O que é e como funciona a Lightning network?

Resolver o problema de escalabilidade do Bitcoin não é uma tarefa fácil. Este problema foi estudado por muito tempo e agora a solução pode estar entre nós. Seu nome é Lightning Network e pode levar o Bitcoin ao limite da escalabilidade para enfrentar a massificação das criptomoedas.

Eo protocolo Lightning Network, é um protocolo projetado para melhorar a escalabilidade do Bitcoin. Isso é possível porque funciona como uma segunda camada sobre Bitcoin que permite que você faça coisas que normalmente não poderia e mais especificamente; transações instantâneas com comissões muito baixas.

O desenvolvimento deste protocolo começou com o trabalho de José Poon y Tadeu Dryja. Mas hoje são empresas como Blockstream, Laboratórios de Raios y ACINQ que promovem o seu desenvolvimento. o whitepaper deste desenvolvimento pode ser encontrado naquele link de seu site principal.

Para entender um pouco o potencial dessa tecnologia, devemos ter duas coisas em mente. A primeira é que o Bitcoin foi criado como um solução de dinheiro digital. A segunda é que esse objetivo é impossível de alcançar com o estado atual da rede e software Bitcoin. A razão para isso é muito simples: O Bitcoin tem problemas para escalar.

Hoje em dia, Bitcoin só pode processar 7 a 8 transações por segundo. Esta é uma capacidade muito pequena e não pode lidar com o uso maciço de criptomoeda. Como resultado, A rede Bitcoin torna-se lenta e muito cara quando se trata de pagar comissões.

Por isso, era necessária uma nova forma de realizar transações rapidamente, fácil de usar e compatível com o Bitcoin sem a necessidade de grandes modificações. A resposta a essas necessidades é a Lightning Network.

Por que a escalabilidade do Bitcoin é necessária para melhorar?

Se o Bitcoin tem uma rede tão poderosa e extensa, por que deveria melhorar sua escalabilidade? A resposta curta é; porque ao melhorar a escalabilidade, as transações são feitas mais rapidamente e são mais baratas.

Para explicar a resposta de forma longa, faremos um pequeno exercício. Imagine que você faz uma transação em Bitcoin. Nessa época a rede tem muito pouco uso e o custo em comissões de cada transação é muito pequeno.

No entanto, o custo das comissões pode aumentar à medida que aumenta o uso da rede. Isso ocorre porque uma fila ou excesso de transações é gerado no mempool. É aqui que os mineradores tendem a priorizar as transações com as taxas mais altas para obter o máximo lucro. Dessa forma, se você deseja que uma transação seja processada rapidamente, terá que pagar mais taxas.

Mas este último caso também indica que os custos das comissões aumentarão a ponto de não nos permitir fazer micro pagamentos. Por exemplo, enviar $ 1 pode custar mais de $ 1 em taxas. Esta é uma situação sem sentido e que a melhoria da escalabilidade pode corrigir, daí a necessidade de melhorar esse recurso.

Como funciona a Rede Lightning?

A operação da Lightning Network depende de vários fatores técnicos e de um processo para que ela seja segura de usar. Em primeiro lugar, A Lightning Network depende da não maleabilidade da criptomoeda garantida. Desta forma, seria impossível para um terceiro alterar as informações sobre as transações ou criptomoedas durante o processo de verificação ou geração.

Em Bitcoin e Litecoin a propriedade de não maleabilidade da transação foi introduzido graças à chegada de SegWit (testemunha segregada). Com este garfo macio, o Bitcoin resolveu esse problema e lançou as bases para uma nova maneira de dimensionar seus recursos.

Foi assim que começou o desenvolvimento da Lightning Network e seus chamados canais pagos. Esses canais de pagamento são a base da operação da rede e a chave para permitir uma escalabilidade sem precedentes no Bitcoin.

O que são canais de pagamento?

Os canais de pagamento o canais de pagamento eles são a base da Rede Lightning. Um canal de pagamento é na verdade uma transação com várias assinaturas no blockchain com pelo menos um deles enviando fundos. Neste canal, cada pessoa possui uma chave privada e cada transação futura só poderá ser realizada se as chaves de ambas as partes assinarem. Isso é uma forma de consenso de que a transação foi aprovada para ser executada por ambas as partes.

Além disso, canais de pagamento podem ser abertos por um determinado período de tempo. Normalmente, isso leva cerca de 10 minutos ou o tempo necessário para minerar o próximo bloco da cadeia. Mas uma vez que o canal está aberto, os participantes do canal podem trocar ativos entre si instantaneamente usando os fundos armazenados no referido canal. Isso em poucas palavras significa que as partes que fazem parte de um canal de pagamento da Lightning Netwok podem fazer pagamentos entre si instantaneamente.

Apesar desse comportamento, as transações realizadas no referido canal de pagamento são totalmente válidas no blockchain, pois uma vez que o canal é fechado, o transações feitas são transmitidas para a rede, verificadas e incluídas em um bloco Bitcoin.

Explicando passo a passo a Lightning Network

Para entender como a Lightning Network funciona, é melhor dividir todo o seu processo operacional passo a passo. Por isso explicaremos com um simples exercício como se realiza este processo junto com outros pontos de interesse para esclarecer todas as suas dúvidas.

Em primeiro lugar, dentro do Lightning, teremos dois participantes que criarão uma transação inicial no blockchain de $ 20. Desses $ 20, $ 10 virão de Carmen e $ 10 de Aitor. Essa distribuição pode ser diferente e pode variar dentro do canal que mencionamos acima, então Carmen poderia ter $ 15 e Aitor $ 5 no final de todas as trocas.

O que Lightning faz é pegar a tecnologia por trás dos canais de pagamento e criar uma rede que os molda usando smart contracts para garantir que a rede possa funcionar de forma descentralizada.

Nesse sentido, teríamos o seguinte detalhamento do processo:

1. Carmen abre um canal pago com Aitor, que por sua vez tem um canal com Laura, que por sua vez tem um canal aberto com David.
2. No momento, temos 4 partes participando em diferentes canais de pagamento.
3. Carmen quer trocar bens com David, então ela poderá enviar fundos por meio de Aitor e Laura para, finalmente, chegar a David, o destinatário.
4. Devido à natureza da Lightning Network, Carmen não teria que confiar em Aitor e Laura no processo, pois a criptografia é usada para garantir que os fundos que David receberá serão exatamente os mesmos que foram enviados por Carmen. Caso contrário, eles serão devolvidos automaticamente para Carmen.

Agora, ficamos com uma série de perguntas que é muito importante responder: Como é possível confiar no passo 3? O que acontece com a disponibilidade? E como você combate o engano? Responderemos a essas três perguntas a seguir.

Como é possível confiar na etapa 3?

Na realidade, Aitor e Laura agem como nós dentro da rede que podemos equiparar aos mineiros da rede Bitcoin. Isso se deve ao fato de que processam todas as transações de forma descentralizada, sem ter o controle dos fundos que ajudam a movimentar.

Por esse motivo, em nenhum momento Aitor e Laura puderam roubar os fundos de Carmen, uma vez que os fundos a serem enviados só serão recebidos se a transação de saída já tiver sido feita para o destinatário final, que neste caso é David.

E quanto à disponibilidade?

Se o Aitor se desconectar, o fundo do canal não ficaria preso nele indefinidamenteEm vez disso, dentro do mecanismo de contrato inteligente da Lightning Network, os usuários podem fechar canais unilateralmente. Desta forma, se Aitor desaparecesse, Carmen poderia recuperar seu dinheiro novamente graças ao atributo de tempo adicionado no contrato.

Quando um canal é fechado ao mesmo tempo após um número indefinido de trocas terem sido feitas nele, os fundos finais de cada parte serão registrados no blockchain por 10 minutos ou o tempo que levar para o próximo bloco aparecer.

Como você combate o engano?

Se Carmen enviou fundos dela endereço multi-assinatura para David na Lightning Network, mas não cumpre e o que faz é emitir uma transação antiga no blockchain para fechar o canal no estado em que estava antes de enviar a transação para David, o próprio software em busca desse tipo de ações farão com que Carmen perca todos os seus fundos enviados para David. Isso como penalidade para tal ação, então quem tentar transmitir uma transação antiga e inválida será penalizado.

Graças a esta rede de canais pessoa a pessoa, é possível encontrar um padrão dentro da rede para transmitir transações fora da cadeia de blocos sem limites. Tudo isso, sem perder a confiança de que mais tarde e após o fechamento do canal, ele será incluído na blockchain do Bitcoin.

Segurança de rede relâmpago

No que diz respeito à segurança, existe um artigo publicado em 2019 que realiza uma análise bastante técnica sobre a robustez deste desenvolvimento.

Os autores, Aggelos Kiayias (IOHK e Universidade de Edimburgo) e Orfeas Stefanos Thyfronitis Litos (IOHK) conduziram uma revisão abrangente da segurança da rede Lightning e o resultado é um documento de 84 páginas que você pode consultar e baixar clicando na imagem a seguir.

Clique na imagem para baixar o documento

Vantagens e desvantagens da Lightning Network

Vantagens

1. Em primeiro lugar, Relâmpago oferece uma das opções mais poderosas para melhorar a escalabilidade do Bitcoin. O relâmpago pode levar Bitcoin até níveis próximos a 1 milhão de transações por segundo, muito mais do que aqueles administrados por sistemas de pagamento como visto de visitante o MasterCard.
2. Ele oferece altos níveis de segurança e anonimato. Isso ocorre porque as transações ocorrem fora da cadeia portanto, os pagamentos são virtualmente indetectáveis.
3. Relâmpago é compatível com outros projetos de criptomoeda além do Bitcoin. Por exemplo, você pode usar Lightning com Litecoin .
4. É capaz de reduzir significativamente o nível de tráfego de transações na rede Bitcoin. Isso faria com que a rede funcionasse com muito mais eficiência.
5. As transações usando a Lightning Network são feitas quase instantaneamente.
6. Permite a realização de micropagamentos e ainda permite a automação dos mesmos.
7. Habilita a capacidade de realizar trocas atômicas Cruz cadeia. Isso permite que dois blockchains usando a mesma função hash troquem tokens sem a necessidade de um intermediário, como um exchange.

Desvantagens

1. Uma das principais desvantagens do Lightning é que pagamentos só podem ser feitos para usuários que estão conectados a um canal de pagamento. Isso significa que o usuário deve estar ativo e conectado ao canal. Ao contrário disso, as transações tradicionais de criptomoeda não têm essa limitação.
2. A Lightning Network é um protocolo que está em constante desenvolvimento. Prova disso é que seus criadores ainda recomendam não usar o Lightning para operações com grandes somas de dinheiro.
3. O protocolo limita a liquidez do canal ao total de criptomoedas que todas as partes possuem. Essa é mais uma situação que ameaça as operações de alto valor, pois leva os usuários a dividir seus fundos para ter liquidez no blockchain normal e nos canais Lightning