شبکه لایتنینگ بیت کوین (Lightning) چیست؟ چه مزایا و معایبی دارد؟

با توجه به ساز‌وکار بلاک‌چین بیت کوین، این شبکه از سرعت پایین و کارمزد بالای تراکنش‌ها رنج می‌برد. محققان، توسعه‌دهندگان و جامعه بیت‌کوین تلاش کرده‌اند تا راهی بیابند که بیت‌کوین و سایر ارزهای دیجیتال قادر به انجام تراکنش‌های بیشتری شوند. بهترین تلاش آنها تا به امروز حول یک فناوری به نام شبکه لایتنینگ (Lightning Network) متمرکز شده است. شبکه لایتنینگ با دور زدن بلاک چین اصلی بیت کوین سرعت تراکنش‌ها را بیشتر و در عین حال هزینه‌ها را کاهش می‌دهد.

شبکه لایتنینگ بیت کوین چیست؟

شبکه لایتنینگ لایه دومی است که به بلاک چین بیت کوین اضافه شده است و امکان تراکنش‌های خارج از زنجیره را فراهم می‌کند؛ یعنی تراکنش‌هایی بین قسمت‌هایی که در شبکه بلاک چین نیستند. لایه دوم از کانال‌های پرداخت متعدد بین طرفین یا کاربران شبکه بیت کوین تشکیل می‌شود. کانال شبکه لایتنینگ یک روش تراکنش دوطرفه است که در آن طرفین می‌توانند مبالغی را پرداخت یا دریافت کنند. لایه دوم ظرفیت برنامه‌های بلاکچین را با مدیریت تراکنش‌های خارج از شبکه اصلی بلاکچین (لایه اول) افزایش می‌دهد، در حالی که همچنان از الگوی غیر‌متمرکز امن و قدرتمند شبکه اصلی بهره می‌برد.

ظرفیت محدود مانع مهمی است که پذیرش گسترده ارزهای دیجیتال را محدود می‌کند و اگر به درستی برنامه‌ریزی شود، یک شبکه بلاک چین می‌تواند میلیون ها تا میلیاردها تراکنش را در کسری از ثانیه انجام دهد. لذا در این رابطه شبکه لایتنینگ قادر است با کارمزدهای بسیار پایین تراکنش‌ها و تسویه‌حساب‌های خارج از زنجیره را انجام دهد و با تسریع زمان پردازش، موارد استفاده جدیدی از جمله ریزپرداخت‌های فوری مانند معمای قدیمی خرید قهوه با ارزدیجیتال را امکان‌پذیر کند.

با وجود این اهداف، شبکه لایتنینگ همچنان برای حل مشکلات موجود تلاش می‌کند. علی رغم مزایای بسیار لایتنینگ مشکلات مختلفی مانند کارمزدهای مسیریابی پایین و حملات مخرب را نیز دارد. به عنوان مثال، برای باز کردن یا بستن یک کانال یا مسیریابی گره‌های (node) تأییدکننده تراکنش‌ها، کارمزد کمی وجود دارد.

حال سوالی که مطرح می‌شود این است که اگر هزینه مسیریابی بسیار کم است، چرا یک نود می‌خواهد تراکنش مذکور را اعتبارسنجی کند؟

پاسخ واضح و مبرهن این است که ماینرها اغلب تراکنش‌های بسیار کوچک را تأیید نمی‌کنند؛ زیرا برای اعتبارسنجی تراکنش‌های بی‌اهمیت، کارمزد کمتری می‌گیرند. در نتیجه معامله‌گران هزینه مسیریابی را می‌پردازند و ممکن است مجبور شوند مدت زیادی را قبل از تأیید تراکنش منتظر بمانند. در مورد حملات مخرب، یک معامله‌گر با نیت سوء می‌تواند کانال‌های پرداخت مختلف را راه‌اندازی کند و همه آنها را به یکباره ببندد. این کانال‌ها جهت اعتبارسنجی در مسیر کانال‌های قانونی قرار می‌گیرند و شبکه را شلوغ می‌کنند و در طول شلوغی، مهاجم می‌تواند قبل از اینکه طرف‌های قانونی از وضعیت آگاه شوند، اقدام به کسب سرمایه کند.

تاریخچه شبکه لایتنینگ

شبکه لایتنینگ در سال 2015 به دست دو محقق به نام‌های تادئوس درایجا (Thaddeus Dryja) و جوزف پون (Joseph Poon) در مقاله‌ای با عنوان شبکه لایتنینگ بیت کوین معرفی شد. نوشته‌های آنها بر اساس بحث‌های قبلی درباره کانال‌های پرداخت ساخته شده به دست ساتوشی ناکاموتو، خالق ناشناس بیت‌کوین، بود. ناکاموتو کانال‌های پرداخت را برای همکارش مایک هرن (Mike Hearn)، که مکالمات را در سال 2013 منتشر کرد، توضیح داد.

چکیده این مقاله یک پروتکل خارج از زنجیره متشکل از کانال‌های پرداخت را توصیف می‌کند. در کانال‌های پرداخت، دو طرف غیرقابل‌اطمینان می‌توانند یک دارایی را بدون ایجاد شلوغی در شبکه اصلی انتقال دهند؛ زیرا کانال‌ها خارج از زنجیره قرار دارند. کانال‌های خارج از زنجیره برای حل مشکل ظرفیت بیت کوین طراحی شده‌اند. پون و درایجا سپس توضیح دادند که تراکنش‌های ویزا در تعطیلات سال 2013 به 47000 تراکنش در ثانیه (TPS) رسید و برای اینکه سرعت بیت کوین به سرعت ویزا نزدیک شود، باید 8 گیگابایت تراکنش در هر بلوک را مدیریت کند که به هیچ وجه به توانایی‌های بلاک چین فعلی نزدیک نیست.

در ابتدا بیت کوین تنها می‌توانست 7 تراکنش در ثانیه انجام دهد. با فرض اینکه هر تراکنش حدود 300 بایت باشد و با توجه به اینکه بلاک‌های بیت‌کوین در آن زمان دارای محدودیت تراکنش یک مگابایتی بودند، مطمئناً ظرفیتی برای تقریباً 47000 تراکنش بیت‌کوین در یک بلاک وجود نداشت. کانال‌های پرداخت خارج از زنجیره شبکه لایتنینگ برای رفع کمبود ظرفیت بیت‌کوین ایجاد شده‌اند؛ زیرا این کانال‌ها امکان انجام تراکنش‌های مختلف و کوچک‌تر را بدون ازدحام شبکه فراهم می‌کنند.

شبکه لایتنینگ چگونه کار می‌کند؟

این پروتکل ایجاد یک کانال پرداخت همتا به همتا (peer to peer) را بین دو طرف، مثل مشتری و کافی شاپ، امکان‌پذیر می‌کند. سپس کانال ایجادشده به آنها اجازه می‌دهد که تعداد نامحدودی از تراکنش‌های تقریباً فوری و ارزان را ایجاد کنند. این عمل به عنوان یک لجر کوچک برای کاربران عمل می‌کند تا برای کالاها و خدمات حتی کوچک‌تر، مانند خرید قهوه، بدون تأثیر بر شبکه بیت کوین هزینه‌ها را پرداخت کنند.

برای ایجاد یک کانال پرداخت، پرداخت‌کننده باید مقدار مشخصی بیت کوین را در شبکه قفل و محدود کند. هنگامی که بیت کوین قفل می‌شود، دریافت‌کننده می‌تواند مقادیری از آن را به دلخواه خود فاکتور کند. اگر مشتری تمایل به باز نگه داشتن کانال داشته باشد، می‌تواند انتخاب کند که به طور مداوم به موجودی بیت کوین اضافه کند.

با استفاده از کانال شبکه لایتنینگ هر دو طرف می‌توانند با یکدیگر معامله کنند. برخلاف تراکنش‌های معمولی در بلاکچین بیت کوین، برخی از این تراکنش‌ها به گونه‌ای متفاوت مدیریت می‌شوند. به عنوان مثال به‌روزرسانی بلاک چین اصلی زمانی اتفاق می‌افتد که دو طرف یک کانال را باز و بسته ‌کنند.

دو طرف می‌توانند بدون درگیر کردن بلاک چین اصلی، به طور نامحدود وجوه را بین خود انتقال دهند. از آنجایی که همه تراکنش‌های درون یک بلاک نیازی به تأیید همه نودها ندارند، این استراتژی به طور قابل‌توجهی زمان تراکنش‌ها را تسریع می‌کند. نودها یا گره‌های شبکه لایتنینگ با قابلیت مسیریابی تراکنش‌ها با ترکیب کانال‌های پرداخت اختصاصی بین طرف‌های مربوطه تشکیل می‌شوند.

در نهایت زمانی که دو طرف تصمیم به پایان معامله گرفتند، می‌توانند کانال را ببندند. سپس تمام اطلاعات کانال در یک تراکنش ادغام می‌شود و برای ذخیره به شبکه اصلی بیت کوین ارسال می‌گردد.

به عنوان مثال، فرض کنید مایک هر روز به یک کافی شاپ محلی می‌رود و می‌خواهد با بیت کوین پرداخت کند. او باید برای هر فنجان قهوه یک تراکنش کوچک انجام دهد اما به دلیل مشکلات ظرفیت بیت‌کوین، اعتبار این تراکنش بیش از یک ساعت طول می‌کشد. مایک همچنین باید هزینه‌های بالای شبکه بیت کوین را بپردازد؛ حتی اگر یک تراکنش کوچک انجام دهد.

با استفاده از شبکه لایتنینگ مایک می‌تواند یک کانال پرداخت با کافی شاپ باز کند. هر خرید مایک در آن کانال ثبت و همچنان به فروشگاه پول پرداخت می‌شود. این تراکنش، ارزان یا احتمالاً رایگان و همچنین فوری است.

مزایای شبکه لایتنینگ

علاوه بر مزایای ذکرشده، شبکه لایتنینگ به بلاکچین بیت کوین متصل است و به صورت یک لایه در بالای آن وجود دارد. این اتصال به این معنی است که شبکه لایتنینگ همچنان از پروتکل‌های امنیتی بیت کوین بهره می‌برد. کاربران می‌توانند از بلاک‌چین اصلی برای تراکنش‌های بزرگ‌تر و از زنجیرۀ‌ خارج از شبکه لایتنینگ برای تراکنش‌های کوچک‌تر، بدون نگرانی در مورد امنیت، استفاده کنند. کانال‌های پرداخت شبکه لایتنینگ نیز تراکنش‌های خصوصی را ارائه می‌کنند؛ زیرا ناظران نمی‌توانند هر تراکنش فردی را بررسی کنند و فقط بسته کلی را دارند.

جوانب منفی شبکه لایتنینگ

هر شخص برای استفاده از شبکه لایتنینگ باید یک کیف پول سازگار با آن پیدا کند. پیدا کردن کیف پول سازگار با شبکه لایتنینگ آسان است اما برای واریز وجوه به این نوع کیف پول‌ها، کاربر باید از یک کیف پول سنتی بیت کوین استفاده کند. تراکنش اولیه از کیف پول سنتی به کیف پول شبکه لایتنینگ هزینه دارد؛ بنابراین کاربران مقداری بیت کوین را برای تعامل با پروتکل از دست می‌دهند. ارسال بیت کوین بین کیف پول‌ها می‌تواند آزاردهنده و گران باشد و برای کاربران جدیدتر حتماً آزاردهنده است. با این حال برخی از کیف پول‌ها می‌توانند پرداخت‌های درون زنجیره‌ای و خارج از زنجیره را بدون پرداخت کارمزد مدیریت کنند و احتمالاً این روند در طول زمان بهبود می‌یابد.

آینده شبکه لایتنینگ

خوشبختانه پذیرش شبکه لایتنینگ رو به رشد است. بر اساس اطلاعات DappRadar بیش از 110 میلیون دلار بیت کوین وجود دارد که در شبکه لایتنینگ قفل شده است. این افراد می‌توانند کسانی باشند که از اپلیکیشن‌ها استفاده می‌کنند، بهای کالاها و خدمات را می‌پردازند یا شرط‌بندی می‌کنند.

شایان ذکر است که توسعه لایتنینگ به عنوان راه‌حل لایه دوم در پروژه‌های مختلف گسترش یافته است. صرافی‌های ارزهای دیجیتال نیز شروع به پشتیبانی از این پروتکل کرده‌اند و شبکه لایتنینگ را تا حد امکان به بسیاری از معامله‌گران معرفی می‌کنند. صرافی‌هایی که با شبکه لایتنینگ یکپارچه شده‌اند، به معامله‌گران این امکان را می‌دهند که مقادیر کمتری از بیت کوین را به صورت ارزان و فوری (حتی زمانی که شبکه شلوغ است) برداشت کنند. بدون شبکه لایتنینگ کاربران ممکن است به دلیل فناوری سنتی بیت کوین از کارمزدهای بالای تراکنش‌ها و زمان انتظار رنج ببرند.

خلاصه مطالب

شبکه لایتنینگ یک پروتکل پرداخت لایه 2 است که در بالای بلاک چین بیت کوین قرار گرفته است. هدف این شبکه فعال کردن تراکنش‌های سریع بین نود‌های شرکت‌کننده و ایجاد راه‌حلی برای مشکل بیت کوین است. این شبکه یک سیستم همتا به همتا برای انجام پرداخت‌های خرد ارزهای دیجیتال از طریق شبکه‌ای از کانال‌های پرداخت دوطرفه است. استفاده معمولی از شبکه لایتنینگ شامل باز کردن یک کانال پرداخت با انجام یک تراکنش دریافت وجه از بلاک چین پایه (لایه 1) و سپس قفل کردن این وجه و انجام هر تعداد تراکنش در شبکه لایتنینگ است. این تراکنش‌های خرد تا زمان باز بودن کانال به بلاکچین اصلی انتقال نمی‌یابند و با بسته شدن کانال، ورژن نهایی آن به بلاک چین مربوطه متصل می‌شود.