Lightning Network (LN), navržená v bílé knize v roce 2016, je řešení druhé vrstvy postavené na bitcoinu. LN byl vytvořen v reakci na problémy se škálovatelností bitcoinu, konkrétně na rychlost a náklady bitcoinových transakcí.
Současný teoretický maximální počet transakcí bitcoinu za sekundu (TPS) je 10, i když ve skutečnosti je to mezi 3 a 7. Porovnejte to s tradičními zpracovateli plateb, jako je VISA, které v roce 2020 zpracovaly v průměru 6 000 TPS (na základě tvrzení VISA o 188 miliardách transakcí a rok).
Transakční poplatky za bitcoiny se mohou výrazně lišit v závislosti na aktuální poptávce po používání sítě. Například 20. dubna 2021 byly průměrné transakční poplatky vyšší než 50 USD, zatímco 9. srpna 2021 byl průměr kolem 2,50 USD. U velkých transakcí, jako jsou bankovní převody nebo mezinárodní převody, je rychlost a cena bitcoinu srovnatelná nebo lepší než alternativy. Ale pokud se má bitcoin používat pro každodenní platby (takzvané mikrotransakce, např. šálek kávy, plyn), musí se zvýšit rychlost transakce a drasticky se snížit transakční náklady.
Lightning Network teoreticky
Abychom pochopili, jak LN funguje, a současné výzvy LN, musíme mluvit o bitcoinu. Limitujícím faktorem bitcoinové sítě je, že každá transakce musí být umístěna do nového bloku na řetězu. Vzhledem k tomu, že bloky jsou do řetězce přidávány přibližně každých 10 minut, existuje pevný limit na počet transakcí, které je možné provést, aniž by se výrazně změnil bitcoinový protokol.
Debaty o zásadních přepracováních bitcoinového protokolu proběhly již dříve a vyústily v „hard forky“, zejména vytvoření Bitcoin Cash. Lightning Network, spíše než vytváření nového blockchainu, je řešením vrstvy 2. To znamená, že umožňuje, aby bitcoinový protokol zůstal relativně nezměněn, ale poskytuje výhody, které by mohly přinést velké přepracování - alespoň teoreticky.
LN funguje tak, že nastaví platební kanál mezi dvěma stranami, kde se na bitcoinový blockchain vloží pouze první a poslední transakce. Jakýkoli počet transakcí mezi první a poslední proběhne mimo řetězec, což znamená, že tyto transakce nejsou omezeny protokolem Bitcoin.
Aby bylo možné zahájit platební kanál, musí obě strany vložit určité množství bitcoinů. Tento bitcoin je držen a nemůže být uvolněn, dokud zůstane otevřený platební kanál. Celkové množství bitcoinů, které lze tímto kanálem převést, je celkové množství přidělených bitcoinů. Podívejme se na příklad, který to ilustruje:
Alice a Bob spolu chtějí vytvořit platební kanál. Alice vloží 10 BTC a Bob 5 BTC do platebního kanálu. Do blockchainu bitcoinu je vložena otevírací transakce, která drží dohromady 15 BTC Alice a Boba. Jakmile bude tato transakce přidána do blockchainu, což může trvat 10 minut nebo více, mohou Alice a Bob provádět transakce neomezeně mnohokrát mnohem vyšší rychlostí a efektivně s nulovými náklady. Níže jsou transakce mezi Alicí a Bobem:
Alice posílá Bobovi 1 BTC Alice: 9 BTC Bob: 6 BTC
Alice posílá Bobovi 2 BTC Alice: 7 BTC Bob: 8 BTC
Bob posílá Alici 3 BTC Alice: 10 BTC Bob: 5 BTC
Bob posílá Alici 1 BTC Alice: 11 BTC Bob: 4 BTC
Když si jeden nebo oba přejí uzavřít kanál, je do blockchainu odeslána uzavírací transakce s konečnými zůstatky Alice a Boba. V tomto případě je konečný zůstatek Alice 11 BTC a Bobův 4 BTC.
Co když Alice bude chtít obchodovat s Carol? No, stalo se, že Bob má platební kanál s Carol, takže Alice s Bobem provede transakci a Bob předá transakci Carol. Všimněte si, že v tomto scénáři může Bob přijmout malou platbu za předání transakce. Postupem času podle teorie šesti stupňů oddělení umožňuje LN Alici obchodovat s kýmkoli jiným.
Lightning Network v praxi
LN je nový protokol, který je stále ve fázi testování. Jako takový čelí mnoha výzvám, od použitelnosti až po zabezpečení.
Existují obavy, jak snadné je provozovat uzel LN. Aby byla LN úspěšná, vyžaduje robustní síť bitcoinových uzlů provozujících protokol LN. Provozování LN uzlu může být poměrně obtížné a může se stát, že za provozování menších uzlů budou problémy s platební pobídkou. Lze namítnout, že provozování LN není o moc obtížnější než provozování plného bitcoinového uzlu. Protože se však LN většinou zaměřuje na mikrotransakce, každodenní zkušenost s LN bude probíhat prostřednictvím peněženek s podporou LN. Peněženky s podporou LN nejsou příliš uživatelsky přívětivé a většina těchto peněženek upozorňuje, že jelikož jsou stále ve fázi veřejného testování, je vhodné nevkládat příliš mnoho prostředků. Na rozdíl od některých zavedenějších bitcoinových peněženek novost těchto peněženek s povoleným LN znamená, že existují kompromisy mezi úschovnou a neopatrovanou verzí. Nevazební peněženky LN se používají trochu obtížně - více matoucí, méně přímočaré. Možnosti úschovy se používají snadněji, ale s bitcoiny se musíte spolehnout na třetí stranu.
A konečně, což je nejvíce znepokojivé, LN se potýkají s řadou zranitelných míst. Patří sem:
Útoky smutku: Prostředky se neztratí, ale způsobí to zmrazení prostředků Lightning oběti, takže platební kanál nemůže zpracovat žádné transakce.
Povodeň a kořist: Útočník přinutí mnoho obětí, aby si zároveň nárokovaly své prostředky z blockchainu (povodeň). Útočník využívá toto přetížení ke krádeži finančních prostředků, které nebylo možné získat před uplynutím lhůty (kořist).
Útoky s dilatací času: Útočník prodlužuje dobu, po kterou se oběť dozví o nových blocích, tím, že zpozdí doručení bloku.
Přichycení útoků: Útočník přiměje oběť, aby nevhodně uzavřela svůj LN kanál, a ukradne jednotlivé transakce.
