По мере развития сети Биткоин, стало понятно, что пропускная способность этой системы может не справляться с нагрузками. И чем больше людей подключены к блокчейну, тем это вероятнее. И уже к 2015 году ситуация приобрела угрожающие масштабы – подтверждения транзакций приходилось ждать сутками, да и комиссия серьёзно возросла. Внедрение протокола SegWit несколько «разгрузило» каналы, но не решило проблему окончательно. Нужно было что-то более радикальное.
В 2015 году Джозеф Пун и Фаддус Дрийя предложили оригинальное решение - Lightning Network. Смысл его заключался в том, чтобы перенести функцию сбора информации о транзакциях и их верификации с самого Биткоина на протокол второго уровня, встраиваемый поверх основного.
Как это вообще должно работать?
Основной смысл сети лайтинг – создание множества платёжных каналов, по которым можно осуществлять транзакции вне сети биткоин, используя средства, хранимые в ней. При этом, взаимодействовать с основным протоколом нужно будет всего два раза – в момент открытия канала и перевода в него некоторого количества средств и блокчейна Биткоин, и во время закрытия, при котором в блокчейн большим единым блоком вносится информация обо всех осуществлённых в процессе работы канала транзакциях с его участием.
Платёжный канал создаётся между несколькими конкретными пользователями, на основе действующих в сети смарт-контрактов. Они создают что-то типа общего криптокошелька, куда переводят некоторые суммы криптовалюты, необходимой для работы. Каждая транзакция заверяется обеими сторонами процесса, поэтому вопрос взаимного доверия отпадает – без согласия всех сторон, изъять из кошелька желаемую сумму нельзя. Кроме того, это снижает нагрузку на сеть, поскольку больше не требует коллективного исполнения алгоритма консенсуса.
Поскольку Lightning Network является официальным протоколом, можно не сомневаться в том, что каждому из участников, использующих платёжный канал, и оправивших по завершению этого процесса отчёт о транзакциях, будет зачислено положенное количество биткоинов.
Маршрутизация
Прямой платёжный канал – это, конечно, хорошо, но есть и альтернативы. Сеть Lightning, за счёт использования смарт-контрактов, может подбирать наиболее эффективный и короткий «окольный» маршрут. Да, это может потребовать участия большого количества узлов, однако результат всё равно будет. Главное, чтобы в полученном платёжном канале был достаточный баланс средств.
Преимущества
- Возможность существенно уменьшить трафик, идущий через блокчейн Биткоин, за счёт использования внешних цепочек.
- Почти мгновенная транзакция, благодаря наличию двунаправленных платёжных каналов.
- Возможность работы с малыми суммами, а также – автоматизация микротранзакций, что крайне полезно для Machine-to-Machine экономики, в которой транзакции осуществляются вообще без вмешательства человека.
Недостатки
- Неспособность осуществлять платежи в офлайн-режиме. Адресат должен быть на связи и активен.
- Необходимость регулярной инспекции состояния платёжных каналов. Альтернатива – адекватный аутсорсинг.
- Система плохо приспособлена для крупных платежей. Просто потому, что у множества обрабатываемых цифровых подписей просто нет на счету должного баланса средств, чтобы выступать посредниками для крупных транзакций.
- Чтобы открыть новый платёжный канал, нужно внести более высокую плату за транзакции, нежели при стандартной работе.
Заключение
В теории, всё выглядит очень хорошо. Однако при реальных попытках интеграции сети Lightning и действующего протокола Биткоин, начались проблемы. Достаточно значительные, поскольку запланированный официальный запуск, назначенный на 15 марта 2018 года, был перенесён на неопределённый срок. Впрочем, бета-версия работает относительно успешно – количество узлов, её поддерживающих, постоянно увеличивается. И к осени 2018 года, например, составляло порядка 12500 различных платёжных каналов. Однако её эффективность всё ещё не подтверждена официально.
Но когда новая сеть таки будет запущена – это может стать переломным моментом не только для Биткоина, но и для других блокчейнов, регулярно сталкивающихся с проблемой масштабируемости.