The Lightning Network er et andet lag tilføjet til Bitcoins (BTC) blockchain, der tillader off-chain transaktioner, altså transaktioner mellem parter, der ikke er på blockchain netværket. Flere betalingskanaler mellem parter eller Bitcoin-brugere udgør det andet lag. En Lightning Network-kanal er en to-parts transaktionsmetode, hvor parterne kan foretage eller modtage betalinger fra hinanden. Lag to forbedrer skalerbarheden af blockchain-applikationer ved at administrere transaktioner uden for blockchain-hovednettet (lag et), mens det stadig drager fordel af mainnettets kraftfulde decentraliserede sikkerhedsparadigme.
Skalerbarhed er en væsentlig barriere, der begrænser den udbredte anvendelse af kryptovalutaer. Hvis det skaleres korrekt, kan et blockchain-netværk håndtere millioner til milliarder af transaktioner i sekundet (TPS). I denne sammenhæng opkræver Lightning Network lave gebyrer ved at handle og afvikle uden for kæden, hvilket giver mulighed for nye brugssager som øjeblikkelige mikrobetalinger, der kan løse den traditionelle "kan du købe kaffe med krypto" gåde, fremskynde behandlingstiderne og reducere omkostningerne (energiomkostninger) forbundet med Bitcoins blockchain.
Men mens hensigten er der, kæmper Lightning-netværket stadig for at løse problemet og introducerer endda forskellige problemer såsom lave routinggebyrer og ondsindede angreb. For eksempel er der et lille gebyr påkrævet for at både åbne og lukke en betalingskanal. Oven i disse små gebyrer kommer routinggebyrer, der går til noder, der validerer transaktioner.
Nu opstår spørgsmålet:Hvis routinggebyret er så lavt, hvorfor skulle en node så ønske at validere transaktionen?
Det klare svar er, at minearbejdere ikke ofte validerer mindre transaktioner, da de vil tjene lavere gebyrer for at validere ubetydelige transaktioner. Som følge heraf betaler forhandlere et routinggebyr og skal muligvis vente længe, før transaktionen er valideret. Hvad angår ondsindede angreb, kunne en dårlig skuespiller starte forskellige betalingskanaler og lukke dem alle på én gang. Disse kanaler skal så valideres, som kommer i vejen for legitime, og overbelaster netværket. Under overbelastning kan angriberen trække penge, før legitime parter bliver opmærksomme på situationen.
The Lightning Network blev foreslået i 2015 af to forskere, Thaddeus Dryja og Joseph Poon, i et papir med titlen "The Bitcoin Lightning Network." Deres skrifter var baseret på tidligere diskussioner om betalingskanaler lavet af Satoshi Nakamoto, den anonyme skaber af Bitcoin. Nakamoto beskrev betalingskanaler til medudvikler Mike Hearn, som offentliggjorde samtalerne i 2013.
Avisens abstract beskriver en protokol uden for kæden, der består af betalingskanaler. Inden for betalingskanaler kan to upålidelige parter overføre værdi uden at overbelaste mainnettet, da kanalerne eksisterer uden for kæden. Off-chain-kanaler er designet til at løse Bitcoins skalerbarhedsproblem. Dryja og Poon detaljerede derefter, at Visa toppede med 47.000 TPS i løbet af ferien i 2013. For at Bitcoin kan komme tæt på Visas TPS, ville det skulle administrere otte gigabyte transaktioner pr. blok, hvilket ikke er i nærheden af den nuværende blockchains muligheder. . Til at begynde med kunne Bitcoin kun håndtere syv transaktioner i sekundet, forudsat at disse transaktioner var omkring 300 bytes hver. Plus, Bitcoins blokke havde kun en transaktionsgrænse på én megabyte på det tidspunkt, så der var bestemt ikke plads til i nærheden af 47.000 Bitcoin-transaktioner til at passe i én blok. Lightning Networks betalingskanaler uden for kæden blev skabt for at imødegå Bitcoins manglende skalerbarhed, da kanalerne tillader forskellige, mindre transaktioner at eksistere uden at overbelaste netværket.
I 2016 grundlagde Dryja og Poon Lightning Labs (sammen med et par andre bidragydere), en virksomhed dedikeret til at udvikle Lightning Network. På trods af forskellige teammedlemmers ændringer over tid, arbejdede Lightning Labs på at gøre protokollen kompatibel med Bitcoin-kernenetværket. Et gennembrud blev muligt efter Bitcoins SegWit-baserede bløde gaffel i 2017, som frigjorde plads til flere transaktioner til at passe ind i hver blok og fjernede en langvarig Bitcoin-fejl kaldet transaktionsformbarhed. Fejlen gjorde det muligt for brugere at forfalske transaktioner, lyve for netværket og beholde Bitcoin i deres pung.
På grund af test før lancering kunne udviklere bygge apps på Lightning-netværket med det samme. Apps inkluderede simple use cases såsom tegnebøger og gambling platforme, som udnyttede kraften fra Lightning Networks mikrotransaktioner.
I 2018 lancerede Lightning Labs endelig en betaversion af sin Lightning Network-implementering i Bitcoin mainnet. På dette tidspunkt begyndte offentlige personer som Twitter-grundlægger Jack Dorsey deres involvering i projektet. For eksempel hyrede Dorsey en gruppe udviklere til udelukkende at fokusere på Lightning Network-udvikling ved at betale dem i Bitcoin. Han planlægger også at implementere Lightning Network på Twitter i fremtiden.
Denne protokol gør det muligt at oprette en peer-to-peer betalingskanal mellem to parter, som mellem en kunde og en kaffebar. Når først den er etableret, giver kanalen dem mulighed for at sende et ubegrænset antal transaktioner, der er næsten øjeblikkelige såvel som billige. Det fungerer som sin egen lille hovedbog for brugere til at betale for endnu mindre varer og tjenester såsom kaffe uden at påvirke Bitcoin-netværket.
For at oprette en betalingskanal skal betaleren låse en vis mængde Bitcoin ind i netværket. Når først Bitcoin er låst ind, kan modtageren fakturere beløb af den, som de finder passende. Hvis kunden ønsker at holde kanalen åben, kan de vælge at tilføje Bitcoin konsekvent.
Ved at bruge en Lightning Network-kanal kan begge parter handle med hinanden. I modsætning til almindelige transaktioner på Bitcoin blockchain, håndteres nogle transaktioner anderledes. For eksempel, når to parter åbner og lukker en kanal, bliver de kun opdateret på den primære blockchain.
De to parter kan overføre midler mellem sig på ubestemt tid uden at fortælle den primære blockchain. Fordi alle transaktioner inden for en blockchain ikke skal godkendes af alle noder, fremskynder denne strategi væsentligt transaktionstider. Lightning Network noder, der er i stand til at dirigere transaktioner, dannes ved at kombinere individuelle betalingskanaler mellem de berørte parter. Derfor er Lightning-netværket resultatet af, at mange betalingssystemer er koblet sammen.
Når de to parter beslutter sig for at afslutte transaktionen, kan de lukke kanalen. Alle kanalens informationer konsolideres derefter i én transaktion, som sendes til Bitcoin mainnet til optagelse. Konsolidering sikrer, at dusinvis af små transaktioner spammer netværket på én gang, hvilket forenkler dem til én transaktion, der tager mindre tid og kræfter for noder at validere. Uden betalingskanaler kommer mindre transaktioner i vejen for større, overbelaster netværket og tilføjer flere for noder at validere.
For eksempel, lad os sige, at Mike går på en lokal kaffebar hver dag og vil betale med Bitcoin. Han kunne vælge at lave en lille transaktion for hver kaffekop, men på grund af Bitcoins skalerbarhedsproblemer kan transaktionen tage over en time at validere. Mike skal også betale Bitcoin-netværkets høje gebyrer, selvom han laver en lille transaktion. Små transaktioner fungerer med traditionelle betalingsmetoder som et kort, fordi virksomheder som Visa har infrastrukturen til at behandle mere end 24.000 TPS. I modsætning hertil kan Bitcoin på en almindelig dag validere syv TPS.
Med Lightning Network kan Mike åbne en betalingskanal med kaffebaren. Hvert kaffekøb bliver optaget på den kanal, og butikken bliver stadig betalt. Transaktionen er billig eller muligvis endda gratis, såvel som øjeblikkelig. Så, når den Bitcoin, der startede kanalen, er brugt, kan Mike vælge at lukke kanalen eller genopfylde den. Når en kanal er lukket, vil alle dens transaktioner blive registreret til den primære Bitcoin-blockchain.
The Lightning Network opretter en smart kontrakt mellem to parter. Aftalereglerne er kodet ind i kontrakten ved oprettelse og kan ikke brydes. Smart kontraktkode sikrer også, at kontraktopfyldelse sker automatisk, da kontrakter i første omgang laves med forudindstillede krav, som alle deltagende parter er enige om. Når først disse krav er opfyldt, som når en kunde betaler det korrekte beløb for en kaffe, opfyldes kontrakten automatisk uden involvering af tredjepart. Lightning Network anonymiserer transaktioner inden for en betalingskanal, når de er valideret. Det eneste, enhver kan se, er den samlede værdioverførsel, ikke de individuelle transaktioner inden for den.
Det er fuldt ud muligt at udføre transaktioner uden begrænsninger uden for blockchain. Off-chain-transaktioner kan have tillid til at håndhæve blockchain, i betragtning af at de ender på mainnettet, når betalingskanalerne er lukket. Mainnettet er arbiter for alle transaktioner. Mens protokoller uden for kæden har deres egen hovedbog, integreres denne hovedbog altid tilbage i hovedkæden, hvilket er kernen i Lightning Networks design. Kun hvis der er en hovedkæde at bygge videre på, kan der eksistere off-chain protokoller.
De åbenlyse fordele ved Lightning Network er hurtigere og billigere transaktioner, der muliggør mikrobetalinger på en måde, som aldrig før var mulig. Uden Lightning-netværket ville brugerne skulle betale høje gebyrer for en simpel transaktion og derefter vente en time eller mere for at validere den. Længere ventetider forekommer for mindre transaktioner, da minearbejdere vælger at validere større transaktioner, fordi de tjener større belønninger for at gøre det.
Lynnetværket er forbundet med Bitcoin blockchain, der eksisterer som et lag ovenpå den. Forbindelsen betyder, at Lightning Network stadig nyder godt af Bitcoins sikkerhedsprotokoller. Brugere kan derefter vælge den primære blockchain for større transaktioner og bytte til Lightning Networks off-chain for mindre uden at bekymre sig om sikkerheden. Lightning Network-betalingskanalerne tilbyder også private transaktioner, da tilskuere ikke kan se på hver enkelt transaktion, i stedet for kun den samlede pakke.
Kryptocurrency-entusiaster har også testet atomic swaps, som er handlingen at bytte en kryptovaluta til en anden uden at bruge en tredjepart eller en børs. Atomic Swaps er mere nyttige end en børs, da de tilbyder næsten øjeblikkelig bytte med små eller ingen gebyrer eller pengepungoverførsler.
Man skal anskaffe sig en tegnebog, der er kompatibel med Lightning Network for rent faktisk at drage fordel af den. Selvom det er nemt at finde en tegnebog, der fungerer med Lightning Network, skal en bruger finansiere den fra en traditionel Bitcoin-pung. Den indledende transaktion fra den traditionelle til Lightning Network-pungen koster et gebyr, så brugerne mister noget Bitcoin for at interagere med protokollen. Efter midler er i Lightning Network-pungen, skal brugerne låse deres Bitcoin for at oprette en betalingskanal.
At sende Bitcoin mellem tegnebøger kan være irriterende og dyrt, hvilket er afskrækkende for nyere brugere. Når det er sagt, kan nogle tegnebøger håndtere både on- og off-chain betalinger uden at betale gebyrer, og bekvemmeligheden vil sandsynligvis blive bedre over tid.
Hvis en af deltagerne i betalingskanalen beslutter sig for at trække nogle midler, skal de aktivt lukke en kanal og modtage den Bitcoin tilbage, før de bruger midlerne. Det er for eksempel ikke muligt at trække en lille smule penge ud og lade kanalen stå åben. Selv lukning eller åbning af en betalingskanal kræver, at begge deltagende parter foretager en indledende transaktion kaldet et routinggebyr. Selvom åbningen af en kanal er enkel i konceptet, gør alle disse ekstra betalinger processen dyrere, end mange potentielle brugere vil bekymre sig om.
Et af de største problemer med Lightning Network er imidlertid offline transaktionssvindel. Hvis en deltager i en betalingskanal vælger at lukke den, mens den anden part er offline, kan førstnævnte stjæle midlerne. Når sidstnævnte part endelig kommer online, er det for sent at gøre noget. Svindleren kan bare forblive offline uden mulighed for at kontakte dem.
Lightning-netværket lider også af fejl såsom fastlåste betalinger, som er udgående transaktioner, der ikke kan bekræftes. Bitcoin-netværket refunderer en fastlåst betaling, men det kan tage dage at erhverve, da gyldige transaktioner prioriteres højere end fastlåste transaktioner, når det kommer til verifikation.
Endelig, selvom Lightning-netværket løser alle sine problemer, er der stadig tilfældet med regulatorer. Regulatorer kan have svært ved at forstå Lightning Network nok til at vedtage korrekt lovgivning. Hvis regulatorer kæmper, kan almindelige kryptobrugere måske også kæmpe for at bruge Lightning Network. Selvom regulatorer forstår protokollen, tillader de muligvis ikke Lightning Network på grund af dets anonymitet. Anonyme transaktioner kan skræmme lovgivere væk, i betragtning af at de kun kan se en afsluttet transaktion, efter at en bruger lukker deres betalingskanal, ikke de individuelle transaktioner foretaget i en kanal.
Heldigvis for Lightning Network er adoptionen dog stigende. Ifølge DappRadar er der over 110 millioner dollars i Bitcoin låst ind i Lightning Network. Det kunne være folk, der betaler for varer og tjenester, bruger apps, gambling og mere.
Nogle apps er afgørende for netværksbrug, såsom Lightning Network-kompatible tegnebøger. I betragtning af at Lightning Network er en separat protokol fra Bitcoins mainnet, kræver det en anden type tegnebog, så brugere kan oprette betalingskanaler. Handlende kan ikke bruge Lightning Network uden optimerede tegnebøger. Hvis Lightning Network-vedtagelsen fortsætter med at vokse, kan industrien forvente, at flere tegnebogsudviklere vil integrere Lightning Network-support. Dedikerede brugere kan også blive en node, hvilket fremskynder Lightning Network-transaktionstider.
Det er også værd at bemærke, at udviklingen på Lightning er udvidet til at fungere som en lag-to-løsning på forskellige projekter. Kryptovalutaudvekslinger begynder også at understøtte protokollen, hvilket bringer Lightning Network til så mange handlende som muligt. Børser, der integrerer Lightning Network, giver handlende mulighed for at hæve mindre mængder Bitcoin billigt og øjeblikkeligt (selv når Bitcoin er overbelastet). Uden Lightning Network kan brugerne lide af høje transaktionsgebyrer og ventetider på grund af Bitcoins traditionelle teknologi.
Watchtowers, en tredjeparts beskyttelsestjeneste, der består af forskellige specialiserede noder, er også blevet introduceret til Lightning Network. Nogle noder går offline fra tid til anden og efterlader deres betalingskanaler åbne for offline transaktionssvindel. I stedet for at efterlade deres kanal uden opsyn, kan en deltager betale et mindre gebyr til et vagttårn og give en betegnelse relateret til kanaltransaktionen. Vagttårnet bruger betegneren til at identificere brugerens kanal blandt alle de andre og holder øje med den.
Hvis vagttårnet registrerer ondsindet aktivitet, som den modsatte part, der forsøger at lukke betalingskanalen, vil det automatisk fryse midlerne og refundere dem tilbage til offlinebrugeren. Vagttårnet vil også straffe den ondsindede part ved at fjerne deres penge fra kanalen.