Bitcoin Lightning Network framsteg och hinder för betalningar och säljare bekvämlighet

Bitcoin Lightning Network

Lightning Network (LN) har gjort några betydande framsteg under 2018. Att utvärdera hur långt Bitcoins andra lager har kommit sedan lanseringen avslöjar några imponerande utvecklingar och en stor ökad adoption. Med för närvarande mer än 18 000 öppna kanaler och nästan 487 BTC totalt inom dessa kanaler är LN redo att expandera ytterligare som ett livskraftigt P2P-betalningsnätverk.

LN står dock fortfarande inför några anmärkningsvärda hinder innan den kan uppnå sin fulla potential och få ytterligare antagande av både handlare och användare. Att navigera i problemen kring ombalansering av LN-kanaler och utvecklingen av dess designutrymme bör visa sig vara viktiga steg i det framtida antagandet av nätverket, och några spännande lösningar föreslås.

Bitcoin Lightning Network

Problemet med ombalansering av LN

Problemet med ombalansering härrör från LN: s dubbelriktade betalningskanaldesign och kravet på en on-chain finansieringstransaktion. Beloppet som en kanal finansieras av två parter som öppnar en LN utanför kedjan är förutbestämd av parterna och är känd som kanalåtagandet.

Om Alice och Bob öppnar en kanal och Alice sätter in 2 BTC medan Bob också sätter in 2 BTC, är kanalåtagandet 4 BTC. Bob och Alice kan byta BTC inom denna off-chain kanal så många gånger de vill utan avgifter och nästan omedelbar avveckling.

Det utbytta beloppet är dock beroende av avsändarens saldo, eftersom det inte kan överstiga avsändarens saldo, vilket gör LN-kanaler utanför kedjan bekvämt för enheter som finansierar kanalen med ett större värde eftersom de interagerar regelbundet genom kanalen. Omvänt är det för närvarande obekvämt att använda LN-kanalen för engångsfall eftersom både finansieringstransaktionen och stängningstransaktionen för kanalen kräver avgifter på nätet och tid att utföra.

Där de funktionella begränsningarna för ombalanseringsproblemet spelar in är användare som vill genomföra transaktioner via LN med flera parter eller parter som de inte har en öppen kanal med. Om Alice vill öppna en kanal med Bob, Charlie och Daisy, måste hon öppna varje kanal individuellt och finansiera dem med ett fast belopp. Hon kan inte behandla stora transaktioner till någon av parterna eftersom hennes finansiering är utspridd och låst i separata kanaler, vilket kräver att hon konsekvent öppnar och stänger nya kanaler baserat på den dynamiska utvecklingen av vem hon betalar och hur mycket hon betalar dem.

LN närmar sig detta problem genom att möjliggöra för användare att göra transaktioner via kedjebetalningskanaler i nätverket med Hash Time-Locked Contracts (HTLC). Användare behöver inte uttryckligen öppna direktbetalningskanaler med andra parter som de vill göra transaktioner med eftersom HTLC skapar möjligheten att mellanliggande noder mellan två interagerande parter fungerar som routningsnoder.

Så småningom utvidgar potentialen hos HTLC: er och dirigeringsnoder LN-kapaciteten till den punkt där användare inte behöver öppna direktkanaler med någon i nätverket och betalningar dirigeras automatiskt mellan användare baserat på protokollet. Ombalanseringsproblemet står dock i vägen för det praktiska förverkligandet av detta mål. Så vad exakt är problemet?

Om Alice och Bob vill göra transaktioner utan att öppna en direktbetalningskanal kan de göra det om Charlie har en betalningskanal öppen med dem båda.

Alice 2 → 2 Charlie 2 → 2 Bob

I exemplet ovan har Charlie en balans på 2 BTC med både Alice och Bob (totalt 4 BTC) medan Alice och Bob båda har en balans (skickande saldo) på 2 BTC med Charlie.

Om Alice vill skicka Bob 1 BTC utan att öppna en direkt kanal med honom kan hon göra det via Charlie som routingnod. Detta kräver dock att alla saldon i betalningskedjan uppdateras i enlighet med detta, vilket leder till följande saldon nedan.

Alice 1 → 3 Charlie 1 → 3 Bob

Charlies kanal med Alice får 1 BTC för att uppdatera till 3 BTC medan hans saldo med Bob minskar till 1 BTC eftersom han skickade 1 BTC (från Alice) till Bob. Charlie behåller fortfarande 4 BTC, men hans kanal med Bob reducerades till 1 BTC. Du kan se var detta går när transaktioner blir mer komplexa med flera inblandade parter.

Så småningom, om Alice vill skicka Bob ytterligare 1 BTC genom samma betalningsväg, kommer Charlie att ha 0 BTC i sitt sändande saldo med kanalen som delas med Bob, vilket effektivt inaktiverar dirigeringskanalen mellan Alice och Bob eftersom den är obalanserad. De kan helt enkelt stänga sina kanaler och öppna dem igen med nya saldon, men den metoden går inte bra och ger besvär som köpmän vill undvika.

Det resulterande dilemmaet är återbalanseringsproblemet och det blir mer komplext med flera betalningsvägar som härrör från fler mellanhänder och dirigeringsnoder.

Ruttnoder får mindre avgifter för sitt arbete, så ombalansering är till stor del deras mål i samband med problemet. Flera lösningar har föreslagits för att lösa ombalanseringsproblemet, varav många är smarta och erbjuder olika fördelar och brister.

Lösa LN-ombalansering

Även om det finns flera föreslagna lösningar tillgängliga för ombalansering i LN, är ingen av dem perfekta. Att ge ett exempel på några av de välkända kommer att ge en inblick i den pågående innovationen inom detta område. Det finns två primära typer av metoder för att kringgå ombalanseringsfrågorna:

  1. On-Chain
  2. Off-Chain

Låt oss utvärdera två av de primära metoderna; skarvning för on-chain och cirkulära betalningar för off-chain.

On-Chain-metoder

Den enklaste metoden är att öppna och stänga kanaler, återbetala dem och börja om. Det kostar dock både on-chain avgifter och tid för varje kanal (liksom bekräftelsestid on-chain) som Charlie stänger och öppnar, en obekväm lösning. En annan lösning som använder en on-chain-metod är känd som skarvning, vilket är ett lite mer effektivt sätt att utnyttja den öppna kedjans öppna / stänga funktionalitet.

Låt oss till exempel använda situationen där Charlie sitter kvar med 1 BTC i sin kanal med Bob, och Alice vill skicka 1 BTC till Bob igen. För exemplets skull har Alice nu 3 BTC i sin sändningskanal med Charlie.

Alice 3 → 3 Charlie 1 → 3 Bob

|

|

Alice 2 → 4 Charlie 0 → 4 Bob

Baserat på denna dynamik, om Alice vill skicka Bob 1 BTC mer, kan hon inte för att Charlie inte har någon återstående BTC i sin sändningsbalans med Bob. Splicing gör det möjligt för Charlie att stänga sin kanal med Alice och öppna den igen i två steg.

  1. Skarvar ut
  2. Skarvar in

I skarven stänger Charlie sin kanal med Alice och återbetalar den med 3 BTC medan han behåller 1 BTC i kedjan, fortfarande motsvarande de 4 totala BTC som han hade tidigare. Nu skulle installationen i kanalen se ut så här:

Alice 2 → 3 Charlie 0 → 4 Bob

1 BTC-kedja (Charlie)

Det andra steget – skarvning in – är där Charlie stänger sin kanal med Bob och lägger till i 1 BTC som är i kedjan efter splitsningen, vilket leder till följande dynamik:

Alice 2 → 3 Charlie 1 → 4 Bob

Charlie kan nu dirigera en 1 BTC eller mindre betalning mellan Alice och Bob igen. Charlie åtar sig dock två separata instanser av kedjeavgifter för både skarven och skarven. De uppkomna avgifterna är anledningen till att Charlie kan ta ut små avgifter för att vara routingnoden mellan Alice och Bob.

Sammantaget är skarvning mer effektivt än att stänga och öppna kanalerna mellan parterna, eftersom endast Charlie är inblandad. Trots sin ökade effektivitet medför det fortfarande avgifter och kräver bekräftelsestid för en transaktion på kedjan, inte perfekt för köpmän att återbalansera sin kanal. Avgiftsstrukturer från denna modell leder också till ytterligare ombalansering av komplexitet.

Metoder utanför kedjan

En separat metod för kanalåterbalansering med en helt off-chain struktur kallas cirkulära betalningar, och det är bäst att förstå med en lite mer komplex betalningsmodell. I grund och botten är cirkulära betalningar självbetalningar via en specificerad routing-väg där en nod balanseras igen genom att betala sig själv via kedjade transaktioner i stället för att öppna en ny kanal.

Till exempel vill Charlie balansera sin kanal med Bob i diagrammet nedan. Cirkulära betalningar kan faktiskt fungera som en triangel eftersom det helt enkelt behöver vara minst 3 noder inblandade.

I exemplet ovan skulle Charlie skicka 1 BTC (moturs) från sin kanal med Alice till sig själv genom pilens riktning och så småningom ta emot 1 BTC i sin kanal med Bob. Som ett resultat är Charlies sändningsbalans med Bob nu 2 BTC.

Charlie kan därefter dirigera en 2 BTC-betalning från Alice till Bob i motsatt riktning (medurs). Alice kan inte direkt skicka 2 BTC genom sin kanal med Bob eftersom hon bara har 1 BTC i kanalen, men hon kan använda Charlie för att skicka den till Bob.

Med fler noder och kanalvärden kan processen bli ett självbärande ekosystem baserat på avgiftsstrukturer. Ombalanseringsnoder slutförs helt utanför kedjan utan behov av transaktioner via kedjan. En dirigeringsnod kan balansera sin kanal när som helst genom att helt enkelt initiera en transaktion till sig själv.

Cirkulära betalningar kommer dock med sina förbehåll. De leder till avgifter från dirigeringsnoderna i självbetalningscykeln. Ju större transaktionskedjan är, desto fler avgifter betalas. Noder behöver fortfarande inte vänta på bekräftelsestider för kedjetransaktioner, men avgiftsstrukturen kan bli komplicerad och begränsas av saldot på routningsnoderna i betalningskedjan.

Handlare i ett sådant ekosystem skulle också samla de flesta av de utbytta BTC i cirkulära betalningar om de var en del av kedjan under en längre period eftersom de bara får snarare än att betala. Ett sådant system kan sluta producera konkurrenskraftig routing och onödigt stora kanalbalanser av icke-handlare för att det ska fungera konsekvent.

Övrig utveckling inom LN

Att övervinna ombalanseringen av LN-kanaler är avgörande för LN: s förmåga att fungera utan att användare behöver öppna direktbetalningskanaler med varandra, en av dess mest kraftfulla egenskaper. Tänk dig att gå till en ny kafé eller snabbmatrestaurang och behöva öppna en betalningskanal och sätta in en viss mängd BTC varje gång. Den metoden är obekväm inte bara för kunden utan också för säljaren.

Så småningom bör dessa lösningar fungera tillsammans bland andra utvecklingar för att göra det möjligt för användare att sömlöst transakera med LN utan att behöva öppna en direkt kanal. Det enda kravet skulle vara att köparen och kunden båda har LN-kompatibla Bitcoin-plånböcker.

När LN fortsätter att utvecklas finns det flera viktiga komponenter som är värda att nämna. Specifikt tillåter LN också Mikropolitiska betalningar med lök för förbättrad integritet i nätverkslagret och Lightning Labs har gjort framsteg i uppdateringen av säkerhet av deras LN skrivbordsapp släpptes tillbaka i september.

LN: s användarupplevelse är för det mesta också inriktad på utvecklare. En hög teknisk barriär för antagande är naturlig med framväxande tekniker, men UI / UX förbättras snabbt med LN redan. Pierre Rochard ger några utmärkta guider för användning av LN, särskilt med Joule – den nya LN Chrome-tillägget.

Submarine Swaps

Läs: Vad är Submarine Swaps?

Vidare bör utvecklingen av ubåtsbyten också underlätta enklare kanalpåfyllning och interoperabilitet, en viktig faktor för att öka flexibiliteten hos LN bland handlare. Blockstreams senaste införande av satellit-kompatibel LN-mikrobetalningar är också ytterligare ett viktigt steg framåt för användare utan internetanslutning, vilket öppnar kraften för LN för många människor utan bankåtkomst.

Bitcoins LN gör märkbara framsteg i både utveckling och adoption. Ombalansering av kanaler i dirigeringskedjor utgör ett hinder för att nätverket ska nå sin fulla potential men bör sluta bevisa en hastighetssteg i dess acceleration mot ett livskraftigt och allestädes närvarande P2P-betalningsskikt.

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me