Изучение будущего решений Lightning Network

Будучи одноранговой (P2P) сетью, основная сеть биткоин ведет тяжелую борьбу за масштабируемость. Представьте себе, что вам приходится платить дополнительные (волатильные) комиссии каждый раз, когда вы совершаете транзакцию с долларом в Интернете. Такова цена децентрализованных денег, невосприимчивых к ловушкам центральных банков.

И многие считают это приемлемой ценой. Вечная горячая тема войны блоков биткоина породили Bitcoin Cash (BCH) и Bitcoin SV (BSV) с гораздо большими размерами блоков для транзакций, но они не получили большого распространения. Более вероятный сценарий масштабируемости биткоина будет исходить от решений второго уровня, таких как Lightning Network.

Lightning Network решает проблему масштабируемости биткоина, не угрожая его децентрализации, через платежные каналы. Через них ончейн-транзакции выполняются офчейн насколько позволяет финансирование BTC, а затем возвращаются и рассчитываются в виде пакета в основной сети Биткоин. Подробнее о масштабируемости Lightning читайте в этой статье.

К сожалению, LN представляет собой промежуточный шаг, который сам по себе является барьером для массового принятия в любом человеческом начинании. Более того, чтобы превратить биткоин в деньги, не вызывающие разногласий (незначительные комиссии), сеть LN должна пойти на некоторые компромиссы, одним из которых является проблема «последней мили».

Однако более пристальное рассмотрение показывает, что первоначальное видение Сатоши Накамото биткоина как «электронной одноранговой денежной системы», сейчас ближе к воплощению, чем когда-либо прежде.

Чтобы компьютерные сети были максимально эффективными, они должны быть максимально централизованными. Поскольку единая точка управления может координировать ресурсы и наборы данных без необходимости достижения консенсуса с несколькими узлами, время ее отклика быстрее, а задержка меньше. А если возникнут трудности, централизованная сеть может оптимизировать распределение нагрузки, чтобы избежать перегрузки.

Вот почему CBDC будет более эффективным средством платежа, чем биткоин. Учитывая это, Lightning Network теоретически имеет все необходимое, чтобы уравнять правила игры. Настолько, что в июне 2022 года Федеральный резервный банк Кливленда опубликовал рабочий документ под названием «Lightning Network: превращение биткоинов в деньги».

В документе сделан вывод о том, что «Lightning Network ослабляет ключевое технологическое ограничение, позволяя быстрее производить платежи». Однако сети LN присуща проблема. Эта проблема так называемой «последней мили» вытекает из базовой конструкции сети. Это подобно оптоволоконному интернету: для того, чтобы он был правильно распределен от центрального узла до отдельных домов, он должен иметь дополнительную инфраструктуру.

Аналогичным является распределение товаров с центрального склада. Склад получает свой груз с поездов, прибывающих из портов, что добавляет дополнительный уровень логистической сложности и затрат. Проблема "последней мили" Lightning Network возникает из-за распределения ликвидности по платежным каналам.

Когда пользователь открывает канал Lightning Network, он делает это путем привязки средств BTC. Эти средства представляют собой исходящую ликвидность, которая может быть отправлена другой стороне. Чтобы пользователь мог получать платежи, он должен полагаться на ликвидность BTC, заблокированную в каналах LN, подключенных к его узлу. Это входящая ликвидность в сети LN.

В вышеупомянутом документе Кливленда эта система описывается как «система чистых расчетов, добавленная к системе валовых расчетов биткоина», с важной оговоркой, что она «экономит ликвидность, но вводит кредитный риск контрагента». Но почему это так?

Допустим, что по каналам LN проходит больше ликвидности. Это означало бы, что способность пользователей получать своевременные платежи снижается, тем самым создавая проблему "последней мили". Решение очевидно — иметь кастодиальный кошелек, который управляет каналами ликвидности пользователей.

Но это также означает, что пользователи теряют ключевую особенность биткоина — владение собственными средствами. Например, кошелек Wallet of Satoshi от Lightning Network — это кастодиальный кошелек, который автоматически балансирует пропускную способность входящих и исходящих каналов. Этого можно достичь за счет партнерства с другими узлами LN, которые охотно предоставляют инфраструктуру ликвидности. К сожалению, такой тип автоматизированного управления требует отказа от контроля над закрытыми ключами.

Другими словами, кастодиальный кошелек Wallet of Satoshi или Blue Wallet решают огромную проблему пользовательского опыта для сети LN, но делают это за счет «кредитного риска контрагента». В конце концов, даже документ Кливленда признает, что «если бы LN существовал в 2017 году, перегрузка могла бы быть на 93 процента ниже».

К счастью, на горизонте появились решения, позволяющие устранить проблему "последней мили" в сфере самостоятельного хранения.

В настоящее время неразумно ожидать массового принятия LN с кошельками с самостоятельным хранением, учитывая высокую степень управления ликвидностью, требуемую от пользователей. Теоретически пользователи могли бы перейти в закрытые чат-группы и договориться о ребалансировке каналов с доверенными контрагентами, чтобы смягчить эту проблему.

Не следует ожидать, что это будет стандартной практикой. Но развитие этого раннего подхода уже началось.

Очевидно, что в сети Lightning Network существует спрос на поставщиков ликвидности. За свою услугу маршрутизации платежей P2P они получают поощрения в виде комиссий. Но как конечный пользователь узнает, какая комиссия лучше? Как всегда, решение приходит от рынка, который оценивает доступный конкурирующий спрос.

В качестве примера можно привести маркетплейс Magma, где есть Lightning explorer Amboss, который позволяет пользователям покупать или продавать каналы LN для всех типов клиентов. Пока что он был весьма успешным, предоставив ликвидность на сумму 178,96 BTC по 3672 открытым каналам.

Хотя этот процесс хорошо налажен, можно утверждать, что это еще один трудоемкий шаг, ухудшающий пользовательский опыт. Именно здесь в игру вступает интерактивность кошелька.

На момент написания этой статьи участники сети LN, предпочитающие подход с самостоятельным хранением, должны иметь дело с дополнительным шагом за пределами управления ликвидностью. Каждый раз, когда пользователи хотят завершить платеж LN, принимающий узел должен быть в сети, чтобы подписать контракт с таймлоком хеша (HTLC).

Оставаясь верным P2P происхождению биткоина, HTLC устраняет необходимость в посредниках, имея условные транзакции. Хешлок требует от получателя предоставить криптографическое доказательство в виде секретного прообраза, чтобы забрать отправленные средства. Вдобавок к этому, таймлок устанавливает крайний срок совершения транзакции. Если крайний срок не соблюдается, отправитель автоматически получает возврат своих средств в BTC.

Достаточно сказать, что HTLC значительно минимизирует риск контрагента, поскольку действует как механизм, не требующий доверия, что делает его критически важным элементом при самостоятельном хранении. С другой стороны, пользователи кастодиальных кошельков LN могут наслаждаться круглосуточной доступностью узла. Чтобы сбалансировать пользовательский опыт, разработка асинхронных платежей является одним из главных приоритетов.

Инициатива Async Payments позволит инициировать транзакции, даже если узел получателя находится в режиме офлайн. Нагрузку возьмет на себя узел-посредник, который активируется только после повторного подключения получателя к сети Lightning Network.

Чтобы решить очевидную проблему доверия на этом дополнительном уровне, Мэтт Коралло предложил решение в виде постоянно работающих онлайн поставщиков услуг Lightning (LSP), которые будут работать с использованием LNURL. Как следует из аббревиатуры, LNURL — это дополнительный протокол поверх HTTP, который облегчает связь между клиентами LN.

LSP будут использовать LNURL для сигнализации онлайн/офлайн статуса получателей платежа. В частности, LSP могут удерживать платеж до получения такого сигнала. Когда LNURL подаст сигнал о статусе повторного подключения получателя, только тогда «заблокированные» средства будут перенаправлены, сохраняя подход самостоятельного хранения и достигая пользы постоянной доступности.

Поскольку технически LSP не занимаются хранением средств, а лишь пересылают платежи во избежание превышения установленного срока, их даже с юридической точки зрения нельзя классифицировать как хранителей.

Наконец, появилась новая разработка для улучшения интерактивности кошелька посредством статических платежей. Эта функция, уже доступная в бета-версии v.0.13.0-beta Atomic Multi-path Payments (AMP), позволяет пользователям фрагментировать отдельные платежи, а затем передавать их по нескольким платежным каналом.

Поскольку фрагменты передаются одновременно (получатель может потребовать только все фрагменты), транзакция либо не удается, либо выполняется полностью. AMP — это значительный шаг вперед, поскольку фрагменты обходят ограничения ликвидности каналов. В то же время пользователь может выставить статический счет, поскольку его можно оплатить несколькими меньшими платежами.

Несмотря на то, что интерактивные решения для кошельков многообещающие, пользователям LN для самостоятельного хранения все равно придется иметь дело с первоначальной настройкой. Опять же, кастодиальные пользователи LN не несут никаких затрат, пока их кошельки активны, поскольку они полагаются на уже созданную инфраструктуру.

Напротив, чтобы начать работу с первым платежным каналом, участники LN с самостоятельным хранением, использующие кошельки Phoenix, Zap, Breez или Muun, должны выполнить транзакцию ончейн, оплачивая комиссию блокчейна. В конечном счете, именно они должны обеспечить ликвидность для обработки офчейн.

Из этого следует, что если пользователям LN, осуществляющим самостоятельное хранение, потребуется совершать больше платежей разным торговцам, им придется платить больше ончейн-комиссий, что не похоже на безпроблемное использование денег.

Критически важным средством решения этой проблемы является давнее предложение о создании фабрики каналов, впервые представленное в 2017 года в статье «Масштабируемое финансирование сетей каналов микроплатежей в биткоинах» Конрада Бурхерта, Кристиана Декера и Роджера Ваттенхофера.

Проще говоря, фабрика каналов расширяет возможности распределения средств. Например, если существует multisig фабрика (адрес) 10 из 10, стороны могут установить каналы друг с другом в рамках этого общего пула ликвидности. При этом им не нужно будет транслировать отдельные транзакции внутри сети, избегая, таким образом, связанных с этим комиссий.

Фабрика каналов также представляет концепцию объединения ликвидности, поскольку пользователи могут перераспределять средства между собой или добавлять новых участников без необходимости новых ончейн транзакций. Как только они решат закрыть этот общий пул, окончательная транзакция будет рассчитана ончейн как единый пакет всех выполненных расчетов LN.

Легко понять, как могут быть сформированы такие крупные пулы, сгруппированные вокруг торговых стратегий, при этом торговые оповещения служат триггерами для совершения платежей.

По сути, подход фабрики каналов позволит исключить ончейн комиссии и время ожидания ончейн подтверждения для кошельков с самостоятельным хранением. Несмотря на то, что он отвечает всем критериям окончательного решения проблемы масштабируемости, он требует введения соглашений.

Поскольку фабрики основаны на подписях, они создают трудности в виде UTXO. Если хотя бы один пользователь не подпишет, вся фабрика каналов развалится. В свою очередь, дополнительные пользователи могут привести к увеличению проблем.

Решением этой проблемы являются простые соглашения с деревьями тайм-аутов. Теоретически это облегчит подключение каналов для миллионов пользователей под одной крышей UTXO. Такой подход учитывает случайных пользователей, которым не требуется подтверждение подписями, а также асинхронных получателей (им не обязательно быть круглосуточно онлайн).

Вместо этого эти соглашения будут управляться с помощью деревьев тайм-аутов. Используя условия и временные блокировки, пользователи будут получать штрафы за попытку установить старое ончейн состояние. Скрипты соглашения могут даже использоваться для извлечения данных счетов из отчетов о транзакциях, расширенного анализа рисков, автоматизированной отчетности и многого другого.

В настоящее время продвижение соглашений исходит от Ark. Этот проект позволяет обойти проблемы доверительного управления в сети Lightning путем введения виртуальных UTXO (VTXO). Виртуальную часть можно легко понять на примере:

За внесенные BTC Алиса получает чек со сроком действия (тайм-локом) на четыре недели.

Этот виртуальный чек служит платежным средством, но не требует взаимодействия с основной сетью биткоина.

Взаимодействуя с протоколом Ark, Алиса ежемесячно продлевает срок действия чека. В противном случае чек будет автоматически обналичен в биткоинах в основной сети биткоина.

Хотя соглашение не является необходимым условием для работы Ark, оно прекрасно дополняет его, если в сценарий VTXO добавляются условия, поскольку оно представляют собой офчейн-представление неизрасходованных биткоинов UTXO. Эта конструкция соглашений на основе Ark включает фреймворк, в котором для подключения пользователей даже не требуется предварительная подпись.

Другими словами, пользователям не придется взаимодействовать с поставщиками услуг Ark (ASP), что позволит сделать пользовательский опыт сопоставимым с опытом работы с кастодиальными кошельками.

Подобно тому, как стоимость аккумулятора является серьезным препятствием для массового внедрения электромобилей, Lightning Network сталкивается с той же проблемой, когда пользователям приходится иметь дело с управлением ликвидностью канала. В мире, где большинство людей привыкли просто размахивать Visa/Mastercard возле PoS-устройства, это вполне понятно.

Прибегать к ручному управлению ликвидностью воспринимается как примитивное и неэффективное решение. Таким образом, это препятствие затмевает потенциал сети LN по превращению биткоина в повседневную валюту. Кастодиальные кошельки обошли эту проблему, устранив основную функцию самостоятельного хранения биткоина.

Тем не менее, пользователи таких кошельков получают выгоду от постоянной доступности входящих платежей, поскольку они избегают обременительных каналов ликвидности. С учетом сказанного, решения по обеим проблемам уже на горизонте, включая Zeus Pay, который «хранит» счета, используя вышеупомянутый подход к статическим счетам.

Другой умный подход исходит от Aqua Wallet, который интегрирует сайдчейн Liquid с сетью LN. Всякий раз, когда пользователи LN получают средства, кошелек с самостоятельным хранением автоматически переводит средства в Liquid, как L-BTC. Чтобы еще больше улучшить опыт взаимодействия, Boltz от Aqua берет на себя заботу об обслуживании узла Lightning.

Куда это может привести экосистему LN в целом? На территорию компромисса. Даже сайдчейн Liquid не сопоставим с суверенитетом основной сети биткоин. Другие решения также не предоставляют четкого пути к масштабируемости с использованием кошельков с самостоятельным обслуживанием.

В конечном счете, весьма вероятно, что кастодиальные кошельки останутся доминирующими, с предполагаемым соотношением 1:8 в пользу кастодиальных кошельков. Эта тенденция совпадает со всеми другими человеческими начинаниями, где чаще всего выбирается путь наименьшего сопротивления.

Источник