Bitcoin Network vs. Lightning Network: Революционные технологии

Биткоин - это пионер среди цифровых валют, впервые реализовавший концепцию децентрализованной криптовалюты. Он позволил создать полностью электронную платежную систему без посредников. Однако с ростом масштабов сети Биткоин столкнулся с проблемами производительности.

Второй уровень, Lightning Network, предназначен для решения проблем масштабируемости Биткоина. Он позволяет осуществлять мгновенные микроплатежи с минимальными комиссиями за пределами основной блокчейн-цепи.

Сеть Биткойн: что это?

История Bitcoin Network

Сеть Bitcoin была создана в 2008 г. анонимным лицом или группой лиц под псевдонимом Сатоси Накамото. В 2009 году был добыт первый блок блокчейна Bitcoin, известный как блок Genesis. Именно эти события положили начало сети Bitcoin и ее развития.

За прошедшие годы сеть Bitcoin пережила значительный рост и развитие. Она привлекла внимание инвесторов, компаний и частных лиц во всем мире. Для биткойна, как криптовалюты, характерны как периоды быстрого роста цен, так и волатильность рынка. Тем не менее, биткойн остается наиболее известной и крупной криптовалютой в мире.

Среди ключевых преимуществ сети Bitcoin можно выделить следующие:

• Децентрализованная одноранговая сеть без единой точки отказа или контроля.
• Безопасные криптографические протоколы, такие как proof-of-work mining, обеспечивают безопасность, не требуя доверия к центральным органам власти. Так, proof-of-work требует от майнеров затрат вычислительной мощности для решения криптографических головоломок и поиска достоверного хэша для блоков.
• Прозрачная и неизменяемая бухгалтерская книга (блокчейн) позволяет любому человеку независимо подтверждать транзакции без посредников. Майнеры работают независимо друг от друга, но следуют одним и тем же правилам.
• Благодаря принципу анонимности пользователям не нужно раскрывать свои личные данные, что повышает конфиденциальность финансовых операций.
• Глобальный охват позволяет осуществлять транзакции между любыми двумя пользователями в мире при наличии подключения к Интернету.
• Программируемые смарт-контракты позволяют создавать децентрализованные приложения на базе сети.
• Неизменный и проверяемый ограниченный запас в 21 млн. биткоинов гарантирует, что валюта никогда не обесценится в результате инфляции. Однако некоторые готовы с этим поспорить.
• Низкие комиссии за транзакции по сравнению с такими альтернативами, как банковские переводы, позволяют осуществлять микроплатежи (например, 0,0000001 биткойн).
• Устойчивость к цензуре обеспечивает альтернативу для граждан стран, где существует контроль над движением капитала или проблемы с инфляцией.

Более подробно о всех компонентах сети Bitcoin и принципе работы мы рассказали в статье “Зачем нужен Bitcoin: подробности о создании крупнейшей криптовалюты и ее необходимости в современном мире”.

Меры безопасности

Для защиты сети и средств пользователей в Bitcoin применяется ряд мер безопасности. К ним относятся криптографическое шифрование, PoW и закрытые ключи.

Сама концепция децентрализации делает сеть более устойчивой к цензуре и атакам. Дополнительный плюс для тех, кто ищет альтернативу существующей в его стране финансовой системе, является анонимность и безопасность транзакций. Крупнейшие майнинговые пулы, объединяющие хэш-мощности, пока контролируют менее 50% мощностей, что делает атаку 51% нецелесообразной и дорогостоящей из-за необходимых ресурсов.

Так, для защиты транзакций и его владельцев используются криптографические алгоритмы. Для проверки транзакций используется криптография с открытым ключом, а подлинность транзакций обеспечивается цифровыми подписями. Без цифровой подписи осуществить транзакцию невозможно. И если подключена функция мульти подписи, то понадобиться подтверждение сразу нескольких пользователей. Это добавляет как большую осведомленность о расходовании и получении криптовалюты, так и повышенную безопасность проводимых платежей.

Механизм консенсуса Bitcoin, известный как PoW, требует от участников сети (майнеров) решения сложных математических задач для подтверждения транзакций и добавления их в блокчейн. Данный процесс обеспечивает включение в общую бухгалтерскую книгу только легитимных транзакций и предотвращает двойное расходование средств, с которой часто сталкиваются отправители и получатели электронных платежей.

Что касается доступа к цифровым активам, то пользователи контролируют свои средства с помощью закрытых ключей, которые, по сути, являются криптографическими кодами. Эти ключи используются для подписания транзакций и подтверждения права собственности. Важное правило для всех владельцев криптовалют: потеря закрытого (приватного) ключа означает потерю всех цифровых средств.

Для хранения ключей можно использовать горячие или холодные кошельки. Их главное различие - возможность подключения к сети Интернет. Горячие кошельки в большинстве своем бесплатны и их можно с легкостью установить, например, на смартфон. Они постоянно находятся в онлайн-статусе, что делает их более уязвимыми к взлому хакерами. Однако постоянное подключение к Интернету позволяет быстро осуществлять платежи. Холодные кошельки, или аппаратные кошельки, получают доступ к Интернету и, соответственно, к блокчейну только в момент непосредственного проведения транзакции. В остальное время он защищен от онлайн-взломов. Почему холодное хранение лучше, чем горячие кошельки?

Проблемы масштабируемости

Протокол Bitcoin имел ограничение на размер блока в 1 МБ, что приводило к ограниченному количеству транзакций, обрабатываемых в этом блоке. Как следствие данной проблемы - более высокие комиссии за транзакции и задержки во время повышенной активности пользователей сети.

Несмотря на то, что масштабируемость остается постоянной темой для обсуждения в сообществе Биткойн, в настоящее время предложены и реализованы варианты, не нарушающие принципы сети Bitcoin, но решающие проблему.

Одной из идей является увеличение размеров блока, однако это может нарушить систему с точки зрения ее централизации мощностей. Касаемо блоков было внедрено SegWit, что позволило отделить подписи транзакций от данных о них и тем самым увеличить “вмещаемость” блока.

Однако наиболее успешным предложением по решению проблемы масштабируемости стала сеть Lightning. Благодаря чему в скором времени появились Lightning кошельки, не уступающие традиционным вариантам.

Lightning Network: решение второго уровня

Концепция Lightning Network

Lightning Network - это решение для масштабирования второго уровня, построенное на основе и для блокчейна Bitcoin. Данная сеть создана (первое упоминание в 2016 году) для устранения ограничений масштабируемости сети Bitcoin путем обеспечения более быстрых и дешевых транзакций вне сети (off-chain). Она представляет собой сеть платежных каналов, позволяющих пользователям проводить несколько транзакций без записи каждой из них в блокчейн.

Более подробная информация в статье “Lightning Network: основные понятия и принцип работы”. В статье вы найдете подробную информацию о Hashed Timelock Contract, multi-hop платежах, маршрутизации и топологии сети.

Каналы и платежи

В сети Lightning Network между участниками устанавливаются платежные каналы. Эти каналы представляют собой туннели off-chain, по которым пользователи могут мгновенно и конфиденциально отправлять и получать средства. Канал открывается путем создания транзакции с несколькими подписями на блокчейне Bitcoin, в результате которой на канал выделяются определенное количество средств. Особенность Lightning Network заключается в том, что в блокчейн Биткойн записываются лишь первая и последняя транзакция и учитывается окончательный баланс участников сети.

Если кратко говорить о проведении платежей в Lightning Network, то процесс можно описать следующими этапами:

1. Открытие платежного канала осуществляется путем создания и трансляции транзакции Bitcoin on-chain, которая фиксирует средства между двумя сторонами в сети.
2. После подтверждения транзакции с фиксацией средств канал становится открытым и может использоваться для проведения транзакций в автономном режиме.
3. Для отправки криптовалюты плательщик создает и подписывает новую транзакцию, в которой указывает сумму, выплачиваемую получателю.
4. Подтвержденная транзакция отправляется по одноранговому протоколу получателю, обновляя его баланс.
5. Для всех последующих транзакций процесс повторяется до тех пор, пока не будет принято решение о закрытии канала.
6. Когда канал закрывается, в блокчейн передаются данные о последней проведенной транзакции, которая фиксирует окончательный баланс.

Скорость и стоимость транзакций

Транзакции в сети Lightning Network практически мгновенны, поскольку осуществляются вне цепи в рамках установленных платежных каналов.

Стоимость таких транзакций чаще всего оказывается ниже по сравнению с платежами в сети Биткойн. В Lightning Network комиссии за транзакции, как правило, минимальны, что можно объяснить отсутствием требования от майнеров подтверждения и включения их в блокчейн Bitcoin.

Кроме того, на транзакции сети Lightning не распространяются ограничения по перегрузке и размеру блока, существующие в основном блокчейне Bitcoin. В результате пользователи могут отправлять несколько транзакций в рамках одного платежного канала без взимания дополнительной платы за каждую транзакцию.

Соображения конфиденциальности

Сеть Lightning Network обеспечивает повышенную конфиденциальность по сравнению с on-chain транзакциями. Поскольку большинство транзакций происходит вне цепи и не записывается в блокчейн, они не раскрывают конкретную информацию об участниках каналов и суммах платежей.

Это обеспечивает дополнительный уровень конфиденциальности для пользователей Lightning Network. Однако стоит отметить, что конфиденциальность в Lightning Network не является абсолютной. Например, некоторые методы анализа сети могут выявить закономерности и корреляции, которые впоследствии могут нарушить конфиденциальность.

Как инвестировать в Lightning Network и зарабатывать?

Сеть Bitcoin vs. Сеть Lightning

Практическое применение сетей

Когда следует использовать сеть Bitcoin?

• Транзакции на крупные суммы. Сеть Bitcoin Network подходит для крупных транзакций, где безопасность и завершенность платежей имеют решающее значение. Если вы имеете дело со значительными суммами, то Bitcoin Network гарантирует, что транзакции будут записаны в блокчейн и обеспечат полную безопасность децентрализованной сети майнинга.
• Отсутствие требований к скорости проведения транзакции. Если вам необходимо произвести расчеты по транзакциям или платежам, которые не требуют немедленной скорости, то сеть Bitcoin Network обеспечивает надежный и признанный во всем мире механизм расчетов.
• Нежелание переходить на Lightning Network. Это также может быть причиной использования именно Bitcoin Network, как понятный и привычный способ работы с криптовалютными активами.

Для чего нужна Lightning Network? Для использования данной сети могут быть следующие причины:

• Небольшие и частые платежи, например покупки в магазинах, микротранзакции и др.
• Скорость и минимальные комиссии приоритетнее полной безопасности.
• Обе стороны имеют кошельки/приложения Lightning и открытый канал связи.
• Повторяющиеся или запланированные платежи между одними и теми же сторонами.
• Использование преимуществ масштабируемости Lightning для больших объемов платежей.

Развитие Lightning Network и Bitcoin Network

Lightning Network и Bitcoin Network за все время своего существования были несколько раз модифицированы под запросами пользователей и требованиями безопасности. Тем не менее, успешная реализация обеих сетей и популярность среди владельцев цифровых активов подразумевают их дальнейшее развитие.

Однозначно, Lightning Network продолжит наращивать мощности и количество узлов по всему миру по мере увеличения числа пользователей, которым требуются быстрый и недорогой процесс проведения транзакций. Успех сети также предполагает постепенное внедрение функционала во все большее число кошельков, бирж и платежных процессоров.

Естественно, у Lightning Network до сих пор есть некоторые недостатки с точки зрения безопасности и масштабируемости, что дает будущие векторы развития. Дальнейшее совершенствование эффективности маршрутизации, новых типов каналов и удобства использования, обеспечения больших объемов микроплатежей, новые приложения и т.п. могут ожидать пользователи Lightning Network.

Потенциальное обновление протокола базового уровня за счет мягких форков, таких как Taproot и агрегация подписей, рост хешрейта и количества узлов, продолжающееся развитие многоуровневой инфраструктуры вокруг биткойна, такой как хранилища, биржи и другие нововведения могут ожидать Bitcoin Network.

В целом, принципы децентрализации все чаще находят отклик и спрос у населения всего мира. Некоторые считают это технологией будущего, благодаря чему можно уйти от централизованных контролирующих финансовых организаций и обеспечить себя большей свободой. Однако и у каждой прорывной технологии всегда найдутся противники.