По мірі розвитку мережі біткоін, стало зрозуміло, що пропускна здатність цієї системи може не справлятися з навантаженнями. І чим більше людей підключені до блокчейну, тим це ймовірніше. І вже до 2015 року ситуація набула загрозливих масштабів - підтвердження транзакцій доводилося чекати цілодобово, та й комісія серйозно зросла. Впровадження протоколу SegWit дещо «розвантажило» канали, але не вирішило проблему остаточно. Потрібно було щось більш радикальне.
У 2015 році Джозеф Пун і Фаддус Дрійя запропонували оригінальне рішення - Lightning Network. Його сенс полягав в тому, щоб перенести функцію збору інформації про транзакції і їх верифікацію з самого біткоіну на протокол другого рівня, вбудований поверх основного.
Як це взагалі повинно працювати?
Основний сенс мережі лайтінг - створення безлічі платіжних каналів, за якими можна здійснювати транзакції поза мережею біткоін, використовуючи кошти, що зберігаються в ній. При цьому, взаємодіяти з основним протоколом потрібна буде всього два рази - в момент відкриття каналу і переказу в нього певної кількості коштів і блокчейна біткоін, і під час закриття, при якому в блокчейн великим єдиним блоком вноситься інформація про всі здійснені в процесі роботи каналу транзакції з його участю.
Платіжний канал створюється між декількома конкретними користувачами, на основі діючих в мережі смарт-контрактів. Вони створюють щось типу загального криптогаманця, куди переводять деякі суми криптовалюти, необхідної для роботи. Кожна транзакція завіряється обома сторонами процесу, тому питання взаємної довіри відпадає - без згоди всіх сторін, вилучити з гаманця бажану суму не можна. Крім того, це знижує навантаження на мережу, оскільки більше не вимагає колективного виконання алгоритму консенсусу.
Оскільки Lightning Network є офіційним протоколом, можна не сумніватися в тому, що кожному з учасників, що використовують платіжний канал, і відправивших по завершенню цього процесу звіт про транзакції, буде зараховано належну кількість біткоінів.
Маршрутизація
Прямий платіжний канал - це, звичайно, добре, але є і альтернативи. Мережа Lightning, за рахунок використання смарт-контрактів, може підбирати найбільш ефективний і короткий «обхідний» маршрут. Так, це може потребувати участі великої кількості вузлів, однак результат все одно буде. Головне, щоб в отриманому платіжному каналі був достатній баланс коштів.
Переваги
- Можливість істотно зменшити трафік, що йде через блокчейн Біткоін, за рахунок використання зовнішніх ланцюжків.
- Майже миттєва транзакція, завдяки наявності двонапрямлених платіжних каналів.
- Можливість роботи з малими сумами, а також - автоматизація мікротранзакцій, що вкрай корисно для Machine-to-Machine економіки, в якій транзакції здійснюються взагалі без втручання людини.
Недоліки
- Нездатність здійснювати платежі в офлайн-режимі. Адресат повинен бути на зв'язку і активний.
- Необхідність регулярної інспекції стану платіжних каналів. Альтернатива - адекватний аутсорсинг.
- Система погано пристосована для великих платежів. Просто тому, що у безлічі оброблюваних цифрових підписів немає на рахунку належного балансу коштів, щоб виступати посередниками для великих транзакцій.
- Щоб відкрити новий платіжний канал, потрібно внести більш високу плату за транзакції, ніж при стандартній роботі.
Висновок
У теорії, все виглядає дуже добре. Однак при реальних спробах інтеграції мережі Lightning і діючого протоколу Біткоін, почалися проблеми. Досить значні, оскільки запланований офіційний запуск, призначений на 15 березня 2018 року, був перенесений на невизначений термін. Втім, бета-версія працює відносно успішно - кількість вузлів, які її підтримують, постійно збільшується. І до осені 2018 року, наприклад, становила близько 12500 різних платіжних каналів. Однак її ефективність все ще не підтверджена офіційно.
Але коли нова мережа таки буде запущена - це може стати переломним моментом не тільки для Біткоіну, але і для інших блокчейнів, що регулярно стикаються з проблемою масштабованості.