Lightning Network

Lightning Network — платежный протокол, оперирующий над блокчейнами. Позволяет проводить моментальные транзакции между участвующими нодами и предлагается как решение проблемы масштабируемости биткойна.

Сеть Lightning Network состоит из узлов и двунаправленных платежных каналов. Платежный канал устанавливается между двумя узлами сети. Каждый из двух узлов платежного канала вносит некоторую сумму средств в канал через транзакцию в блокчейне. В дальнейшем пропускная способность канала складывается из суммы внесённых узлами средств.

В работе Lightning Network используются такие понятия как:

Открытие канала – блокировка в блокчейне средств, которые будут переданы в управление вновь созданному каналу Lightning Network.
Закрытие канала – закрытие канала и перевод средств под контроль блокчейна.
Истощение канала – обратимый процесс, в результате которого канал фактически может работать только в одном направлении. Если первый узел перевел все средства в канале второму узлу, то направление перевода средств от первого узла второму будет невозможно, до тех пор, пока второй узел не переведет часть средств первому. Либо двум узлам понадобится открыть новый платежный канал.

Как работает Lightning Network

Суть работы Lightning Network заключается в создании платежных каналов двустороннего направления между двумя установленными узлами сети, по которым будут проходить моментальные двусторонние криптовалютные платежи без комиссии. Каждым узлом сети изначально блокируется сумма в блокчейне, выделенная для канала Lightning Network. В дальнейшем заблокированные средства обрабатываются каналом, используя долговые расписки держателей криптовалюты, а не саму криптовалюту. В блокчейне фиксируется только факт выделения средств в открытый канал Lightning Network и итоговый баланс транзакций после закрытия канала. Платежный канал между узлами может оставаться открытым неограниченное время по желанию пользователей.

При создании двух и более каналов, работающих совместно, формируется сеть Lightning Network. В ней пользователи пересылают друг другу расписки, используя оптимальные маршруты из соединенных цепочкой открытых каналов. Так отправитель, не имеющий платежного канала с конечным получателем своих средств, использует свой открытый канал с пользователем, имеющим прямую связь с его конечным получателем. Как видите, появляется возможность совершать множество мелких транзакций за пределами блокчейна устраняя проблемы перегруженности основной сети. Lightning Network позволяет обрабатывать любые объемы транзакций без затрат сети, поддерживая при этом масштабируемость и высокий уровень безопасности.

Вся работа Lightning Network может быть рассмотрена в трех ее составляющих:

Каналы проведения платежей.
Хеш-контракты блокировки сумм для их переноса в Lightning (HTLC).
Протокол сети Lightning.

Высокая степень автоматизации Lightning Network позволяет существенно упростить процесс совершения транзакций, создавая платформу для дополнительного удешевления работы сети криптовалюты.

Ключевым принципом работы Lightning Network является использование платежных каналов, в которые помещаются средства, переводимые между участниками. Платежный канал представляет собой кошелек с функцией мультиподписи (multisig), в котором хранится определенное количество биткоинов. Монеты могут предоставить как обе стороны, так и только одна из них.

Канал открывается посредством обычной биткоин-транзакции, то есть в этом случае данные об этой транзакции записываются в блокчейн (также данные записываются в блокчейн при закрытии канала). Однако в дальнейшем все транзакции, осуществляемые внутри канала, происходят напрямую между участниками без записи данных в блокчейн.

Платежный канал по своей сути является аналогом сейфа, в который кладутся деньги, доступные в дальнейшем определенному кругу лиц. Но, если для открытия сейфа необходимо знать комбинацию цифр, то в нашем случае используются приватные ключи.

Для чего нужна технология Lightning Network?

Главной целью Lightning Network является масштабирование и более быстрая работа блокчейн-сетей, в частности, осуществление моментальных микроплатежей с более низкими, чем при обычных транзакциях, комиссиями.

Если говорить просто, Lightning Network позволяет пользователям проводить транзакции напрямую между собой, не записывая информацию в публичный блокчейн. Таким образом решаются сразу две задачи: более быстрые и дешевые транзакции, а также сокращение объема данных блокчейна. Кроме того, эта технология способствует большей анонимности пользователей.

Lightning Network на конкретном примере

Самый простой пример использования технологии LN: любимая кофейня Анатолия объявила, что начала принимать в качестве оплаты биткоины. Но платить каждый раз за чашку кофе, создавая для этого отдельную транзакцию, может быть слишком накладно из-за связанных с этим комиссий, кроме того, для подтверждения транзакции требуется определенное время.

Именно здесь и приходит на помощь LN. Анатолий открывает платежный канал между собой и кофейней и кладет на него, предположим, 0.01 BTC, которые собирается потратить в дальнейшем на заказ кофе. При создании канала на балансе Анатолия отображается 0.01 BTC, на балансе кофейни – 0 BTC.

Допустим, чашка кофе стоит 0.0005 BTC. После первого заказа на балансе Анатолия будет отображаться уже 0.0095 BTC, на балансе кофейни — 0.0005 BTC. Таким образом Анатолий может заказывать кофе до тех пор, пока его баланс не обнулится или он не примет решение о закрытии канала. При каждой транзакции Анатолий и кофейня подписывают обновленный смарт-контракт, отображающий, какое количество монет в канале принадлежит каждой стороне. Как уже было сказано, эти данные в блокчейн не записываются — вместо этого каждая сторона хранит свою копию смарт-контракта.

Кто отвечает за разработку Lightning Network?

Как и в случае с биткоином и рядом других криптовалют, разработка Lightning Network децентрализована, а код самого протокола доступен в открытом доступе. Следовательно, говорить о какой-либо одной «официальной» версии LN не приходится. В то же время есть ряд известных компаний и проектов, которые предлагают собственные имплементации технологии, и в данном случае решение, какую из них использовать, остается за конечным пользователем.

Среди таковых можно назвать компании Lightning Labs, Blockstream, ACINQ, Bitfury и несколько других проектов.

В каком состоянии находится сеть Lightning Network сегодня?

Разработка протокола микротранзакций Lightning Network велась на протяжении нескольких последних лет, но только март 2018, когда Lightning Labs представил первую бета-версию клиента lnd, можно считать датой его официального запуска. Кроме того, в прошлом году был выпущен кошелек Eclair от французского стартапа ACINQ, а также состоялся бета-релиз c-lightning — имплементации Lightning Network от Blockstream.

Еще одним важным событием стал релиз Casa Node — физической Lightning-ноды от американского стартапа Casa, которая существенным образом снижает порог доступа к технологии, делая использование Lightning Network предельно простым для пользователей, не обладающих обширными техническими навыками.

Также Lightning Network все чаще используется для оплаты реальных товаров и услуг. Настоящим пионером в этом отношении стал шведский стартап Bitrefill, еще в марте 2018 года объявивший о возможности использования протокола для пополнения телефонных счетов и покупки подарочных ваучеров и сертификатов.

В январе 2019 Bitrefill также представил сервис Thor — услугу по открытию пустого канала в Lightning Network от собственной ноды стартапа. Собственная нода, к к которой могут подключиться пользователи.

Что ождать в будущем от Lightning Network?

Lightning Network — по-прежнему очень молодая технология, однако ей действительно пророчат большое будущее. Неуклонно растет емкость в сети, недавно превысив отметку в 700 BTC, число нод приближается к 6500, а число открытых каналов превысило уже 28 000.

Lightning Network что это и как работает?

Кроме того, технология открывает дорогу принципиально новым решениям вроде кроссплатформенных атомарных свопов, то есть моментальному прямому обмену монет одной сети на монеты другой без участия посредников в лице бирж и других обменных платформ. Так, еще в 2017 году в сети Lightning Network состоялась первая атомарная транзакция между биткоином и Litecoin.

Также можно ожидать скорой поддержки технологии в ряде платежных приложений. Пионером в этом направлении может стать Cash App, разрабатываемый компанией Square. Дополнительно о планах по внедрению Lightning Network объявили разработчики ориентированной на приватность пользователей криптовалюты Beam.