Lightning Network (LN) - открытый протокол, который использует блокчейн и смарт контракты, чтобы сделать транзакции дешевыми и быстрыми для людей по всему миру.
Общая информация
Протокол решает проблему масштабируемости блокчейна биткоина, а именно: пропускная способность сети биткоина около 7 транзакций в секунду, но как только мемпул перезагружается дешевыми транзакциями, в приоритет вступает сила комиссии - кто больше готов заплатить, тот и первый, а все остальные в конец очереди. Ожидание может быть от нескольких десятков минут до нескольких дней. Что вы делаете когда видите большую очередь, да все верно - уходите в свободную дверь, которой в инфраструктуре блокчейна биткоина выступает Lightning Network.
Задача этой сети - ускорение платежей без делегирования владения ценностями третьей стороне, а также объединение различных криптовалют в единую сеть с пограничными точками в виде децентрализованных бирж.
Развитие
В течение нескольких лет Lightning Network прошла несколько стадий развития:
1. Идеи платежных каналов, что было впервые описано Сатоши Накамото в личном письме одному из активных разработчиков протокола биткоина.
2. Концепции в 2016 году, авторами которой являются Joseph Poon и Tadge Dryja.
3. Начальной реализации компаниями Lightning Labs, Blockstream, ACINQ на основе представленной концепции (смотреть табл. ниже)
4. Разработки спецификации, которая описывает в деталях протокол взаимодействия между узлами. Сейчас находиться в постоянном усовершенствовании разработчиками.
Разработчики
Lightning Labs
2016, USA, California
Elizabeth Stark - Co-founder and CEO
Olaoluwa Osuntokun - Co-founder and CTO
LN Daemon (LND) - наиболее эффективная реализация протокола LN обеспечивает превосходную надежность, совместимость и безопасность для следующего поколения финансовых приложений глобального масштаба. lnd использует возможности параллелизма, производительности и эффективности языка программирования Go
Neutrino - открытая платформа, которая позволяет пользователям с мобильными устройствами быстро и легко выполнять транзакции Lightning Network. Neutrino предоставляет «легким клиентам» безопасность и конфиденциальность, которые не были доступны с использованием предыдущих концепций легкого клиента (таких как Bitcoin’s BIP 37 bloom filters).
Blockstream
2014, USA, California
Adam Back - Co-founder
Lightning Networks
Сотрудничество с лидерами отрасли в создании и усовершенствовании системы микроплатежей LN. Реализовали c-lightning - код и спецификация для развертывания Lightning Network на Bitcoin, и это дает возможность использовать простой Light Restrarge HTTP Rest API
Pieter Wuille - Co-founder
Erik Svenson - Co-founder and COO
Jonathan Wilkins - Co-founder and CSO
Jorge Timón -Co-founder
Hammie Hill - Co-founder and CFO
Liquid - быстрая, конфиденциальная и безопасная передача биткоинов для обеспечения ликвидности трейдерам
ACINQ
2014, France, Paris
Pierre-Marie PADIOU - Co-founder and CEO
Fabrice Drouin - Co-founder and CTO
Eclair - кошелек для Bitcoin с реализованной функцией LN
BitFury
2011, USA, California
Valery Vavilov - Co-founder and CEO
Valery Nebesny - Co-founder and CTO
LightningPeach - Открытый протокол для упрощения использования LN
Flare - Гибридный вариант алгоритма маршрутизации в LN
Технологические аспекты
Lightning Network является off-chain сетью P2P платежей, поверх on-chain сети биткоин.
Два основных элемента любой peer-to-peer сети являются узел и соединение:
• Узел
• Платежный канал
Каждый узел имеет возможность принимать и отправлять платежи, а также выступать в роли проводника платежей (хаб), получая за это комиссию. Отправить платеж от одного участника сети к другому можно только в случае наличия пути, состоящего из платежных каналов, соединяющего получателя и отправителя. Посредством возможности взятия комиссии за проведение платежа, в сети стимулируется создание узлов, которые соединяют между собой множество других пользователей. В качестве таких узлов могут выступать биржи и онлайн-кошельки, а также другие организации, которые будут строить свои услуги на основе данной технологии.
В биткоин-сети узлы обмениваются данными о транзакциях и блоках, а также сетевыми адресами друг друга. При этом достигается консенсус и формируется общая база данных. Кроме полных узлов, в сети биткоина существуют облегченные узлы, которые получают только необходимую для них информацию, без обработки и хранения всей истории.
В сети Lightning узлы не обмениваются готовыми транзакциями и не достигают консенсуса. Но для них также важно обновлять информацию о состоянии друг друга и обмениваться сообщениями для поддержания работы внутри платежных каналов. Стоит отметить, что сеть Lightning не однородна. Поскольку есть узлы с большей и меньшей нагрузкой, а также узлы с непостоянной активностью. В сети существуют хабы, и они справляются с большой нагрузкой. А обычные пользователи могут открывать в лучшем случае один или два платежных канала, причем с одним из таких хабов.
Так происходит, потому что для открытия каждого платежного канала нужно заморозить определенное количество монет, тогда принимать и отправлять платежи возможно только в рамках ограниченной суммы. Если обычный пользователь разделит свои монеты на несколько частей и откроет несколько каналов, то фактически он получит очень малое окно для платежа в каждом из каналов по сравнению с изначальной суммой. В то же время хабами могут выступать крупные организации, например разработчики кошельков, централизованные биржи или популярные мерчанты. Они могут себе позволить поддержание большого числа каналов, открытых на крупные суммы и продолжительные промежутки времени, не уходя в оффлайн.
Использование LN пользователями
Для того, чтобы использовать Lightning Network, нужно загрузить соответствующий кошелек. Через какое-то время все больше и больше кошельков будут интегрировать Lightning. Даже кошельки, которые вы используете сейчас, должны в конечном счете реализовать технологию.
Примеры кошельков:
Lightning Wallet
Это приложение имеет автономный кошелек SPV Bitcoin с полностью функциональным встроенным узлом Lightning. Он позволяет отправлять и получать регулярные транзакции в сети, а также оффчейн-платежи.
Lightning Wallet — полностью автономное приложение, то есть ключи не передаются на сервер, а хранятся на устройстве.
Это первый кошелек Lightning, который предлагает защиту от потери данных вне сети: в случае чрезвычайных ситуаций, таких как потеря телефона, вам понадобится только мнемоническая фраза, чтобы восстановить как биткоин-баланс, так и баланс на цепи Lightning.
Обязательно сохраните мнемоническую фразу, когда создаете новый кошелек.
После создания кошелька на блокчейне можно открывать каналы оплаты вне сети и использовать их для отправки платежей через сеть Lightning.
• Открытие нового платежного канала блокирует некоторое количество монет. Их используют для отправки и получения платежей. Минимальное количество — 300 000 сатоши, или примерно 20 долларов. Вы можете закрыть платежный канал и вернуть остальную часть заблокированных монет обратно в кошелек на блокчейне в любое время.
При принудительном закрытии платежного канала (без разрешения другой стороны) баланс вернется на кошелек через 144 блока (примерно сутки).
Также через кошелек можно получать комиссии за обработку транзакций.
• Переводы без запущенной ноды можно получать/проводить по QR-коду.
Официальный сайт: http://lightning-wallet.com/
Кошелек Zap
Zap — бесплатный кошелек Lightning Network, с понятным и удобным интерфейсом на Electron + React + Redux. Разрабатывался при консультациях с Lightning Labs. Автор кошелька распространяет его с открытым исходным кодом.
Сегодня доступен для macOS, Windows и Linux. В разработке приложение для мобильных.
Через Zap можно подключаться к пирам, открывать каналы, проводить платежи. Инструкция от создателя на видео
Официальный сайт
Eclair Wallet
Eclair Wallet создан специально для поддержки Lightning. Он может использоваться как обычный кошелек для хранения биткоинов и подключаться к сети Lightning для дешевых и мгновенных платежей.
Это программное обеспечение основано на eclair и соответствует стандарту Lightning Network.
Доступен на Google Play только для Android-устройств. Доступны только исходящие каналы: вы можете оплачивать LN, но не можете получать или пересылать платежи. Для полного функционала LN нужна полная нода — Eclair Node.
Официальный сайт: https://acinq.co/
Карта запущенных нод и открытых каналов
Количество нод - 4063 с открытыми каналами, 59 без канала
Количество каналов - 39 440
ТОП 10 компаний по количеству открытых каналов
Объем в сети LN - 1049.823 BTC
Примеры работающих сервисов сети LN
CoinGate – Процессинговый сервис. Покупка, продажа и интеграция платежей BTC
Bitreffil – Пополнение баланса мобильных телефонов криптовалютами
Living Room of Satoshi – Оплата ежедневных счетов в Австралии
Satoshi's Place – Приспособленные микроплатежи для рисования
http://lightning-wallet.com/ – Кошелек
https://zap.jackmallers.com/ – Кошелек
https://acinq.co/ – Кошелек
https://www.lightningspin.com/ – Игра
https://bitcoinvisuals.com/lightning – Статистика сети
https://lnmainnet.gaben.win/ – Визуализация
*больше информации тут
Сложности применения
– Недостаточное распространение среди компаний принимающих криптовалюту
– отсутствие рентабельности
– малая заинтересованность пользователей, вопрос времени
– отсутствие децентрализации в связи большой концентрацией нод в нескольких участников сети
– ограничение по сумме транзакций
– в случае ухода ноды в офлайн при открытом платежном канале возможно мошенничество
– уход в оффлайн больших узлов может обрушить сеть LN
LN как бизнес
– Запуск узлового хаба (на данный момент убыточен)
Для настройки узлового хаба в LN необходимо провести установку софта на персональном или виртуальном сервере согласно п. 3.2 вариант 1. В последующем создать платежные каналы с разными узлами. Заработок будет в виде комиссии за использование каналов. Комиссию выставляет владелец узла.
– Создание инфраструктурного проекта на LN
Здесь суть в создании кошельков, децентрализованных бирж с поддержкой сети LN, сервисов для применения при посекундной оплате видео, прослушивание аудио, оплата за посты в соцсетях, торрентов
– Создание сервисов с возможностью платы через LN (игры,...)
Создание игр, онлайн казино с возможностью моментальной оплаты.
– Создание и запуск децентрализованных бирж
Возможно, одним из самых ожидаемых приложений поверх сети Lightning Network являются децентрализованные биржи — узлы, которые соединяют сети разных криптовалют. Для реализации Lightning Network необходимы такие элементы, как multisig, time-lock, htlc. Мы раскроем эти понятия в технических статьях цикла. Важно то, что эти базовые элементы есть практически во всех системах смарт-контрактов криптовалют, и вследствие этого Lightning Network может быть построена поверх разных криптовалют и соединять их между собой. Скорость децентрализованных бирж будет сравнима с их централизованными аналогами. Одним из минусов является то, что она может оперировать только с криптовалютами, поверх которых построен Lightning Network.
Вывод
Lightning Network - технология для BTC, которая имеет перспективу применения в качестве полноценной платежной платформы при дальнейшем развитии и повсеместном внедрении.На данном этапе технология «сырая» и проходит этап тестирования «вживую». Не очень интересна инвесторам, поскольку заработок низок по сравнению с затратами на запуск и содержание узла в сети. Поддерживается в основном разработчиками и энтузиастами децентрализованных систем. Требует усовершенствования и проработки методов получения выгоды для всех бизнес-моделей. Это достижимо при активном изменении технической и финансовой структуры - тогда появится возможность экспоненциального роста сети, а также возможность более широкого применения в сервисах и обычными пользователями.
Глоссарий
* 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.
* Узел, нода – может пониматься мобильное приложение / десктоп программа / серверное ПО, которое поддерживает протокол общения Lightning Network. Одним из таких примеров является реализация на языке Go. Каждый узел имеет возможность принимать и отправлять платежи, а также выступать в роли проводника платежей (хаб), получая за это комиссию. Отправить платеж от одного участника сети к другому можно только в случае наличия пути, состоящего из платежных каналов, соединяющего получателя и отправителя.
* Платежный канал – отношение между двумя пользователями, зафиксированное в блокчейне и регулируемое смарт-контрактом, которое позволяет обмениваться деньгами между двумя участниками в быстром формате без использования блокчейна.
* Хеш-контракт – временной блокировки HTLC (hash-time-lock-contracts) - контракты представляют собой несложную, но при этом очень эффективную конструкцию, позволяющую создавать платежи с определенным "сроком годности". htlc-контракт состит из 2ух частей: проверки хеша и проверки истечения определенного времени.
* Хаб – это узел, который открывает много платежных каналов с участниками сети.
* Мультисиг – это сокращение от английского Multisignature, что означает в контексте финтеха — несколько подписей для выполнения операции. Часто вместо слова “подпись” используется слово “ключ”. В технологии блокчейн для совершения операции, которая потом будет записана в распределенный реестр, стандартно требуется два ключа. Один ключ — это адрес получателя, куда направляются средства. Он является открытым и может передаваться другим людям. Второй ключ (private key) — это цифровая подпись владельца средств. Она содержится тайно и не должна быть известна посторонним.
