เครือข่ายสายฟ้าคืออะไร?

เสนอใน เอกสารไวท์เปเปอร์ปี 2016, Lightning Network (LN) เป็นโซลูชันเลเยอร์ 2 ที่สร้างขึ้นบน Bitcoin

ในบทความนี้ เราจะสำรวจประวัติและสถานะปัจจุบันของเครือข่าย Lightning ของบิตคอยน์

ทำไม Lightning Network ของ Bitcoin ถึงถูกสร้างขึ้น?

Lightning Network ถูกสร้างขึ้นเพื่อตอบสนองต่อปัญหาความสามารถในการขยายตัวของ Bitcoin โดยเฉพาะความเร็วและต้นทุนของธุรกรรม Bitcoin

ความสามารถในการทำธุรกรรมสูงสุดทางทฤษฎีของ Bitcoin ต่อวินาที (TPS) อยู่ที่ 10 แต่ในความเป็นจริงจะอยู่ระหว่าง 3 ถึง 7 เมื่อเปรียบเทียบกับผู้ประมวลผลการชำระเงินแบบดั้งเดิมเช่น VISA ซึ่งจัดการโดยเฉลี่ย 6,000 TPS ในปี 2020 (ตาม การอ้างของ VISA ที่มีธุรกรรม 188 พันล้านครั้งต่อปี)

ค่าธรรมเนียมการทำธุรกรรมของ Bitcoin อาจแตกต่างกันมากขึ้นอยู่กับความต้องการใช้เครือข่ายในปัจจุบัน ตัวอย่างเช่นในวันที่ 20 เมษายน 2021 ค่าธรรมเนียมการทำธุรกรรมเฉลี่ยเกิน $50 ในขณะที่วันที่ 9 สิงหาคม 2021 ค่าเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ $2.50 สำหรับธุรกรรมขนาดใหญ่ เช่น การโอนเงินผ่านธนาคารหรือการส่งเงินระหว่างประเทศ ความเร็วและต้นทุนของ Bitcoin นั้นสามารถเปรียบเทียบหรือดีกว่าทางเลือกอื่น ๆ แต่ถ้า Bitcoin จะถูกใช้เพื่อการ ชำระเงิน ในชีวิตประจำวัน (ธุรกรรมขนาดเล็ก เช่น กาแฟหนึ่งแก้วหรือแก๊ส) ความเร็วของการทำธุรกรรมจะต้องเพิ่มขึ้นและต้นทุนการทำธุรกรรมจะต้องลดลงอย่างมาก

Lightning Network ในทฤษฎี

เพื่อให้เข้าใจว่า LN ทำงานอย่างไรและความท้าทายปัจจุบันของ LN เราจำเป็นต้องพูดถึง Bitcoin ปัจจัยจำกัดของเครือข่าย Bitcoin คือทุกการทำธุรกรรมจะต้องถูกใส่ในบล็อกใหม่บนเชน เนื่องจากบล็อกจะถูกเพิ่มลงในเชนประมาณทุก ๆ 10 นาที จึงมีข้อจำกัดที่แน่นอนในจำนวนของธุรกรรมที่สามารถทำได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนแปลงโปรโตคอลของ Bitcoin อย่างมีนัยสำคัญ

อ่านเพิ่มเติม: การทำธุรกรรม Bitcoin ทำงานอย่างไร?

การอภิปรายเกี่ยวกับการแก้ไขโปรโตคอล Bitcoin ครั้งใหญ่เคยเกิดขึ้นมาก่อนและส่งผลให้เกิด 'ฮาร์ดฟอร์ก' ที่เด่นที่สุดคือการสร้าง Bitcoin Cash Lightning Network ไม่ได้สร้างบล็อกเชนใหม่ แต่เป็นโซลูชันเลเยอร์-2 ซึ่งหมายความว่าอนุญาตให้โปรโตคอล Bitcoin ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงมากนัก แต่ให้ประโยชน์ที่การปรับแก้ไขครั้งใหญ่สามารถนำมาได้ -- อย่างน้อยก็ในทฤษฎี

LN ทำงานโดยการตั้งค่าช่องทางการชำระเงินระหว่างสองฝ่าย ซึ่งมีเพียงการทำธุรกรรมแรกและสุดท้ายเท่านั้นที่จะถูกใส่ในบล็อกเชน Bitcoin การทำธุรกรรมระหว่างแรกและสุดท้ายจะเกิดขึ้นนอกเชน ซึ่งหมายความว่าการทำธุรกรรมเหล่านั้นไม่ได้จำกัดโดยโปรโตคอล Bitcoin

เพื่อเริ่มต้นช่องทางการชำระเงิน ทั้งสองฝ่ายจะต้องผูกพันจำนวน Bitcoin จำนวนนี้จะถูกถือไว้และไม่สามารถปลดปล่อยได้ตราบใดที่ช่องทางการชำระเงินยังคงเปิดอยู่ จำนวนรวมของ Bitcoin ที่สามารถโอนผ่านช่องทางนี้คือจำนวนรวมของ Bitcoin ที่ถูกผูกพัน ลองดูตัวอย่างเพื่อแสดงให้เห็นดังนี้:

อลิซและบ๊อบต้องการสร้างช่องทางการชำระเงินซึ่งกันและกัน อลิซผูกพัน 10 BTC และบ๊อบผูกพัน 5 BTC ในช่องทางการชำระเงิน การทำธุรกรรมเปิดที่ถือ 15 BTC ของอลิซและบ๊อบรวมกันจะถูกใส่ลงในบล็อกเชน Bitcoin เมื่อการทำธุรกรรมนั้นถูกเพิ่มลงในบล็อกเชน ซึ่งอาจใช้เวลา 10 นาทีหรือมากกว่านั้น อลิซและบ๊อบสามารถทำธุรกรรมได้ไม่จำกัดจำนวนครั้งด้วยความเร็วที่เร็วขึ้นมากและไม่มีค่าใช้จ่ายด้านล่างเป็นการทำธุรกรรมระหว่างอลิซและบ๊อบ:

1. อลิซส่ง 1 BTC ให้บ๊อบ อลิซ: 9 BTC บ๊อบ: 6 BTC
2. อลิซส่ง 2 BTC ให้บ๊อบ อลิซ: 7 BTC บ๊อบ: 8 BTC
3. บ๊อบส่ง 3 BTC ให้อลิซ อลิซ: 10 BTC บ๊อบ: 5 BTC
4. บ๊อบส่ง 1 BTC ให้อลิซ อลิซ: 11 BTC บ๊อบ: 4 BTC

เมื่อฝ่ายใดฝ่ายหนึ่งหรือทั้งสองต้องการปิดช่องทาง การทำธุรกรรมการปิดจะถูกส่งไปยังบล็อกเชนพร้อมยอดคงเหลือสุดท้ายของอลิซและบ๊อบ ในกรณีนี้ ยอดคงเหลือสุดท้ายของอลิซคือ 11 BTC และของบ๊อบคือ 4 BTC

ถ้าอลิซต้องการทำธุรกรรมกับแครอล? มันเกิดขึ้นว่าบ๊อบมีช่องทางการชำระเงินกับแครอล ดังนั้นอลิซทำธุรกรรมกับบ๊อบ และบ๊อบส่งต่อธุรกรรมไปยังแครอล สังเกตว่าในสถานการณ์นี้ บ๊อบอาจรับค่าธรรมเนียมเล็กน้อยสำหรับการส่งต่อธุรกรรม เมื่อเวลาผ่านไป ตามทฤษฎีของ หกองศาของการแยกตัว LN อนุญาตให้อลิซทำธุรกรรมกับคนอื่น ๆ ได้

โหนด A ทำธุรกรรมกับโหนด Q แม้จะมีช่องทางการชำระเงินโดยตรงเฉพาะกับโหนด C และ B เท่านั้น

Lightning Network ในทางปฏิบัติ

LN เป็นโปรโตคอลที่ค่อนข้างใหม่ มีความท้าทายหลายประการตั้งแต่ความสามารถในการใช้งานไปจนถึงความปลอดภัย

มีความกังวลเกี่ยวกับความง่ายในการใช้งานโหนด LN สำหรับ LN ที่จะประสบความสำเร็จ มันต้องการเครือข่ายของโหนด Bitcoin ที่แข็งแกร่งซึ่งรันโปรโตคอล LN การรันโหนด LN อาจ ค่อนข้างยาก และอาจมีปัญหาด้านแรงจูงใจในการจ่ายเงิน สำหรับการรันโหนดขนาดเล็ก สามารถโต้แย้งได้ว่าการรัน LN ไม่ได้ยากไปกว่าการรันโหนด bitcoin เต็มรูปแบบมากนัก แต่เนื่องจาก LN มุ่งเน้นไปที่ธุรกรรมขนาดเล็กเป็นหลัก ประสบการณ์ในชีวิตประจำวันกับ LN จะเป็นผ่านกระเป๋าเงินที่เปิดใช้งาน LN ซึ่งแตกต่างจากกระเป๋าเงิน Bitcoin ที่มีการจัดตั้งขึ้นใหม่ กระเป๋าเงิน LN ที่เปิดใช้งานใหม่หมายถึงมีการซื้อขายระหว่างตัวเลือกแบบมีการควบคุมและ ไม่มีการควบคุม เวอร์ชัน กระเป๋าเงิน LN แบบไม่มีการควบคุมนั้นยากที่จะใช้ -- ซับซ้อนกว่าและไม่ตรงไปตรงมา ตัวเลือกที่มีการควบคุมนั้นใช้ง่ายกว่า แต่คุณต้องพึ่งพาบุคคลที่สามในการจัดการ Bitcoin ของคุณ

อ่านเพิ่มเติม: ทำความเข้าใจ ความแตกต่างระหว่างกระเป๋าเงินแบบมีการควบคุมและไม่มีการควบคุม และมันเกี่ยวข้องกับเสรีภาพทางเศรษฐกิจอย่างไร

LN ยังต้องเผชิญกับคู่แข่งด้วย ณ เดือนกุมภาพันธ์ 2024 LN ได้ล็อก ประมาณ 5,000 BTC ซึ่งอาจฟังดูเยอะ แต่เมื่อเทียบกันแล้ว มี Bitcoin มากกว่า 150,000 ที่ถูกล็อกบน Ethereum (WBTC, wrapped Bitcoin) ณ เดือนกุมภาพันธ์ 2024 เนื่องจากเวลาบล็อกบน Ethereum อยู่ที่ประมาณทุก ๆ 14 วินาทีเมื่อเทียบกับ 10 นาทีของ Bitcoin มันจึงเร็วกว่ามากในการทำธุรกรรม Bitcoin ผ่าน WBTC บนเครือข่าย Ethereum นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ว่าโครงการ Ethereum เช่น ETH 2.0 และ Ethereum Plasma จะลดค่าธรรมเนียมการทำธุรกรรมมากพอที่จะทำให้ Lightning Network ไม่จำเป็นและล้าสมัย นอกจากนี้ ยังเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องจำไว้ว่าการใช้ WBTC นำมาซึ่งประโยชน์มหาศาลในการเข้าถึง DeFi ซึ่ง LN ไม่มี

สุดท้ายนี้ และที่น่าเป็นห่วงที่สุด LN ได้เผชิญกับช่องโหว่หลายประการ ซึ่งรวมถึง:

• การโจมตี Griefing: เงินไม่ได้หายไป แต่ทำให้เงินของเหยื่อใน Lightning ถูกแช่แข็งเพื่อให้ช่องทางการชำระเงินไม่สามารถประมวลผลธุรกรรมได้
• การโจมตี Flood and loot: ผู้โจมตีบังคับให้เหยื่อหลายรายเรียกร้องเงินของตนจากบล็อกเชนในเวลาเดียวกัน (flood) ผู้โจมตีใช้ความแออัดนี้เพื่อขโมยเงินที่ไม่สามารถเรียกร้องได้ก่อนถึงกำหนดเวลา (loot)
• การโจมตี Time-dilation: ผู้โจมตีขยายเวลาที่เหยื่อรับรู้ถึงบล็อกใหม่โดยการหน่วงเวลาการส่งบล็อก
• การโจมตี Pinning: ผู้โจมตีหลอกเหยื่อให้ปิดช่องทาง LN ของตนอย่างไม่ถูกต้องและขโมยธุรกรรมส่วนตัว

งานที่ยังต้องทำใน Bitcoin Lightning Network

ในขณะที่ LN ประสบปัญหาช่องโหว่ ยังไม่มีใครใช้ประโยชน์จากพวกมัน เป็นไปได้ว่าเนื่องจากความเชี่ยวชาญที่จำเป็นในการดำเนินการช่องโหว่เหล่านี้สูงมาก จึงไม่มีใครทำได้ นักพัฒนา LN มั่นใจว่าการค้นหาช่องโหว่เหล่านี้จะทำให้เครือข่ายแข็งแกร่งขึ้นเท่านั้น - ซึ่งเป็นขั้นตอนที่จำเป็นของการเติบโต นักพัฒนามีความมุ่งมั่นในการสร้างการแก้ไขต่าง ๆ สำหรับช่องโหว่ที่พวกเขาพบจนถึงขณะนี้ แม้ว่าการโจมตี pinning และ time-dilation จะต้องมีการปรับเปลี่ยนทั้งการใช้งาน LN และ Bitcoin Core พร้อมกัน

Lightning Network ของวันนี้เผชิญกับความท้าทายหลายประการ แต่โปรโตคอลยังค่อนข้างใหม่และปัญหาเหล่านี้คาดว่าจะเกิดขึ้น นักพัฒนา Lightning จะยังคงปรับปรุงโปรโตคอลและอาจสามารถแก้ไขปัญหาเพื่อช่วยขยาย Bitcoin บนเลเยอร์-2 ได้

อ่านเพิ่มเติม: ทำความเข้าใจความแตกต่างระหว่าง Bitcoin และ Bitcoin Cash และเหตุใด Bitcoin Cash จึงให้บริการในกรณีการใช้งานที่แตกต่างกัน

สำหรับการประเมิน Lightning Network ในมุมมองที่รอบคอบ เขียนโดยผู้ร่วมให้ข้อมูล Bitcoin Core เต็มเวลา ดูโพสต์ที่ยอดเยี่ยมของ Antoine Riard ที่นี่