้ว มีบิตคอยน์มากกว่า 150,000 เหรียญที่ถูกเก็บไว้บนอีเธอเรียม (WBTC, บิตคอยน์ที่ถูกห่อไว้) ณ เดือนกุมภาพันธ์ 2024 เนื่องจากเวลาบล็อกบน Ethereum ประมาณทุก 14 วินาที เมื่อเทียบกับ Bitcoin ที่ 10 นาที การทำธุรกรรม Bitcoin ผ่าน WBTC บนเครือข่าย Ethereum จึงเร็วกว่ามาก นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ที่โครงการ Ethereum เช่น อีเธอเรียม 2.0 และ Ethereum Plasma จะลดค่าธรรมเนียมการทำธุรกรรมลงมากพอที่จะทำให้ Lightning Network ไม่จำเป็นและล้าสมัย นอกจากนี้ สิ่งสำคัญที่ต้องจำไว้คือการใช้ WBTC จะนำมาซึ่งประโยชน์มหาศาลทั้งหมดจากการเข้าถึง ดีไฟซึ่ง LN ไม่มี
สุดท้าย และที่น่าเป็นห่วงที่สุด LN ได้เผชิญกับช่องโหว่หลายประการ ซึ่งรวมถึง:
- การโจมตีเพื่อสร้างความเดือดร้อน: เงินไม่ได้สูญหาย แต่ทำให้เงินทุนของ Lightning ของผู้เสียหายถูกแช่แข็งไว้ ทำให้ช่องทางชำระเงินไม่สามารถประมวลผลธุรกรรมใด ๆ ได้
- น้ำท่วมและปล้นสะดม: ผู้โจมตีบังคับให้เหยื่อจำนวนมากเรียกร้องเงินของพวกเขาจากบล็อกเชนในเวลาเดียวกัน (การโจมตีแบบน้ำท่วม) ผู้โจมตีใช้ความแออัดนี้เพื่อขโมยเงินที่ยังไม่สามารถเรียกร้องได้ก่อนถึงกำหนดเวลา (การปล้น)
- การโจมตีด้วยการขยายเวลา: ผู้โจมตีจะยืดระยะเวลาที่เหยื่อรับรู้ถึงการบล็อกใหม่โดยการชะลอการส่งการบล็อก
- การโจมตีแบบปักหมุด: ผู้โจมตีหลอกล่อเหยื่อให้ปิดช่องทาง LN ของตนอย่างไม่ถูกต้องและขโมยธุรกรรมแต่ละรายการ
งานที่ยังต้องทำบนเครือข่าย Lightning ของ Bitcoin
แม้ว่า LN จะมีช่องโหว่ แต่ยังไม่มีการใช้ประโยชน์จากช่องโหว่เหล่านี้เลย เป็นไปได้ว่าเนื่องจากความเชี่ยวชาญที่จำเป็นในการใช้ประโยชน์จากช่องโหว่เหล่านี้สูงมาก จึงยังไม่มีใครทำ นักพัฒนา LN มั่นใจว่าการค้นพบช่องโหว่เหล่านี้จะทำให้เครือข่ายแข็งแกร่งขึ้นเท่านั้น - ซึ่งเป็นขั้นตอนที่จำเป็นในการเติบโต นักพัฒนาต่างมีความหวังในการสร้างการแก้ไขต่าง ๆ สำหรับช่องโหว่ที่พวกเขาค้นพบจนถึงตอนนี้ อย่างไรก็ตาม การโจมตีแบบ pinning และการโจมตีแบบ time-dilation จะต้องมีการปรับปรุงทั้งการนำไปใช้ของ LN และ Bitcoin Core ไปพร้อม ๆ กัน
เครือข่าย Lightning ในปัจจุบันกำลังเผชิญกับความท้าทายมากมาย แต่โปรโตคอลนี้ยังถือว่าอยู่ในช่วงเริ่มต้น และปัญหาเหล่านี้ถือเป็นเรื่องที่คาดการณ์ได้ นักพัฒนา Lightning จะยังคงปรับปรุงโปรโตคอลอย่างต่อเนื่อง และอาจสามารถแก้ไขปัญหาเหล่านี้ได้ เพื่อช่วยให้ Bitcoin ขยายขนาดบนเลเยอร์ที่ 2
อ่านเพิ่มเติม: เข้าใจความแตกต่างระหว่างบิตคอยน์และบิตคอยน์แคช และเหตุผลที่บิตคอยน์แคชส่วนใหญ่ให้บริการในกรณีการใช้งานที่แตกต่างกัน
สำหรับการประเมิน Lightning Network อย่างละเอียดในระดับ 10,000 ฟุต โดยผู้เขียนซึ่งเป็นผู้มีส่วนร่วมหลักใน Bitcoin Core อย่างเต็มเวลา ลองอ่านบทความของ Antoine Riard โพสต์ยอดเยี่ยม.
