Satoshi Nakamoto w białej księdze Bitcoina określił go jako "system elektronicznych pieniędzy oparty na punktach", jednak po kilkunastu latach rozwoju, Bitcoin nie stał się "elektronicznymi pieniędzmi", lecz "elektronicznym złotem", ludzie postrzegają go jako środek przechowywania wartości (SoV), a amerykańska komisja ds. handlu towarowego (CFTC) klasyfikuje go jako towar. Bitcoin średnio co 10 minut tworzy jeden blok, a TPS wynosi tylko 7, co prowadzi do długiego czasu potwierdzenia transakcji i częstych zatorów w łańcuchu, a opłaty transakcyjne (opłaty górnicze) również nie są tanie, aby stać się "elektronicznymi pieniędzmi", Bitcoin musi rozwiązać problem "wolno i drogo".

W ciągu ostatnich dziesięciu lat w społeczności Bitcoina pojawiło się wiele rozwiązań technologicznych, które pomagają w skalowaniu Bitcoina: niektóre z nich osiągają to przez fork, jak SegWit, który oddziela świadectwa od innych danych transakcyjnych; Taproot wykorzystuje MAST do rozszerzenia Bitcoina; inne rozwiązania nie zmieniają samego Bitcoina, lecz wybierają przestrzeń do działania poza łańcuchem, takie jak technologia sidechain, która przenosi aktywa na inne blockchainy, podczas gdy sieci kanałów płatniczych decydują się na przeniesienie większości transakcji do wykonania poza łańcuchem.

Dzisiaj przedstawimy sieć Lightning, która jest rodzajem sieci kanałów płatniczych, w scenariuszu płatności w Bitcoinie może pomóc użytkownikom zaoszczędzić koszty i zwiększyć efektywność.


Czym jest sieć Lightning?


Sieć Lightning Bitcoin (Lightning Network) to sieć P2P nałożona na blockchain Bitcoina, jest rozwiązaniem Layer 2 dla Bitcoina, mającym na celu rozwiązanie problemów z skalowalnością i szybkością transakcji w sieci Bitcoin. Sieć Lightning umożliwia natychmiastowe, niskokosztowe i skalowalne płatności, jednocześnie zachowując decentralizację i bezpieczeństwo. Użytkownicy mogą dokonywać transakcji bez konieczności nadawania każdej transakcji do głównego łańcucha, korzystając z kanałów płatniczych i inteligentnych kontraktów. Ta metoda znacznie zmniejsza obciążenie sieci Bitcoin, sprawiając, że transakcje są szybsze, tańsze i bardziej prywatne.


Możemy prosto zrozumieć sieć Lightning Bitcoin na przykładzie gry w Mahjong:

  • Zanim rozpoczniemy grę w Mahjong, każdy gracz wyciąga pewną ilość gotówki (na przykład 100 juanów) i kładzie ją na środku stołu, co odpowiada transakcji na głównym łańcuchu Bitcoina, otwierając kanał płatniczy. Wszyscy korzystają z kart do gry jako tymczasowego narzędzia do punktacji, każda karta reprezentuje 50 fenigów.

  • W trakcie gry w Mahjong, zwycięzca odbiera odpowiednią ilość kart od przegranego, ten proces przypomina transakcje poza łańcuchem w sieci Lightning — szybkie, bez potrzeby potwierdzenia i nie wpływa na gotówkę leżącą na środku stołu (główny łańcuch Bitcoina).

  • Jeśli któryś z graczy skończyłby karty, może wyciągnąć więcej gotówki, aby wymienić na więcej kart, co przypomina doładowanie kanału w sieci Lightning.

  • Gdy gra w Mahjong się kończy, każdy gracz liczy karty, które ma w ręku, a następnie dokonuje ostatecznego rozliczenia przy użyciu gotówki leżącej na środku stołu, co odpowiada zamknięciu kanału w sieci Lightning i rozliczeniu na łańcuchu. Tylko ostateczny wynik jest rejestrowany w "oficjalnym rejestrze" (tj. na blockchainie Bitcoina), a wszystkie małe transakcje pośrednie (wygrane i przegrane w każdej grze) nie muszą być rejestrowane osobno.

Analogicznie do gry w Mahjong, możemy lepiej zrozumieć sieć Lightning, ale rzeczywista sieć Lightning jest znacznie bardziej skomplikowana i jej realizacja inżynieryjna również jest bardziej złożona. W kolejnych artykułach szczegółowo omówimy, jak działa sieć Lightning, proszę czekać.

Czym nie jest sieć Lightning?

Aby lepiej zrozumieć koncepcję sieci Lightning, oprócz wiedzy o tym, czym jest, należy również zrozumieć, czym nie jest.


1. Sieć Lightning nie jest blockchainem

Istotą blockchaina jest rozproszony rejestr, wszystkie transakcje na łańcuchu są nadawane i rejestrowane w tym rejestrze, dlatego konieczny jest mechanizm konsensusu do jego utrzymania, zazwyczaj emitowane są również własne tokeny, aby zmotywować górników/węzły do utrzymania rejestru.

Sieć Lightning głównie korzysta z umów opartej na haszowanej blokadzie czasowej (HTLC), aby zapewnić bezpieczeństwo funduszy i nie ma tzw. mechanizmu konsensusu; transakcje w sieci Lightning nie są nadawane w sieci, tylko końcowe rozliczenie jest nadawane do głównego łańcucha Bitcoina. Ponadto sieć Lightning nie emituje własnych tokenów i nie ma potrzeby ich wydawania.


2. Sieć Lightning nie jest Rollupem

Chociaż sieć Lightning i Rollup wykonują transakcje poza łańcuchem, istnieją między nimi znaczące różnice. Rollup wykonuje transakcje i obliczenia poza łańcuchem, a następnie pakuje wiele transakcji w jedną paczkę, regularnie przesyłając wyniki transakcji i dowody do głównego łańcucha; natomiast sieć Lightning otwiera kanały płatności poza łańcuchem, dokonując wielu transakcji przez te kanały, tylko w momencie otwierania i zamykania kanału wchodzi w interakcję z głównym łańcuchem.

Jeśli chodzi o dostępność danych, Rollup musi publikować dane na warstwie 1; natomiast dane transakcyjne sieci Lightning głównie przechowywane są między uczestnikami, nie są rejestrowane w łańcuchu.

W modelu bezpieczeństwa Rollup głównie korzysta z dowodów oszustwa, z około tygodniowym okresem na wyzwanie, lub wykorzystuje dowody zero-knowledge, oferując natychmiastową ostateczność; natomiast sieć Lightning polega na Watchtower i szybkiej reakcji na oszustwa.

W zakresie płynności, Rollup nie wymaga wstępnego blokowania funduszy; podczas gdy sieć Lightning wymaga zablokowania funduszy w kanale.

Historia rozwoju sieci Lightning

Sieć Lightning zawsze była postrzegana przez społeczność Bitcoina jako autentyczne rozwiązanie Layer 2 dla Bitcoina, jej autorytet jest związany z Satoshi Nakamoto.

Początkowa koncepcja sieci Lightning nazywała się "kanał płatniczy", a jej pomysł polegał na aktualizacji niepotwierdzonych stanów transakcji poprzez zastąpienie transakcji, aż do momentu, gdy zostanie nadana w sieci Bitcoin. Satoshi Nakamoto miał pomysł na kanały płatnicze już w 2009 roku, kiedy stworzył Bitcoina, a w Bitcoinie 1.0 zawarł szkic kodu kanałów płatniczych, który pozwalał użytkownikom aktualizować transakcje przed ich potwierdzeniem przez sieć.

Później w odpowiedzi na e-mail do dewelopera Mike'a Hearna, Satoshi Nakamoto wyjaśnił dalej koncepcję kanałów płatniczych: "Transakcje pośrednie nie muszą być nadawane, tylko ostateczny wynik będzie rejestrowany przez sieć. Tuż przed nLockTime, strony i kilka węzłów świadków nadawały najwyższą sekwencję tx, którą widziały." To właśnie jest pierwowzór sieci Lightning i narodziny jej autorytetu.

W kolejnych latach pojawiły się różne rozwiązania związane z kanałami płatniczymi, ale żadne z nich nie miały większego wpływu. Aż do początku 2015 roku, gdy opublikowano szkic białej księgi napisanej przez Josepha Poona i Thaddeusa Dryję (The Bitcoin Lightning Network: Scalable Off-Chain Instant Payment), rozwój sieci Lightning stał się coraz jaśniejszy. W tym samym roku, praca z ETH Zurich (A Fast and Scalable Payment Network with Bitcoin Duplex Micropayment Channels) zaproponowała wykorzystanie blokady czasowej jako "odliczacza" dla ważności kanałów oraz technikę kryptograficzną znaną jako "drzewo nieważności", aby unieważnić przestarzałe transakcje kanałowe, co stało się technologicznym prototypem niezbędnym dla późniejszej sieci Lightning.

W październiku 2016 roku podczas konferencji Scaling Bitcoin Milan zainaugurowano specyfikację protokołu sieci Lightning (BOLT, Basis of Lightning Technology). Latem 2017 roku, SegWit został aktywowany na łańcuchu Bitcoina, co utorowało drogę dla wdrożenia sieci Lightning. W marcu 2018 roku, Lightning Labs wydało wersję beta implementacji sieci Lightning, której funkcje wspierały wczesnych użytkowników, co stanowiło kamień milowy w rozwoju sieci Lightning.

Źródło: https://cryptoyc.medium.com/闪电网络简史-4032bf4c8868

Sieć Lightning jest projektem open source, więc każdy może wnosić wkład w kod. Obecnie reprezentatywne implementacje sieci Lightning Bitcoin (klientów) to LND (Lightning Network Daemon) rozwijany przez Lightning Labs, Eclair rozwijany przez ACINQ oraz CLN (Core Lightning) rozwijany przez Blockstream.

图片

Źródło: https://www.btcstudy.org/2023/03/27/what-are-the-differences-between-lnd-and-cln/

Oprócz sieci Lightning Bitcoin istnieją również inne blockchainy, które rozwijają własne implementacje sieci Lightning, takie jak Cardano, które rozwija Hydrę, a Nervos CKB już uruchomił opartą na CKB publiczną sieć Lightning Fiber Network.

Historia sieci Lightning nadal trwa, a jej rozwój będzie jednym z ważnych kierunków, na które warto zwrócić uwagę w ekosystemie Bitcoina oraz w całej branży kryptowalut. Oczekujemy, że wkrótce sieć Lightning pomoże nam zrealizować początkową wizję Satoshi Nakamoto na P2P 'elektroniczny pieniądz', oferując bardziej efektywne i wygodne rozwiązania dla małych, szybkich płatności na całym świecie.

Źródła

1.https://www.chaincatcher.com/article/2108718

2.https://www.chaincatcher.com/article/2087343

3.https://cryptoyc.medium.com/闪电网络简史-4032bf4c8868

4.https://www.btcstudy.org/2023/03/27/what-are-the-differences-between-lnd-and-cln/