کانال شبکه لایتنینگ در بیت کوین چیست و چگونه کار می کند؟

شبکه لایتنینگ (Lightning Network) لایه دومی بوده که به بلاک چین بیت کوین (BTC) اضافه شده است که امکان تراکنش های خارج از زنجیره را فراهم می کند، یعنی تراکنش‌های بین طرف هایی که در شبکه بلاک چین نیستند. کانال‌های پرداخت متعدد بین طرفین یا کاربران بیت کوین لایه دوم را تشکیل می دهند. کانال شبکه لایتنینگ یک روش تراکنش دو طرفه است که در آن طرفین می توانند از یکدیگر مبالغی را انجام دهند یا دریافت کنند. لایه دو مقیاس‌پذیری برنامه‌های بلاک چین را با مدیریت تراکنش‌های خارج از شبکه اصلی بلاک چین (لایه اول) افزایش می‌دهد، در حالی که همچنان از الگوی امنیتی غیرمتمرکز قدرتمند شبکه اصلی بهره می‌برد.

شبکه لایتنینگ در بیت کوین

مقیاس پذیری مانع مهمی است که پذیرش گسترده ارزهای دیجیتال را محدود می کند. اگر به درستی مقیاس بندی شود، یک شبکه بلاک چین می تواند میلیون ها تا میلیاردها تراکنش را در ثانیه انجام دهد (TPS). در این زمینه، شبکه لایتنینگ با انجام تراکنش‌ها و تسویه‌حساب‌های خارج از زنجیره، کارمزدهای پایینی را دریافت می‌کند و موارد استفاده جدیدی مانند پرداخت‌های خرد فوری را امکان‌پذیر می‌کند که می‌تواند معمای سنتی «آیا می‌توانی قهوه با ارز دیجیتال بخری» را حل کند، زمان پردازش را تسریع کند و هزینه‌ها را کاهش دهد. (هزینه های انرژی) مرتبط با بلاک چین بیت کوین.

با این حال، در حالی که هدف وجود دارد، شبکه لایتنینگ همچنان برای حل این مشکل تلاش می کند و حتی مشکلات مختلفی مانند هزینه های مسیریابی پایین و حملات مخرب را معرفی می کند. به عنوان مثال، برای باز کردن و بستن یک کانال پرداخت هزینه کمی وجود دارد. فراتر از این کارمزدهای کوچک، هزینه‌های مسیریابی است که به سمت گره‌هایی می‌رود که تراکنش‌ها را تأیید می‌کنند.

حال، این سوال مطرح می شود: اگر هزینه مسیریابی بسیار کم است، چرا یک گره می خواهد تراکنش مذکور را اعتبار سنجی کند؟

پاسخ روشن این است که ماینرها اغلب تراکنش‌های کوچک‌تر را تأیید نمی‌کنند، زیرا برای اعتبارسنجی تراکنش‌های بی‌اهمیت، کارمزد کمتری دریافت می‌کنند. در نتیجه، معامله گران هزینه مسیریابی را می پردازند و ممکن است مجبور شوند مدت زیادی را قبل از تایید تراکنش منتظر بمانند. در مورد حملات مخرب، یک بازیگر بد می تواند کانال های پرداخت مختلف را راه اندازی کند و همه آنها را به یکباره ببندد. سپس آن کانال ها باید اعتبار سنجی شوند که در مسیر کانال های قانونی قرار می گیرند و شبکه را شلوغ می کنند. در طول شلوغی، مهاجم می‌تواند قبل از اینکه طرف‌های قانونی از وضعیت آگاه شوند، پول جمع کند.

تاریخچه شبکه لایتنینگ

شبکه لایتنینگ در سال 2015 توسط دو محقق، تادئوس درایجا و جوزف پون، در مقاله ای با عنوان “شبکه لایتنینگ بیت کوین” پیشنهاد شد. نوشته‌های آن‌ها بر اساس بحث‌های قبلی درباره کانال‌های پرداخت ساخته شده توسط ساتوشی ناکاموتو، خالق ناشناس بیت‌کوین بود. ناکاموتو کانال های پرداخت را برای توسعه دهنده همکار مایک هرن، که مکالمات را در سال 2013 منتشر کرد، توضیح داد.

چکیده مقاله یک پروتکل خارج از زنجیره متشکل از کانال های پرداخت را توصیف می کند. در کانال های پرداخت، دو طرف غیرقابل اعتماد می توانند ارزش را بدون شلوغی شبکه اصلی انتقال دهند، زیرا کانال ها خارج از زنجیره وجود دارند. کانال های خارج از زنجیره برای حل مشکل مقیاس پذیری بیت کوین طراحی شده اند. برای اینکه بیت کوین به TPS  ویزا نزدیک شود، باید هشت گیگابایت تراکنش در هر بلوک را مدیریت کند که به هیچ وجه به توانایی های بلاک چین فعلی نزدیک نیست. . در ابتدا، بیت کوین تنها می‌توانست هفت تراکنش را در ثانیه انجام دهد، با فرض اینکه هر تراکنش حدود 300 بایت باشد. بعلاوه، بلاک‌های بیت‌کوین در آن زمان دارای محدودیت تراکنش یک مگابایتی بودند، بنابراین مطمئناً جایی برای تقریباً 47000 تراکنش بیت‌کوین وجود نداشت که در یک بلوک قرار گیرند. کانال‌های پرداخت خارج از زنجیره شبکه لایتنینگ برای رفع کمبود مقیاس‌پذیری بیت‌کوین ایجاد شده‌اند، زیرا این کانال‌ها امکان انجام تراکنش‌های مختلف و کوچک‌تر را بدون ازدحام شبکه فراهم می‌کنند.

در سال 2016، درایجا و پون لایتنینگ لبز (به همراه چند مشارکت کننده دیگر) را تأسیس کردند، شرکتی که به توسعه شبکه لایتنینگ اختصاص داشت. علیرغم تغییرات مختلف اعضای تیم در طول زمان، لایتنینگ لبز تلاش کرد تا این پروتکل را با شبکه اصلی بیت کوین سازگار کند. پس از سافت فورک مبتنی بر SegWit بیت کوین در سال 2017، که فضای بیشتری را برای جابجایی تراکنش های بیشتر در هر بلوک آزاد کرد و یک باگ قدیمی بیت کوین به نام انعطاف پذیری تراکنش ها را حذف کرد، پیشرفتی ممکن شد. این باگ به کاربران امکان داد تا تراکنش‌های جعلی را انجام دهند، به شبکه دروغ بگویند و بیت کوین را در کیف پول خود نگه دارند.

به دلیل آزمایش پیش از راه‌اندازی، توسعه‌دهندگان می‌توانند بلافاصله برنامه‌هایی را در شبکه لایتنینگ بسازند. برنامه ها شامل موارد استفاده ساده مانند کیف پول و پلتفرم های قمار بودند که از قدرت تراکنش های خرد شبکه لایتنینگ بهره می بردند.

در سال 2018، لایتنینگ لبز سرانجام نسخه بتا اجرای شبکه لایتنینگ خود را در شبکه اصلی بیت کوین راه اندازی کرد. در این زمان، شخصیت های عمومی مانند جک دورسی، بنیانگذار توییتر، مشارکت خود را با این پروژه آغاز کردند. به عنوان مثال، دورسی گروهی از توسعه دهندگان را استخدام کرد تا با پرداخت بیت کوین به توسعه شبکه لایتنینگ تمرکز کنند. او همچنین قصد دارد در آینده شبکه لایتنینگ را در توییتر پیاده سازی کند.

شبکه لایتنینگ چگونه کار می کند؟

این پروتکل ایجاد یک کانال پرداخت همتا به همتا را بین دو طرف، مانند بین مشتری و کافی شاپ، امکان پذیر می کند. پس از ایجاد، کانال به آنها اجازه می دهد تا تعداد نامحدودی از تراکنش ها را ارسال کنند که تقریباً فوری و همچنین ارزان هستند. این به عنوان دفتر کوچک خود برای کاربران عمل می کند تا برای کالاها و خدمات حتی کوچکتر مانند قهوه بدون تأثیر بر شبکه بیت کوین هزینه پرداخت کنند.

برای ایجاد یک کانال پرداخت، پرداخت کننده باید مقدار مشخصی بیت کوین را در شبکه قفل کند. هنگامی که بیت کوین قفل می شود، گیرنده می تواند مقادیری از آن را به دلخواه خود فاکتور کند. اگر مشتری می خواهد کانال را باز نگه دارد، می تواند انتخاب کند که بیت کوین را به طور مداوم اضافه کند.

با استفاده از کانال شبکه لایتنینگ، هر دو طرف می توانند با یکدیگر معامله کنند. در مقابل تراکنش های معمولی در بلاک چین بیت کوین، برخی از تراکنش ها به گونه ای متفاوت مدیریت می شوند. به عنوان مثال، زمانی که دو طرف یک کانال را باز و بسته می‌کنند، فقط در بلاک چین اصلی به‌روزرسانی می‌شوند.

دو طرف می توانند بدون اینکه بلاک چین اصلی را بگویند به طور نامحدود وجوه بین خود را انتقال دهند. از آنجایی که تمام تراکنش‌های درون یک بلاک چین نیازی به تایید همه گره‌ها ندارند، این استراتژی به طور قابل‌توجهی زمان تراکنش‌ها را افزایش می‌دهد. گره های کانال شبکه لایتنینگ قادر به مسیریابی تراکنش ها با ترکیب کانال های پرداخت فردی بین طرف های مربوطه تشکیل می شوند. بنابراین، شبکه لایتنینگ نتیجه بسیاری از سیستم های پرداخت است که به یکدیگر مرتبط هستند.

در نهایت، زمانی که دو طرف تصمیم به پایان معامله گرفتند، می توانند کانال را ببندند. سپس تمام اطلاعات کانال در یک تراکنش ادغام می شود که برای ضبط به شبکه اصلی بیت کوین ارسال می شود. ادغام تضمین می کند که ده ها تراکنش کوچک به طور همزمان شبکه را اسپم می کنند و آنها را به یک تراکنش ساده می کند که اعتبارسنجی گره ها زمان و تلاش کمتری را می طلبد. بدون کانال‌های پرداخت، تراکنش‌های کوچک‌تر مانع تراکنش‌های بزرگ‌تر می‌شوند، شبکه را شلوغ می‌کنند و گره‌های بیشتری را برای اعتبارسنجی اضافه می‌کنند.

به عنوان مثال، فرض کنید مایک هر روز به یک کافی شاپ محلی می رود و می خواهد به بیت کوین پرداخت کند. او می‌توانست برای هر فنجان قهوه یک تراکنش کوچک انجام دهد، اما به دلیل مشکلات مقیاس‌پذیری بیت‌کوین، اعتبار این تراکنش بیش از یک ساعت طول می‌کشد. مایک همچنین باید هزینه های بالای شبکه بیت کوین را بپردازد، حتی اگر یک تراکنش کوچک انجام دهد. تراکنش‌های کوچک با روش‌های پرداخت سنتی مانند کارت کار می‌کنند، زیرا شرکت‌هایی مانند ویزا زیرساخت پردازش بیش از 24000 TPS را دارند. در مقابل، بیت کوین در یک روز عادی می تواند هفت TPS را تایید کند.

با استفاده از شبکه لایتنینگ، مایک می تواند یک کانال پرداخت با کافی شاپ باز کند. هر خرید قهوه در آن کانال ثبت می‌شود و همچنان به فروشگاه پول پرداخت می‌شود. تراکنش ارزان یا احتمالاً رایگان و همچنین فوری است. سپس، هنگامی که بیت کوینی که کانال را شروع کرده خرج می شود، مایک می تواند کانال را ببندد یا دوباره آن را پر کند. هنگامی که یک کانال بسته می شود، تمام تراکنش های آن در بلاک چین اصلی بیت کوین ثبت می شود.

کانال شبکه لایتنینگ یک قرارداد هوشمند بین دو طرف ایجاد می کند. قواعد توافق در زمان ایجاد در قرارداد کدگذاری می شوند و قابل شکستن نیستند. کد قرارداد هوشمند همچنین تضمین می کند که اجرای قرارداد به صورت خودکار انجام می شود، زیرا قراردادها در ابتدا با الزامات از پیش تعیین شده ای تنظیم می شوند که همه طرف های شرکت کننده با آن موافق هستند. هنگامی که این الزامات برآورده شد، مانند زمانی که مشتری مبلغ صحیحی را برای یک قهوه پرداخت می کند، قرارداد به طور خودکار بدون دخالت شخص ثالث انجام می شود. شبکه لایتنینگ تراکنش‌های داخل یک کانال پرداخت را پس از تأیید اعتبار، ناشناس می‌کند. تنها چیزی که هر کسی می تواند ببیند انتقال کل ارزش است، نه تراکنش های فردی درون آن.

انجام تراکنش ها بدون هیچ محدودیتی در خارج از بلاک چین کاملاً امکان پذیر است. با توجه به اینکه پس از بسته شدن کانال های پرداخت، به تراکنش های خارج از زنجیره می توان برای اجرای بلاک چین اعتماد کرد. شبکه اصلی داور همه معاملات است. در حالی که پروتکل‌های خارج از زنجیره دفتر کل خود را دارند، آن دفتر همیشه در زنجیره اصلی که هسته اصلی طراحی شبکه لایتنینگ است، ادغام می‌شود. تنها در صورتی که یک زنجیره اصلی برای ایجاد وجود داشته باشد، پروتکل های خارج از زنجیره می توانند وجود داشته باشند.

مزایا کانال شبکه لایتنینگ

مزایای آشکار کانال شبکه لایتنینگ، تراکنش‌های سریع‌تر و ارزان‌تر است که پرداخت‌های خرد را به گونه‌ای امکان‌پذیر می‌کند که قبلاً هرگز امکان‌پذیر نبود. بدون شبکه لایتنینگ، کاربران باید برای یک تراکنش ساده هزینه های بالایی بپردازند و سپس یک ساعت یا بیشتر منتظر بمانند تا اعتبار آن تایید شود. زمان انتظار طولانی‌تر برای تراکنش‌های کوچک‌تر رخ می‌دهد، زیرا ماینرها تصمیم می‌گیرند تا تراکنش‌های بزرگ‌تر را تأیید کنند، زیرا برای انجام این کار، پاداش‌های بیشتری دریافت می‌کنند.

شبکه لایتنینگ به بلاک چین 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 پروتکل های امنیتی بیت کوین سود می برد. سپس کاربران می‌توانند بلاک‌چین اصلی را برای تراکنش‌های بزرگ‌تر انتخاب کنند و بدون نگرانی در مورد ایمنی، آن را با زنجیره‌ی خارج از کانال شبکه لایتنینگ با بلاک‌های کوچک‌تر تعویض کنند. کانال‌های پرداخت شبکه لایتنینگ نیز تراکنش‌های خصوصی را ارائه می‌کنند، زیرا تماشاگران نمی‌توانند به هر تراکنش فردی نگاهی بیندازند، بلکه فقط بسته کلی را دارند.

علاقه مندان به ارزهای دیجیتال همچنین سوآپ های اتمی را آزمایش کرده اند، که عمل مبادله یک ارز دیجیتال به ارز دیگر بدون استفاده از شخص ثالث یا صرافی است. سوآپ های اتمی مفیدتر از یک صرافی هستند، زیرا مبادله تقریباً فوری را با کارمزد یا انتقال کیف پول کم یا بدون هزینه ارائه می دهند.

معایب کانال شبکه لایتنینگ

شخص باید یک کیف پول سازگار با شبکه لایتنینگ تهیه کند تا در واقع از آن استفاده کند. در حالی که پیدا کردن کیف پولی که با شبکه لایتنینگ کار می کند آسان است، کاربر باید آن را از یک کیف پول بیت کوین سنتی تامین 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 می دهند. پس از قرار گرفتن وجوه در کیف پول شبکه لایتنینگ، کاربران باید بیت کوین خود را برای ایجاد یک کانال پرداخت قفل کنند.

ارسال بیت کوین بین کیف پول ها می تواند آزاردهنده و گران باشد، که برای کاربران جدیدتر آزاردهنده است. گفته می شود، برخی از کیف پول ها می توانند پرداخت های درون زنجیره ای و خارج از زنجیره را بدون پرداخت کارمزد مدیریت کنند و به احتمال زیاد راحتی در طول زمان بهبود می یابد.

اگر یکی از شرکت کنندگان در کانال پرداخت تصمیم به برداشت مقداری وجوه داشته باشد، باید به طور فعال کانالی را ببندد و قبل از استفاده از وجوه، آن بیت کوین را پس بگیرد. برای مثال نمی توان مقداری پول برداشت و کانال را باز گذاشت. حتی بستن یا باز کردن یک کانال پرداخت مستلزم آن است که هر دو طرف شرکت کننده یک تراکنش اولیه به نام هزینه مسیریابی را انجام دهند. در حالی که باز کردن یک کانال از نظر مفهومی ساده است، همه این پرداخت‌های اضافی فرآیند را گران‌تر از آنچه بسیاری از کاربران بالقوه به آن اهمیت می‌دهند، می‌سازد.

با این حال، یکی از بزرگترین مشکلات شبکه لایتنینگ، کلاهبرداری معاملات آفلاین است. اگر یکی از شرکت‌کنندگان در یک کانال پرداخت تصمیم بگیرد آن را ببندد در حالی که طرف دیگر آفلاین است، اولی می‌تواند وجوه را بدزدد. وقتی طرف دوم بالاخره آنلاین شد، برای انجام هر کاری خیلی دیر است. کلاهبردار می تواند بدون هیچ راهی برای تماس با آنها آفلاین بماند.

همچنین، شبکه لایتنینگ از اشکالاتی مانند پرداخت های گیر افتاده رنج می برد، که تراکنش های خروجی هستند که تأیید را نمی بینند. شبکه بیت‌کوین پرداختی را که گیر کرده است بازپرداخت می‌کند، اما دریافت آن ممکن است چند روز طول بکشد، زیرا تراکنش‌های معتبر اولویت بیشتری نسبت به تراکنش‌های گیر کرده در راستی‌آزمایی دارند.

در نهایت، حتی اگر شبکه لایتنینگ تمام مشکلات خود را حل کند، باز هم مورد رگولاتورها وجود دارد. رگولاتورها ممکن است در درک شبکه لایتنینگ به اندازه کافی برای تصویب قانون مناسب دچار مشکل شوند. اگر رگولاتورها با مشکل مواجه شوند، کاربران جریان اصلی ارزهای دیجیتال ممکن است برای استفاده از شبکه لایتنینگ نیز دچار مشکل شوند. حتی اگر تنظیم‌کننده‌ها پروتکل را درک کنند، ممکن است به دلیل ناشناس بودن شبکه لایتنینگ اجازه ندهند. تراکنش‌های ناشناس ممکن است قانون‌گذاران را بترسانند، زیرا آنها فقط می‌توانند تراکنش نهایی را پس از بستن کانال پرداخت خود توسط کاربر ببینند، نه تراکنش‌های فردی انجام شده در یک کانال.

آینده شبکه لایتنینگ

با این حال، خوشبختانه برای شبکه لایتنینگ، پذیرش در حال افزایش است. بر اساس DappRadar، بیش از 110 میلیون دلار بیت کوین وجود دارد که در کانال شبکه لایتنینگ قفل شده است. این افراد می توانند افرادی باشند که برای کالاها و خدمات پرداخت می کنند، از برنامه ها استفاده می کنند.

برخی از برنامه ها مانند کیف پول های سازگار با شبکه لایتنینگ برای استفاده از شبکه حیاتی هستند. با توجه به اینکه شبکه لایتنینگ یک پروتکل مجزا از شبکه اصلی بیت کوین است، به نوع دیگری از کیف پول نیاز دارد تا کاربران بتوانند کانال های پرداخت ایجاد کنند. معامله گران نمی توانند از شبکه لایتنینگ بدون کیف پول های بهینه استفاده کنند. اگر پذیرش شبکه لایتنینگ به رشد خود ادامه دهد، صنعت می تواند از توسعه دهندگان کیف پول بیشتری انتظار داشته باشد که پشتیبانی شبکه لایتنینگ را ادغام کنند. کاربران اختصاصی همچنین می توانند به یک گره تبدیل شوند و زمان تراکنش های شبکه لایتنینگ را افزایش دهند.

همچنین شایان ذکر است که توسعه لایتنینگ به عنوان راه حل لایه دو در پروژه های 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 می‌رسانند. صرافی هایی که شبکه لایتنینگ را ادغام می کنند به معامله گران اجازه می دهد تا مقادیر کمتری بیت کوین را به صورت ارزان و فوری (حتی زمانی که بیت کوین شلوغ است) برداشت کنند. بدون شبکه لایتنینگ، کاربران ممکن است به دلیل فناوری سنتی بیت کوین، از کارمزدهای بالای تراکنش و زمان انتظار رنج ببرند.

برج مراقبت، یک سرویس حفاظتی شخص ثالث متشکل از گره های تخصصی مختلف، نیز به شبکه لایتنینگ معرفی شده است. برخی از گره ها هر از گاهی آفلاین می شوند و کانال های پرداخت خود را برای کلاهبرداری های تراکنش آفلاین باز می کنند. یک شرکت‌کننده می‌تواند به جای اینکه کانال خود را بدون نظارت رها کند، هزینه کمی را به یک برج مراقبت بپردازد و یک نشانگر مربوط به تراکنش کانال ارائه دهد. برج مراقبت از دال برای شناسایی کانال کاربر در بین بقیه استفاده می کند و آن را زیر نظر دارد.

اگر برج مراقبت فعالیت مخربی را احساس کند، مانند تلاش طرف مقابل برای بستن کانال پرداخت، به طور خودکار وجوه را مسدود کرده و به کاربر آفلاین بازپرداخت می کند. برج مراقبت نیز با حذف وجوه مخرب از کانال، افراد مخرب را جریمه خواهد کرد.