Risolvere il problema della scalabilità di Bitcoin non è un compito facile. Questo problema ha richiesto molto tempo per la ricerca e lo sviluppo, ma la soluzione potrebbe già essere tra noi. Il suo nome è Lightning Network e potrebbe portare Bitcoin all'apice della scalabilità per far fronte alla massificazione delle criptovalute.

Il protocollo Lightning Network, è un protocollo progettato per migliorare la scalabilità di Bitcoin, ciò è possibile grazie al fatto che la rete Lightning funziona come un secondo livello sopra Bitcoin,. Questo secondo livello consente a questa criptovaluta di fare cose che normalmente non potrebbe fare, per essere più specifici: transazioni istantanee con commissioni molto basse. Lo sviluppo di questo protocollo è iniziato con il lavoro di Joseph Poon e Thaddeus Dryja, ma oggi sono aziende come Blockstream, Lightning Labs e ACINQche ne promuovono lo sviluppo. Il whitepaper di questo sviluppo si può trovare in questo linknella sua pagina web principale.

Per capire un po 'il potenziale di questa tecnologia, dobbiamo tenere a mente due cose. La prima è che Bitcoin è stato creato come soluzione di denaro digitale. La seconda, è che questo obiettivo è impossibile da raggiungere a causa dell'attuale stato della rete e del software Bitcoin. Il motivo è molto semplice: Bitcoin ha problemi con il ridimensionamento.

Oggi, Bitcoin può elaborare solo da 7 a 8 transazioni al secondo. Si tratta di una quantità molto ridotta che non può far fronte all'uso massiccio di criptovaluta. Di conseguenza, la rete Bitcoin diventa lenta e molto costosa quando deve pagare le commissioni.

Per questo motivo era necessario un nuovo metodo per effettuare le transazioni in maniera più rapida, facile da usare e che fosse compatibile con Bitcoin senza comportarne grosse modifiche. La risposta a queste e ad altre esigenze è il Lightning Network, un protocollo su cui impareremo un po 'di più di seguito.

Perché è necessario migliorare la scalabilità di Bitcoin?

Sicuramente ti stai ponendo la stessa domanda ed è un tuo diritto. Ti chiederai perchè, se Bitcoin ha una rete così potente ed estesa, sia necessario migliorare la sua scalabilità. La risposta è corta: perché migliorando la scalabilità, le transazioni vengono eseguite più velocemente e sono meno costose.

Per spiegare la risposta in modo più esteso, facciamo questo piccolo esercizio. Immagina d'effettuare una transazione in Bitcoin. In quel dato momento la rete Bitcoin ha pochissimo utilizzo e il costo delle commissioni di ogni transazione è molto piccolo.

Tuttavia, il costo delle commissioni può aumentare con l'aumentare dell'utilizzo della rete. Questo perché si crea una coda o un eccesso di transazioni nel MemPool. Quella è la situazione in cui, di solito, i miner danno la priorità alle transazioni con commissioni più elevate per ottenere maggiori profitti; di conseguenza, se desideri che una transazione venga elaborata rapidamente, dovrai pagare di più in commissioni.

Quest'ultimo caso ci indica che i costi delle commissioni aumenteranno al punto da non permetterci di effettuare pagamenti di somme ridotte. Ad esempio, l'invio di $ 1 potrebbe comportare più di $ 1 per il costo della commissione. Questa è una situazione priva di senso che può essere risolta con il miglioramento della scalabilità, per questo è fondamentale migliorare questa caratteristica.

Grafico che mostra la media storica giornaliera del costo delle transazioni in Bitcoin, Grafico con il pagamento della commissione storica giornaliera in Bitcoin, Storico del costo delle commissioni in Bitcoin rappresentato in dollari

Come funziona la Lightning Network

Il funzionamento della rete Lightning dipende da diversi fattori tecnici e da un processo che ne rende sicuro l'utilizzo. In primo luogo, Lightning Network dipende dal fatto che sia garantita la "non-malleabilità" della criptovaluta. In questo modo, diventerebbe impossibile per una terza parte modificare le informazioni sulle transazioni o sulle criptovalute durante il processo di verifica o generazione.

In Bitcoin e Litecoin la proprietà di non malleabilità delle transazioni è stata introdotta grazie all'arrivo di SegWit (Segregated Witness). Con questa soft fork, Bitcoin ha risolto questo problema e ha gettato le prime basi per un nuovo modo di ridimensionare le sue capacità.

È così che è iniziato lo sviluppo del Lightning Network e dei suoi cosiddetti canali di pagamento. Questi canali di pagamento sono la pietra angolare del funzionamento della rete Lightning e la chiave per consentire una scalabilità senza precedenti in Bitcoin.

Cosa sono i canali di pagamento?

Gli canali di pagamento o payment channel sono il fondamento della Lightning Network. Un canale di pagamento è in realtà una transazione multi-firma sulla blockchain in cui almeno una di loro invia denaro. In questo canale ogni persona ha una chiave privata e ogni transazione futura potrà essere eseguita solo se firmano le chiavi di entrambe le parti; questo sistema di consenso garantisce che l'esecuzione della transazione sia stata approvata da entrambe le parti.

Inoltre, i canali di pagamento possono essere aperti per un tempo determinato . In genere, si tratta di circa 10 minuti o del tempo necessario necessario ad estrarre il blocco successivo sulla blockchain. Ma una volta che il canale è aperto, i suoi partecipanti possono scambiare istantaneamente risorse tra loro utilizzando i fondi memorizzati in quel canale. In poche parola significa che le parti che fanno parte di un canale di pagamento Lightning Netwok possono effettuare pagamenti reciproci istantaneamente.

Nonostante questo comportamento, le transazioni effettuate in tale canale di pagamento sono completamente valide sulla blockchain; questo perché una volta chiuso il canale, le transazioni vengono trasmesse in rete, verificate e incluse in un blocco Bitcoin.

Spiegazione passo dopo passo della rete Lightning

Per capire come funziona la rete Lightning, è meglio scomporre l'intero processo operativo passo dopo passo. Per questo motivo, ti spiegheremo con un semplice esercizio come si svolge questo processo, insieme ad altri punti d'interesse, per chiarire tutti i tuoi dubbi.

Prima di tutto, all'interno di Lightning avremo due partecipanti che creeranno una transazione iniziale sulla blockchain da $ 20. Di questi $ 20, $ 10 proverranno da Carmen e $ 10 da Aitor. Questa distribuzione potrebbe essere diversa e può variare all'interno del canale che abbiamo menzionato sopra, quind, alla fine di tutti gli scambi Carmen potrebbe avere $ 15 e Aitor $ 5.

Quello che fa Lightning è prendere la tecnologia dietro ai canali di pagamento e creare una rete che li modella utilizzando smart contract per garantire che la rete possa funzionare in modo decentralizzato.

A questo proposito, avremmo la seguente ripartizione del processo:

  1. Carmen apre un canale di pagamento con Aitor, che a sua volta ha un canale con Laura, che a sua volta ha un canale aperto con David.
  2. In questo momento abbiamo 4 parti che partecipano a diversi canali di pagamento o payment channel.
  3. Carmen vuole scambiare beni con David, quindi potrà inviare fondi tramite Aitor e Laura per raggiungere infine David, il destinatario.
  4. A causa della natura della rete Lightning, Carmen non dovrebbe fare affidamento su Aitor e Laura durante il processo poiché viene utilizzata la crittografia per garantire che i fondi che David riceverà siano esattamente gli stessi di quelli inviati da Carmen; altrimenti verranno automaticamente restituiti a Carmen.

Ora ci resta una serie di domande a cui è molto importante rispondere: come è possibile fidarsi del passaggio 3? Cosa succede con la disponibilità? e come si combatte l'inganno? Risponderemo a queste tre domande di seguito.

Come è possibile fidarsi del passaggio 3?

In realtà, Aitor e Laura si comportano come nodi all'interno della rete che possiamo equiparare ai miner della rete Bitcoin; questo perchè elaborano tutte le transazioni in modo decentralizzato senza avere il controllo dei fondi che aiutano a spostare.

Per questo motivo, in nessun momento Aitor e Laura hanno potuto rubare i fondi di Carmen poiché i fondi da inviare verranno ricevuti solo se è stata effettuata la transazione in uscita al destinatario finale, che in questo caso è David.

E la disponibilità?

Se Aitor si disconnette, il fondo del canale non resterebbero intrappolati a tempo indeterminatoinvece, all'interno del meccanismo di contratto intelligente di Lightning Network, gli utenti possono chiudere unilateralmente i canali. In questo modo, se Aitor fosse scomparso, Carmen avrebbe potuto riavere i suoi soldi grazie alla qualità del tempo aggiunto al contratto.

Quando un canale viene chiuso in una volta, dopo che è stato effettuato un numero indefinito di scambi in esso, i fondi finali di ciascuna parte appariranno sulla blockchain in 10 minuti o per il tempo necessario affinché appaia il blocco successivo della rete.

Come combatti l'inganno?

Se Carmen ha inviato fondi del suo indirizzo multi-firma a David su Lightning Network ma non si conforma e quello che fa è emettere una vecchia transazione sulla blockchain, per chiudere il canale nello stato in cui si trovava prima di inviare la transazione a David, il software stesso che è alla ricerca di questo tipo di azioni, farà perdere a Carmen tutti i suoi fondi inviati a David. Questa è una sanzione per tale mossa, pertanto chiunque cerchi di trasmettere una transazione vecchia e non valida sarà penalizzato.

Grazie a questa rete di canali da persona a persona, è possibile trovare all'interno della rete uno schema attraverso il quale trasmettere transazioni fuori blockchain e senza limiti. Tutto questo, senza perdere la fiducia che, in seguito alla chiusura, il canale verrà incluso nella blockchain di Bitcoin.

Quanto sai, Cryptonuta?

La rete Lightning offre la possibilità di utilizzare in modo massiccio Bitcoin?

Certo!

Grazie a Lightning è possibile trasformare Bitcoin in un sistema di pagamento altamente flessibile. Dalla riattivazione dell'opzione micropagamenti fino all'automazione degli stessi e al posizionamento delle basi per l'esecuzione di smart contract su Bitcoin. Tutto ciò può potenziare l'utilizzo di Bitcoin in vari ambiti, oltre a quello commerciale, e portare alla sua accettazione e massificazione.

Sicurezza della Lightning Network

Per quanto riguarda la sicurezza, c'è un documento pubblicato nel 2019 che esegue un'analisi abbastanza tecnica sulla solidità di questo sviluppo.

Gli autori, Aggelos Kiayias (IOHK e Università di Edimburgo) e Orfeas Stefanos Thyfronitis Litos (IOHK) hanno condotto una revisione completa della sicurezza della rete Lightning e il risultato è un documento di 84 pagine che puoi consultare e scaricare cliccando sull'immagine seguente.

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Clicca sull'immagine per scaricare il documento

Vantaggi e svantaggi della rete Lightning

Vantaggi

  1. In primo Lugo, Lightning offre una delle opzioni più potenti per migliorare la scalabilità di Bitcoin. Lightning può portare Bitcoin a raggiungere livelli vicini a 1 milioni di transazioni al secondo, molti di più di quelli gestiti da sistemi di pagamento come VISTO o MasterCard.
  2. Offre alti livelli di sicurezza e anonimato ; ciò è dovuto al fatto che le transazioni avvengono off-chain, quindi i pagamenti sono praticamente impossibili da tracciare.
  3. Illuminazione è compatibile con altri progetti di criptovaluta oltre a Bitcoin. Ad esempio, puoi usare Lightning con Litecoin.
  4. È in grado di ridurre notevolmente il livello di traffico delle transazioni all'interno della rete Bitcoin , rendendo la rete molto più efficiente.
  5. Le transazioni che utilizzano la rete Lightning vengono eseguite quasi istantaneamente.
  6. Permette la realizzazione di micropagamenti e ne consente addirittura l'automazione.
  7. Abilita la capacità di eseguire scambi atomici cross-chain. Così facendo, consente a due blockchain che utilizzano la stessa funzione hash di scambiare token senza la necessità di un intermediario come un exchange.

Svantaggi

  1. Uno dei principali svantaggi di Lightning è che i pagamenti possono essere effettuati solo agli utenti che sono collegati a un canale di pagamento; ciò significa che l'utente deve essere attivo e connesso al canale. Al contrario, le transazioni tradizionali di criptovaluta non hanno questa limitazione.
  2. Lightning Network è un protocollo tuttora in costante sviluppo. Ne è prova il fatto che i suoi creatori raccomandino ancora di non utilizzare Lightning per operazioni con grandi somme di denaro.
  3. Il protocollo limita la liquidità del canale al totale delle criptovalute che sostengono tutte le parti . Questa è un'altra situazione che minaccia le operazioni di alto valore, poiché porta gli utenti a dividere i propri fondi per avere liquidità nella normale blockchain e nei canali Lightning.