Lightning-netwerk

Wat is het Lightning-netwerk?

Het bliksemnetwerk is een tweede laagtechnologie die op bitcoin wordt toegepast en die microbetalingskanalen gebruikt om het vermogen van de blockchain om transacties efficiënter uit te voeren, te schalen. Transacties die worden uitgevoerd op bliksemnetwerken zijn sneller, goedkoper en gemakkelijker bevestigd dan transacties die rechtstreeks op de bitcoin-blockchain (dwz on-chain ) worden uitgevoerd.

Door transacties weg te halen van de belangrijkste blockchain en ze off-chain te maken, is het bliksemnetwerk ontworpen om de bitcoin blockchain te verminderen en de bijbehorende transactiekosten te verlagen. Het bliksemnetwerk kan ook worden gebruikt om andere soorten transacties buiten de keten uit te voeren met uitwisselingen tussen cryptocurrencies. Het is bijvoorbeeld handig voor het faciliteren van atomaire swaps waarmee de ene cryptocurrency kan worden ingewisseld voor een andere zonder tussenkomst van een tussenpersoon, zoals cryptocurrency-uitwisselingen.

Inzicht in het Lightning Network

Het bliksemnetwerk werd voor het eerst voorgesteld door Joseph Poon en Thaddeus Dryja in 2015 en is sinds die tijd in ontwikkeling. Het probleem dat het verlichtingsnetwerk moest oplossen, is de trage transactietijd en doorvoer van bitcoin. Als het zijn potentieel wil bereiken om een ​​medium voor dagelijkse transacties te worden, zal bitcoin tienduizenden of honderdduizenden transacties per seconde moeten bereiken, vergelijkbaar met creditcards of elektronische betalingsnetwerken. Vanwege de aard van zijn gedecentraliseerde technologie die consensus vereist van alle knooppunten binnen zijn netwerk, is bitcoin in zijn huidige staat beladen met dergelijke problemen.

Het goedkeuren en opslaan van transacties wordt bijvoorbeeld duur en tijdrovend als hun aantal op het netwerk van bitcoin zich vermenigvuldigt. Een toename van het aantal transactieaantallen vereist ook een verbetering van de grootte van de verwerkingskracht van de computers die nodig zijn om transacties met bitcoin uit te voeren. Bovendien is de energie die nodig is om deze informatie te berekenen enorm, waardoor het onderhouden van bitcoin voor dagelijkse transacties onbetaalbaar duur wordt.

Het bliksemnetwerk stelde voor om het schaalprobleem op te lossen door een tweede laag op de belangrijkste blockchain van bitcoin te creëren. Die tweede laag bestaat uit meerdere betaalkanalen tussen partijen of bitcoin-gebruikers. Een bliksemnetwerkkanaal is een transactiemechanisme tussen twee partijen. Via kanalen kunnen de partijen betalingen van elkaar doen of ontvangen.

Deze transacties worden anders verwerkt in vergelijking met standaardtransacties die plaatsvinden op de blockchain van bitcoin. Ze worden alleen bijgewerkt op de hoofdblockchain wanneer twee partijen een kanaal openen en sluiten.

Tussen die twee handelingen kunnen de partijen eindeloos geld tussen elkaar verplaatsen zonder de belangrijkste blockchain te informeren over hun activiteiten. Deze aanpak versnelt de snelheid van een transactie aanzienlijk, omdat niet alle transacties door alle knooppunten binnen een blockchain hoeven te worden goedgekeurd. Individuele betalingskanalen tussen verschillende partijen vormen samen een netwerk van bliksemknooppunten die transacties onderling kunnen routeren. De resulterende onderlinge verbindingen tussen verschillende betaalkanalen is het Lightning Network. 

Hoe het Lightning Network werkt

Stel dat Alice een kanaal opent met haar favoriete coffeeshop en daar $ 100 aan bitcoin in stort. Haar transacties met de coffeeshop zijn direct omdat ze er een direct kanaal mee heeft.

Bob, die een ander kanaal heeft geopend met de supermarkt die hij het vaakst bezoekt, koopt ook koffie in de winkel van Alice. De verbinding tussen Alice, de coffeeshop en Bob zorgt ervoor dat Alice geld van haar saldo bij de coffeeshop kan gebruiken om boodschappen te kopen in de winkel van Bob. Evenzo kan Bob zijn saldo in de supermarkt gebruiken om transacties uit te voeren met bedrijven in het netwerk van Alice.

Als Bob zijn kanaal met de kruidenierswinkel sluit (en er zijn geen andere gemeenschappelijke klanten tussen de coffeeshop en de kruidenierswinkel), dan zal Alice een ander kanaal met de kruidenierswinkel moeten openen om daar aankopen te doen. Op deze manier wordt een web van transacties gecreëerd en gedecentraliseerd tussen meerdere bliksemknooppunten gerouteerd.  

Op een meer technisch niveau gebruikt het bliksemnetwerk slimme contracten en multisignature-scripts om zijn visie te implementeren. Een eerste transactie, de zogenaamde financieringstransactie, wordt gecreëerd wanneer een of beide partijen een kanaal financieren. In een typische omgeving met meerdere handtekeningen worden aanvankelijk twee hoofdsleutels (een openbare en een privé) uitgewisseld. De uitwisseling vergemakkelijkt de toegang en besteding van fondsen.

In het geval van een bliksemknooppunt worden de handtekeningen echter niet uitgewisseld. Dit wordt gedaan om te voorkomen dat de uitgaven van de financieringstransacties worden herkend door de belangrijkste blockchain. In plaats daarvan wisselen de twee partijen een enkele sleutel uit die wordt gebruikt om bestedingstransacties (ook wel toezeggingstransacties genoemd) onderling te valideren.

De twee partijen kunnen eindeloze verbintenistransacties uitvoeren tussen zichzelf en andere knooppunten op een bliksemnetwerk. Ze wisselen hun mastersleutels alleen uit als het kanaal tussen hen is gesloten.   

Zijn er kosten verbonden aan het gebruik van Lightning Network? 

Ja, er zijn transactiekosten verbonden aan het gebruik van het bliksemnetwerk. Ze zijn een combinatie van routeringskosten voor het routeren van betalingsinformatie tussen bliksemknooppunten en transactiekosten van bitcoin om kanalen te openen en te sluiten.

In november 2019 publiceerden wetenschappers van twee universiteiten in Hongarije en het Institute for Computer Science and Control een paper waarin ze vraagtekens zetten bij het vermogen van bliksemnetwerkbeheerders om transacties te blijven verwerken zonder de kosten drastisch te verhogen. De auteurs zeggen in hun samenvatting: “deelname is economisch irrationeel voor de meerderheid van de grote routeringsknooppunten die momenteel het netwerk bij elkaar houden. De verkeers- of transactiekosten moeten met ordes van grootte toenemen om betalingsroutering economisch haalbaar te maken.”

Wat zijn enkele problemen met het Lightning Network? 

Het meest voor de hand liggende probleem met bliksemnetwerken, die bedoeld zijn om te worden gedecentraliseerd, is dat ze kunnen leiden tot een replicatie van het hub-and-spoke-model dat kenmerkend is voor de huidige financiële systemen. In het huidige model zijn banken en financiële instellingen de belangrijkste tussenpersonen via welke alle transacties plaatsvinden.

Door meer open verbindingen met anderen te hebben, kunnen bliksemknooppunten voor prominente bedrijven vergelijkbare knooppunten of gecentraliseerde knooppunten in het netwerk worden. Een storing bij een dergelijke hub kan gemakkelijk een aanzienlijk deel van (of het hele) netwerk laten crashen.  

Een ander belangrijk probleem dat eerder werd genoemd, is de noodzaak om de vergoedingen te verhogen om het onderhoud van het netwerk economisch levensvatbaar te maken. Dit geldt niet alleen voor de knooppunten die het bliksemnetwerk zelf onderhouden, maar ook voor de domino-kosten van mogelijk hogere bitcoin-vergoedingen die naar het netwerk worden vertaald.

Bliksemnetwerken worden ook verondersteld kwetsbaar te zijn voor hacks en diefstallen, omdat ze altijd online moeten zijn. Als zodanig is koude opslag van munten geen optie omdat het netwerk dit niet toestaat.