Che cos'è e come funziona Lightning network?

Risolvere il problema della scalabilità di Bitcoin non è un compito facile. Questo problema è stato studiato per molto tempo e ora la soluzione potrebbe essere tra di noi. Il suo nome è Lightning Network e potrebbe portare Bitcoin all'apice della scalabilità per affrontare la massificazione delle criptovalute.

El protocollo Lightning Network, è un protocollo progettato per migliorare la scalabilità di Bitcoin. Questo è possibile perché funziona come un secondo strato sopra Bitcoin che ti permette di fare cose che normalmente non potresti fare e più specificamente; transazioni istantanee e con commissioni molto basse.

Lo sviluppo di questo protocollo è iniziato con il lavoro di Joseph Poon y Thaddeus Dryja. Ma oggi sono aziende come Blockstream, Lightning Labs y ACINQ coloro che ne guidano lo sviluppo. Il whitepaper di questo sviluppo può essere trovato in quello link dal tuo sito 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 quell'obiettivo è impossibile da raggiungere con lo stato attuale 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 modo per effettuare transazioni velocemente, che fosse facile da usare e compatibile con Bitcoin senza dover apportare grosse modifiche. La risposta a queste esigenze è Lightning Network.

Perché è necessario migliorare la scalabilità di Bitcoin?

Se Bitcoin ha una rete così potente ed estesa, allora perché dovrebbe migliorare la sua scalabilità. La risposta breve è; perché migliorando la scalabilità, le transazioni vengono eseguite più velocemente e sono meno costose.

Per spiegare la risposta in forma lunga faremo un piccolo esercizio. Immagina di effettuare una transazione in Bitcoin. A quel tempo la rete è molto poco utilizzata e il costo in commissioni di ogni transazione è molto basso.

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. È qui che i minatori tendono a dare la priorità alle transazioni con le commissioni più alte per ottenere il massimo profitto. In questo modo, se desideri che una transazione venga elaborata rapidamente, dovrai pagare di più in commissioni.

Ma quest'ultimo caso indica anche che i costi delle commissioni aumenteranno al punto da non permetterci di effettuare micropagamenti. Ad esempio, l'invio di $ 1 può costarti più di $ 1 di commissioni. Questa è una situazione priva di senso che può essere risolta con il miglioramento della scalabilità, da qui la necessità di migliorare questa caratteristica.

Come funziona Lightning Network?

Il funzionamento di Lightning Network dipende da vari fattori tecnici e da un processo che ne garantisce l'utilizzo sicuro. Prima di tutto, 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 (Testimone Segregato). Con questa soft fork, Bitcoin ha risolto questo problema e ha gettato le basi per un nuovo modo di scalare le sue capacità.

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

Cosa sono i canali di pagamento?

I 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 per estrarre il blocco successivo della catena. Ma una volta che il canale è aperto, i partecipanti al canale possono scambiarsi risorse tra loro istantaneamente utilizzando i fondi immagazzinati in detto canale. Questo in poche parole significa questo le parti che fanno parte di un canale di pagamento Lightning Netwok possono effettuare pagamenti reciproci istantaneamente.

Nonostante questo comportamento, le transazioni effettuate in detto canale di pagamento sono completamente valide nella blockchain, poiché una volta chiuso il canale, il 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 della fase 3?Cosa succede con la disponibilità? E come si combatte l'inganno? Di seguito risponderemo a queste tre domande.

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 scomparisse, Carmen potrebbe recuperare nuovamente i suoi soldi grazie all'attributo tempo aggiunto nel contratto.

Quando un canale viene chiuso contemporaneamente dopo che in esso sono stati effettuati un numero indefinito di scambi, i fondi finali di ciascuna parte verranno registrati nella blockchain per 10 minuti o il tempo necessario affinché appaia il blocco successivo.

Come combatti l'inganno?

Se Carmen ha inviato fondi del suo indirizzo multi-firma a David nel Lightning Network, ma non è conforme e ciò che fa è emettere una vecchia transazione nella blockchain per chiudere il canale nello stato in cui si trovava prima di inviare la transazione a David, il software stesso alla ricerca di questo tipo di le azioni faranno perdere a Carmen tutti i fondi inviati a David. Questo come penalità per tale azione, quindi chiunque tenti di trasmettere una transazione vecchia e non valida verrà penalizzato.

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

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.

Clicca sull'immagine per scaricare il documento

Vantaggi e svantaggi della rete Lightning

Vantaggi

1. Prima di tutto, Fulmine offre una delle opzioni più potenti per migliorare la scalabilità di Bitcoin. Lightning può portare Bitcoin a raggiungere livelli vicini a 1 milione di transazioni al secondo, molti di più di quelli gestiti da sistemi di pagamento come VISA o MasterCard.
2. Offre alti livelli di sicurezza e anonimato Questo perché si verificano le transazioni off-chain quindi i pagamenti sono praticamente non rintracciabili.
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 possibilità 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. Il Lightning Network è un protocollo in costante sviluppo. Prova di ciò è che i suoi creatori raccomandano ancora di non utilizzare Lightning per operazioni con ingenti 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.