Lightning Network

Lightning Network è un sistema decentralizzato per micropagamenti istantanei ad alto volume che elimina il rischio di delegare la custodia di fondi a terze parti fidate.

Bitcoin, la valuta digitale più utilizzata e preziosa al mondo, consente a chiunque di inviare valore senza un intermediario o un depositario di fiducia. Bitcoin contiene un avanzato sistema di scripting che consente agli utenti di programmare le istruzioni per i propri fondi. Vi sono, tuttavia, alcuni inconvenienti del design decentralizzato di bitcoin.

Le transazioni confermate sulla blockchain bitcoin richiedono fino a un'ora prima che siano irreversibili.

I micropagamenti, o pagamenti inferiori a pochi centesimi, sono confermati in modo incoerente e le tariffe rendono tali transazioni non valide sulla rete oggi.

La rete Lightning risolve questi problemi. È una delle prime implementazioni di uno Smart Contract multiparte che utilizza lo scripting incorporato di bitcoin. La rete Lightning sta guidando lo sviluppo tecnologico nei calcoli finanziari multipartitici con bitcoin.

Pagamenti istantanei.

Bitcoin aggrega le transazioni in blocchi distanziati di dieci minuti l'uno dall'altro. I pagamenti sono ampiamente considerati sicuri su bitcoin dopo la conferma di sei blocchi, o circa un'ora. Sulla rete Lightning, i pagamenti non hanno bisogno di conferme di blocchi e sono istantanei e atomici. La rete può essere operativa presso i terminali di punti vendita al dettaglio, con transazioni da dispositivo a dispositivo dell'utente o ovunque siano necessari pagamenti istantanei.

Micropagamenti

Nuovi mercati possono essere aperti con la possibilità di effettuare micropagamenti. Lightning consente di inviare fondi fino a 0,00000001 bitcoin senza rischio di custodia. La blockchain bitcoin attualmente impone una dimensione di output minima molte centinaia di volte superiore e una tariffa fissa per transazione che rende i micropagamenti poco pratici. Lightning consente pagamenti minimi denominati in bitcoin, utilizzando le transazioni bitcoin attuali.

Scalabilità

La rete bitcoin dovrà supportare volumi di transazioni di ordini di grandezza superiore per soddisfare la domanda dei pagamenti automatici. Il prossimo aumento dei dispositivi connessi a Internet richiede una piattaforma per i pagamenti machine-to-machine e i servizi di micropagamento automatizzati.

Le transazioni di Lightning Network sono condotte sulla blockchain senza deleghe di trust e proprietà, consentendo agli utenti di effettuare transazioni quasi illimitate tra altri dispositivi.

Come funziona

I fondi vengono inseriti in un indirizzo bitcoin multifirma di due parti denominato "canale". Questo canale è rappresentato come una voce sul libro mastro pubblico bitcoin. Per spendere fondi dal canale, entrambe le parti devono concordare sul nuovo equilibrio. Il saldo corrente viene memorizzato come transazione più recente firmata da entrambe le parti, spesa dall'indirizzo del canale. Per effettuare un pagamento, entrambe le parti firmano una nuova spesa per le transazioni di uscita dall'indirizzo del canale. Così facendo, tutte le vecchie transazioni di uscita vengono invalidate.

La rete Lightning non richiede la collaborazione della controparte per uscire dal canale. Entrambe le parti hanno la possibilità di chiudere unilateralmente il canale, ponendo fine alla loro relazione. Poiché tutte le parti hanno più canali multisignure con molti utenti diversi su questa rete, è possibile inviare un pagamento a qualsiasi altra parte attraverso questa rete.

Incorporando il pagamento in base alla conoscenza di un hash crittografico sicuro, i pagamenti possono essere effettuati attraverso una rete di canali senza che sia necessario per una parte detenere una proprietà di fondi unilaterale. La rete Lightning consente ciò che prima non era possibile con i sistemi finanziari canonici vulnerabili ai monopoli - senza la necessità di fiducia e proprietà detentive, la partecipazione alla rete può essere dinamica e aperta a tutti.

Attraverso una rete di transazioni multifirma, qualsiasi partecipante alla rete Lightning è in grado di pagare chiunque altro all'interno del grafico dei partecipanti.

La tecnologia fondamentale di Lightning è un consenso locale di due parti, noto come canale di pagamento. Due parti inviano una quantità iniziale di Bitcoin in una transazione multifirma con un consenso locale sul saldo corrente assegnato tra i due partecipanti. Gli aggiornamenti all'assegnazione del saldo corrente possono essere effettuati solo con la collaborazione di entrambe le parti, utilizzando una nuova transazione che spende i fondi assegnati alla transazione multisignatura verso ciascuna parte.

Una transazione on-blockchain viene effettuata per depositare i fondi in un output multifirma. Prima di effettuare questa transazione, viene creata una transazione di rimborso, che restituisce il deposito originale a entrambe le parti. Dopo che la transazione è stata trasmessa onchain, il canale di pagamento è aperto e pronto per i trasferimenti. Quando si desidera aggiornare il saldo con un nuovo saldo, entrambe le parti devono consentire il nuovo equilibrio e generare una nuova spesa dalla transazione. In effetti, hanno creato numerose "doppie spese" da una transazione su onblockchain, ma hanno scelto di non trasmettere la spesa fino a quando nessuna delle parti vuole riscattare i propri fondi onchain.

Queste transazioni multifirma sono transazioni Bitcoin reali. Ciascuna parte può trasmettere in qualsiasi momento la transazione più recente, l'attuale stato di consenso locale, alla blockchain globale per riscattare il proprio saldo corrente di bitcoin. Poiché ciascuna delle parti può riscattare i fondi da questo canale in qualsiasi momento unilateralmente, senza richiedere alcuna collaborazione da parte di nessun altro, la transazione più recente è effettivamente il loro saldo corrente nel canale. Possono continuare ad aggiornare il canale con stati aggiornati senza interagire con la blockchain globale fino a quando non desiderano chiudere il canale. In altre parole, l'aggiornamento dello stato di consenso locale è perseguibile sullo stato di consenso globale.

L'aggiornamento dello stato della transazione locale è applicabile tramite la revoca reciproca dei vecchi stati.

Quando i saldi vengono aggiornati in un canale, lo stato precedente viene invalidato tramite un sistema di penalità. Dovrebbe essere trasmesso solo lo stato di equilibrio più recente, che passa dall'output della multifirma onchain.

Se una delle parti trasmette erroneamente un vecchio stato di transazione, la controparte può prendere tutti i fondi nel canale come penalità. Di conseguenza, entrambe le parti hanno un incentivo economico diretto a trasmettere solo lo stato della transazione più recente. Ciò si ottiene avendo una finestra di mediazione delle controversie onchain prima che i fondi possano essere dispersi. Lo stato di consenso globale, la blockchain Bitcoin, diventa un sistema di risoluzione delle controversie per lo stato di consenso locale off-chain.

Analogamente a come la stragrande maggioranza dei contratti legali viene rispettata senza andare in tribunale, i saldi nel canale sono concordati nello stato di consenso locale off-chain e hanno la possibilità di ricorrere alla transazione on-chain per estinguere il canale e risolvere le controversie.

L'innovazione della rete Lightning è l'uso di transazioni a tempo non crittografiche per consentire a molti canali di pagamento biparte di formare una rete connessa in cui i pagamenti possono essere inviati tra molti canali senza affidarsi ai nodi intermedi. La topologia è simile alle reti IP come Internet: i pacchetti vengono instradati su molti collegamenti fisici e i nodi finali comunicanti non si preoccupano del percorso finché i dati arrivano alla destinazione. Questo funziona tramite un timelock decrementale che consente a tutti i nodi intermedi lungo il percorso di routing di accettare fondi solo se lo inoltrano al partecipante successivo, utilizzando la divulgazione di preimmagini di hash crittografici.

Nella rete Lightning, i nodi non sono in grado di sequestrare i fondi che viaggiano attraverso i loro canali, anche se non riescono a inoltrare i pagamenti o rifiutano di eseguire azioni. Un nodo opera senza custodia di fondi di terze parti supportato da uno script crittografico limitato nel tempo.

Tutto questo è stato ottenuto offchain assumendo parti cooperative e applicato onchain quando la controparte non è cooperativa.

Attraverso questa rete di canali di pagamento interconnessi, Lightning fornisce una soluzione di micropagamenti scalabile e decentralizzata in cima alla blockchain Bitcoin.