O que é e como funciona a rede Lightning?

Resolver o problema de escalabilidade do Bitcoin não é uma tarefa fácil. Este problema demorou muito desde a investigação e desenvolvimento, mas no entanto, a solução já pode estar entre nós. Seu nome é Lightning Network e poderia levar o Bitcoin ao auge da escalabilidade para lidar com a massificação de criptomoedas.

El protocolo Lightning Network, é um protocolo projetado para melhorar a escalabilidade do Bitcoin. Isso é possível graças à Rede Lightning funcionando como uma segunda camada no topo Bitcoin . Um que permite que essa criptomoeda faça coisas que normalmente não faria e mais especificamente; transações instantâneas com comissões muito baixas. O desenvolvimento deste protocolo começou com o trabalho de Joseph Poon y Thaddeus 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 essa meta é impossível de atingir no 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 este motivo, era necessária uma nova forma de fazer transações rapidamente, que fosse fácil de usar e compatível com o Bitcoin, sem fazer grandes modificações. A resposta a essas necessidades e muito mais é a Rede Lightning, um protocolo sobre o qual aprenderemos um pouco mais a seguir.

Por que a escalabilidade do Bitcoin é necessária para melhorar?

Certamente você está se perguntando a mesma coisa e é seu direito. Você pensará que, 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 uma maneira longa, vamos fazer este pequeno exercício. Imagine que você faça uma transação em Bitcoin. Naquela época a rede Bitcoin era muito pouco utilizada e o custo em comissões de cada transação era 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 aí, quando as mineradoras costumam priorizar as transações com maior pagamento de comissões para obter mais lucros. Dessa forma, se você quiser que uma transação seja processada rapidamente, terá que pagar mais comissões.

Mas este último caso também nos indica que os custos das comissões vão aumentar ao ponto de não nos permitirem fazer micropagamentos. Por exemplo, o envio de $ 1 pode resultar em mais de $ 1 para custo de comissão. Esta é uma situação sem sentido e que a melhoria da escalabilidade pode corrigir, daí a necessidade de melhorar este recurso.

Como funciona a Lightning Network

O funcionamento da Lightning Network depende de vários fatores técnicos e de um processo para torná-la 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 os primeiros blocos de construção para uma nova maneira de dimensionar suas capacidades.

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

O que são canais de pagamento?

o 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.

Adicionalmente, canais de pagamento podem ser abertos por um determinado período de tempo. Normalmente, isso leva cerca de 10 minutos ou o que for necessário para minerar o próximo bloco no blockchain. Mas, uma vez que o canal é aberto, seus participantes podem trocar ativos instantaneamente entre si usando os fundos armazenados naquele canal. 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 deste comportamento, as transações realizadas no referido canal de pagamento são totalmente válidas na blockchain. Isso ocorre porque uma vez que o canal é fechado, o relações 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 são muito importantes para responder: Como é possível confiar na etapa 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 do Lightning Network, os usuários podem fechar canais unilateralmente. Desta forma, se Aitor desaparecesse, Carmen poderia receber seu dinheiro de volta graças ao atributo de tempo adicionado ao contrato.

Quando um canal é fechado ao mesmo tempo após um número indefinido de trocas nele feitas, os fundos finais de cada parte aparecerão no blockchain em 10 minutos ou o tempo que levar para o próximo bloco da rede aparecer.

Como você combate o engano?

Se Carmen enviou fundos dela endereço multi-assinatura 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 deste tipo de ações fará com que Carmen perca todos os seus fundos enviados para David. Isso é uma penalidade por tal ação, de forma que quem tentar transmitir uma transação antiga e inválida será penalizado.

Graças a essa rede de canais pessoa a pessoa, é possível encontrar um padrão dentro da rede por meio do qual transmitir transações fora do blockchain sem limites. Tudo isso sem perder a confiança de que mais tarde e após o fechamento do canal ele será incluído no 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. Primeiro 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 se deve ao fato de que as transações ocorrem fora da cadeia de modo que os pagamentos são praticamente impossíveis de rastrear.
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 de cadeia cruzada. Isso permite que dois blockchains usando a mesma função hash troquem tokens sem a necessidade de um intermediário, como um câmbio.

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 ainda 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