Satashi Nakamoto menghantar cadangan untuk "sistem tunai elektronik baru yang sepenuhnya peer-to-peer, tanpa pihak ketiga yang dipercayai, " ke senarai milist kriptografi pada hari Jumaat, 31 Oktober 2008. Tanggapan pertama - kali pertama sesiapa pun secara terbuka mengulas mengenai bitcoin - datang hari Ahad berikut: "Kami sangat memerlukan sistem semacam itu, " tulis James A. Donald, "tetapi cara saya mengerti cadangan anda, nampaknya tidak sesuai dengan ukuran yang diperlukan."
Menjelang 10 tahun kemudian, kritikan itu masih berdering. Malah penginjil yang paling bersemangat bitcoin mengaku bahawa ia tidak bernilai untuk membuat pembelian kecil, sehari-hari. Tetapi Rangkaian Lightning, salah satu projek skala bitcoin yang paling menjanjikan yang sedang dijalankan, boleh mengubahnya.
Rangkaian Kilat
Bercakap di Sidang Kemuncak Blockstack pada Julai 2017, CEO Lightning Labs Elizabeth Stark menyebut bahawa kritikan pertama tunai elektronik Nakamoto, tetapi menyatakan keyakinan bahawa bitcoin sebenarnya boleh skala. "Kami pada dasarnya pada tahun 1995 sekali lagi mengenai halangan dan teknologi yang terdesentralisasi, " katanya, merujuk kepada masa sebelum internet memperoleh HTTP dan lapisan pengangkutan dan aplikasi lain TCP / IP.
Antara aplikasi "lapisan 2" yang paling dibincangkan untuk blockchain bitcoin ialah rangkaian kilat. Pertama yang dicadangkan oleh Joseph Poon dan Tadge, aka Thaddeus Dryja pada 2015 (versi whitepaper mereka yang paling terkini boleh didapati di sini), kilat telah bekerja menjadi spesifikasi berfungsi yang dinamakan lightning-rfc atau "BOLTS" oleh tiga syarikat, yang masing-masing mempunyai Pelaksanaannya sendiri: Labs Lightning mempunyai lnd, Blockstream memiliki c-lightning, dan ACINQ mempunyai eclair. Terdapat juga pelaksanaan bukan BOTLS yang sedang dibangunkan, seperti guruh.
Rangkaian petir sudah pun berjalan dan berjalan, tetapi dalam masa kanak-kanak yang melampau. Bitcoin sebenar telah dihantar dan hampir selalu diterima dengan menggunakan implementasi Lightning Labs ', Blockstream dan ACINQ, dan ketiga-tiga mereka boleh beroperasi. Video di bawah menunjukkan jurutera ACINQ menghantar 0, 000001 bitcoin (kira-kira $ 0.01) hampir seketika dari nod eclair ke nod lnd melalui nir c-lightning:
Untuk melihat berapa banyak penambahbaikan yang diwakili, kami mencuba transaksi serupa di blok bit bit dengan menggunakan GreenAddress, aplikasi dompet mudah alih. Aplikasi ini mencadangkan membayar penambang 0.00001907 BTC ($ 0.19): yuran 1, 907%. Walaupun tidak jelas bilangan blok yang dimaksudkan untuk mengesahkan dalam (kami telah sampai ke GreenAddress untuk mengetahui), jawapannya mungkin enam blok, atau sekitar satu jam.
Kami tidak akan mengetahui berapa lama urus niaga tersebut sebenarnya telah diambil, walaupun: mesej ralat memberitahu kami bahawa "output di bawah 546 satoshis dianggap debu tidak ekonomik oleh Bitcoin.
Labs Lightning juga telah menguji swap rantaian rentas rangkaian menggunakan rangkaian; ini adalah pemindahan nilai antara rantaian blok yang berbeza, dalam kes ini bitcoin dan litecoin, yang berpotensi menandakan langkah pertama ke arah membina bursa yang terdesentralisasi.
Lightning membolehkan mikrofon yang bitcoin tidak boleh sendiri, tetapi pelaksanaan yang ada masih buggy. Stark mendesak pengguna untuk mempelajari tentang kilat menggunakan "testnet" bitcoin (iaitu, menggunakan wang palsu), bukannya "mainnet" api hidup. Sekitar $ 50, 000 urus niaga telah dilakukan di mainnet pada masa penulisan, bagaimanapun, dan beberapa orang telah kehilangan wang untuk bug c-kilat. (Christian Decker, jurutera teknologi teras di Blockstream, memberitahu saya melalui e-mel bahawa dana akhirnya pulih dalam kebanyakan kes.)
Jadi bagaimana kerja kilat?
Bagaimana Kerja Kilat
Penyelesaian Lightning didasarkan pada saluran pembayaran dua arah, di luar rantaian. Katakanlah bahawa Alice dan Bob kerap berurusan dengan satu sama lain dalam jumlah yang kecil. Bayaran rantaian secara tidak praktikal dalam kes ini kerana yuran dan masa pengesahan yang panjang terlibat, jadi mereka memutuskan untuk membuka saluran yang membolehkan mereka menghantar bitcoin ke belakang dan sebagainya, serta-merta dan tanpa bayaran.
Membuka Saluran
Untuk membuka saluran, Alice, Bob, atau kedua-duanya menyumbangkan sejumlah bitcoin tertentu ke alamat khas melalui apa yang disebut transaksi pendanaan (kotak hijau dalam rajah di bawah). Katakanlah Alice menyumbang 1 BTC. Dia menghantar dana kepada apa yang disebut alamat multisig 2-of-2, yang memerlukan kedua-dua Alice dan Bob untuk cryptographically "menandatangani" apa-apa transaksi penghantaran dengan kunci peribadi mereka. Transaksi biasa hanya memerlukan tandatangan kunci persendirian (tunggal) sepadan dengan kunci awam alamat penghantaran.
Yang penting, transaksi pendanaan belum lagi ditandatangani atau disiarkan ke rangkaian.
Seterusnya, Alice dan Bob mencipta "transaksi komitmen" menggunakan transaksi pendanaan sebagai "ibu bapa" mereka: mereka menggunakan output BTC yang belum disahkan sebagai input untuk transaksi "anak" yang menghantar 0.5 BTC kepada Alice (output 0) dan 0.5 BTC ke Bob (output 1). Jika anda memprotes protokol bitcoin tidak membenarkan pengguna menandatangani perbelanjaan tanpa mengetahui tandatangan input, keupayaan itu diberikan melalui garpu yang lembut.
Alice kemudian menandatangani pengeluaran 0.5 BTC kepada Bob; Bob menandatangani output yang menghantar 0.5 BTC kepada Alice. Kedua-duanya kemudian menandatangani dan menyiarkan transaksi pendanaan, yang komited kepada blockchain bitcoin (dan tertakluk kepada yuran rangkaian dan masa tunggu).
Mereka kini mempunyai saluran pembayaran terbuka di mana mereka boleh menghantar bitcoin ke belakang dan sebagainya serta-merta dan tanpa bayaran. Sama ada Alice atau Bob boleh menutupnya pada bila-bila masa dan menuntut masing-masing 0.5 BTC, atau apa sahaja baki terkini.
Membuka Saluran… Dalam bahasa Inggeris
Kecuali anda sudah tahu sedikit yang sedikit tentang selotis rangkaian kilat, mungkin sukar untuk mencerna "tanda di sini, permulaan di sini, membelanjakannya, menyiarkannya - tidak . "
Berikut adalah perihalan yang lebih konseptual. Urus niaga pendanaan adalah seperti apa: ia menyediakan dana untuk saluran tersebut. Ia juga bertindak sebagai topi untuk saluran: tidak ada parti boleh berakhir dengan lebih daripada jumlah pembiayaan awal, dan baki kedua belah pihak mesti menambah jumlah tersebut. Alasan transaksi pendanaan dicipta terlebih dahulu, tetapi siaran terakhir, adalah bahawa jika ia hanya diposkan ke blockchain dalam satu langkah, tidak ada yang akan dicapai selain dari transaksi tunggal, kosong-vanila. Kilat tidak membuat mereka lebih pantas atau lebih murah.
Dengan meninggalkan transaksi pendanaan terbuka, memasukkan transaksi komitmen - yang, seperti yang dihuraikan di bawah, berfungsi sebagai sejenis kontrak pintar - dan kemudian menutup urus niaga pendanaan, kilat memancarkan buka lubang cacing dalam rangkaian. Ia membolehkan anda untuk bergerak bitcoin bolak-balik sepanjang laluan tunggal yang ditetapkan. Anda menggunakan protokol bitcoin, tetapi melangkaui kelewatan dan perbelanjaan yang dikenakan oleh pelombong.
Menjaga Kilat Tak Percaya
Katakanlah Bob kini ingin membayar Alice 0.1 BTC menggunakan saluran terbuka mereka. Kedua-dua pihak hanya mengemas kini transaksi komitmen - tidak perlu merayu kepada pelombong. Baki, sebelum ini 0.5 BTC masing-masing, sekarang 0.6 BTC untuk Alice, 0.4 BTC kepada Bob.
Satu-satunya masalah adalah, bagaimana untuk melakukannya dengan selamat? Kerana mereka telah menukar tandatangan untuk transaksi awal, Bob boleh menandatangani satu - bukannya yang paling baru - dan pergi dengan 0.5 BTC dan bukannya 0.4 BTC dia sebenarnya berhutang. Dengan kata lain, dia dapat mencuri sekitar $ 1, 000 dari Alice, berdasarkan harga pada masa penulisan. Jawapannya ialah hanya membuka saluran dengan orang yang anda percayai. Tetapi apa gunanya menggunakan bitcoin?
Mencari penyelesaian kriptografi untuk dilema ini menjadi satu matlamat: menjadikannya mustahil untuk menandatangani transaksi lama dan menutup saluran dengan cara yang mencerminkan keadaan sebelumnya. Selagi melakukannya adalah pilihan, kilat mempunyai masalah berbelanja.
Ingat bahawa Bob menandatangani satu setengah daripada transaksi komitmen (Komitmen Tx 1a di bawah), yang hanya boleh disiarkan Alice kerana tangannya adalah tanda tangan yang hilang. Alice menandatangani yang lain (Komitmen Tx 1b), yang hanya boleh disiarkan Bob. Sama ada seseorang boleh berbuat demikian dan menutup saluran itu, tetapi menggunakan keupayaan penulisan kontrak pintar (terhad) pintar bitcoin, output kedua-dua bahagian transaksi komitmen boleh dikenakan pembatasan yang berlainan. Khususnya, satu output boleh membenarkan penerima membelanjakan dana dengan serta-merta, manakala yang lain boleh dikenakan pembatalan oleh salah satu pihak - melalui Kontrak Kematangan Seiring Kematangan (RSMC) - untuk jangka waktu tertentu, seperti 1000 blok, atau sekitar seminggu.
Itulah sebabnya itu berguna. Sekiranya Bob ternyata licik dan tidak berprinsip, dia hanya boleh menandatangani dan menyiarkan Komitmen Tx 1b (atas) yang membayar Alice dengan serta-merta (Penghantaran 1b) dan memegang dananya dalam limbo yang boleh dibatalkan selama seminggu (Penghantaran Boleh Dibatalkan 1b). Alice, melihat bahawa Bob telah cuba untuk menukarnya, boleh mencetuskan pembatalan dan menuntut bukan hanya 0.1 BTC Bob cuba mencuri, tetapi 0.4 BTC dia sebaliknya berhak untuk.
Dalam erti kata lain, seluruh saluran pergi kepada Alice jika dia menangkap penipuan Bob. Itu mungkin kerana apabila pihak-pihak membuat transaksi komitmen baru (C2a dan C2b di bawah), menjanjikan berkuat kuasa tidak menyiarkan transaksi komitmen lama (C1a atau C1b), mereka meletakkan wang mereka di mana mulut mereka. Bersama dengan transaksi komitmen baru, mereka membuat transaksi remedi pelanggaran dengan dua output (BR1a dan BR1b) yang memohon kepada komitmen sebelumnya. Alice memberikan Bob kunci peribadi untuk separuh daripada transaksi remedi pelanggaran, dan sebaliknya. Kini, jika sama ada cuba menyiarkan transaksi lama, pihak yang terlibat dapat memanfaatkan tempoh menunggu 1000 blok dan menawan di depan transaksi itu, dengan mengambil seluruh baki pihak yang bersalah.
Masalahnya ialah Alice perlu membayar perhatian setengah-setengah ke salurannya, supaya Bob tidak dapat menangkapnya daripada 1000 blok. Poon dan Dryja mencadangkan menunjuk beberapa pihak ketiga yang tugasnya untuk mencetuskan transaksi remeh - yang memberi ganjaran kepada semua dana saluran kepada pihak yang salah - apabila rakan niaga cuba menipu. Ini boleh dibayar dari penalti.
Olaoluwa Osuntokun, pengasas bersama Lightning Labs dan CTO, sedang membangunkan "menara pengawas" untuk berkhidmat sebagai penguatkuasaan pihak ketiga ini. Walaupun kebimbangan telah ditimbulkan bahawa nod ini boleh bertindak sebagai pihak yang dipercayai dan memperkenalkan rasa tidak selamat ke rangkaian, Osuntokun memberitahu CoinDesk bahawa hanya satu menara jujur yang diperlukan untuk saluran tertentu.
Juga, sebagai Christian Decker, jurutera teknologi teras di Blockstream, menunjukkan dalam e-mel, penipuan berisiko. Ia adalah perjudian yang penting untuk menganggap bahawa parti yang anda cuba merompak tidak akan mendaftar masuk sekurang-kurangnya sekali seminggu, dan risiko kehilangan semua wang dalam saluran anda mungkin cukup menjejaskan.
Menyambung Saluran
Di dunia nyata, Alice tidak mahu berurusan secara eksklusif dengan Bob, atau Bob secara eksklusif dengan Alice. Kedua-duanya mempunyai bilangan peniaga yang mereka perlu bayar dan dibayar oleh. Saluran pembukaan dengan setiap pihak ini tidak praktikal. Walaupun antara muka pengguna dipermudah untuk kesempurnaan, beberapa pengguna akan mempunyai kecairan yang diperlukan untuk mengikat bitcoin dalam sedozen atau lebih saluran terbuka.
Untungnya mereka tidak perlu. Seperti yang ditunjukkan dalam video di atas, pengguna boleh membuat pembayaran melalui saluran pengguna perantaraan, supaya membayar sesiapa yang mempunyai saluran terbuka atau dua harus dilakukan menerusi prinsip enam peringkat pemisahan. Tidak seperti transaksi dalam satu saluran, urus niaga pelbagai saluran ini mungkin melibatkan yuran kecil untuk memberi insentif kepada nod untuk membiayai saluran dan memastikan mereka terbuka. Peralihan bawang, teknik yang digunakan untuk menyamar pengguna pelayar TOR, menghalang nod perantara daripada melihat jalan penuh yang diambil oleh transaksi, mengurangkan kebimbangan privasi.
Seberapa baik saluran web ini berfungsi dalam praktik masih harus dilihat, dan ia dapat difikirkan bahawa jika pembayaran perlu mengambil jalan yang terlalu rumit - dengan terlalu banyak "hop" melalui saluran perantaraan - bayaran yang dikenakan oleh pengguna tersebut dapat ditambah.
Bolehkah Lightning Menetap?
Kebimbangan ini berkaitan dengan satu, kritikan, mewakili kecacatan yang tidak dapat diatasi dalam rangkaian kilat. Dalam pelaksanaan hari ini, saluran datang dengan cap: jumlah bitcoin dalam transaksi pendanaan awal mengehadkan jumlah wang dalam saluran.
Keadaan ini mengenakan tradeoff pada pengguna dengan sumber yang munasabah terhad. Mereka sama ada boleh membiayai saluran dengan sejumlah besar bitcoin untuk memastikan bahawa mereka mempunyai dana untuk membuat apa-apa pembayaran yang mereka perlukan, atau mereka boleh membiayai saluran yang lebih kecil dan mempunyai bitcoin yang tersedia untuk kegunaan lain. (Oleh kerana bayaran boleh dihalakan melalui saluran yang dipautkan, pengguna tertentu mungkin tidak perlu membuka lebih daripada beberapa saluran, dan mungkin hanya pasangan.)
Pilihan itu berisiko untuk mempunyai kecairan dalam saluran kilat atau kecairan di luar mereka, di dalam rangkaian. Memilih untuk membiayai saluran pembayaran cecair boleh berisiko jika pengawal keselamatan atau penyelesaian lain tidak menghalang kehilangan dana melalui ketaksimewaan. Sebaliknya, jika saluran pembayaran dibuat selamat dan kilat menjadi kaedah utama untuk menggunakan bitcoin sehari-hari, akan ada sedikit masalah dengan meninggalkan dana dalam saluran. Mereka akan berfungsi sebagai "kad debit atau wang tunai yang boleh dicas semula, " seperti Decker meletakkannya, sementara rantai utama bertindak sebagai akaun simpanan.
Stark membuat hujah yang sama: pembiayaan saluran kilat menghalang anda daripada menggunakan bitcoin itu untuk apa-apa lagi, kecuali "rangkaian berpotensi banyak nod yang merentasi multihop akan menerima bitcoin dengan serta-merta, " tulisnya melalui e-mel. "kami membayangkan dana pada saluran Lightning untuk menjadi lebih berguna daripada bitcoin rantaian untuk transaksi kerana kelajuan segera dan yuran yang rendah, " tambahnya.
Hab?
Tetapi siapa yang akan anda tetapkan saluran ini? Memilih Bob kepada Alice anda adalah keputusan ekonomi, bukan kriptografi, dan pengkritik rangkaian petir, jawapan yang jelas akan menjadi "hub", nod dengan banyak modal, memberikan keupayaan untuk mengekalkan saluran terbuka yang dibiayai dengan baik dengan beberapa pihak sekaligus.
Idea bahawa apa yang jumlah industri perbankan bitcoin rantaian di luar mungkin membimbangkan penggemar bitcoin, yang melihatnya sebagai memusatkan rangkaian.
Stark membantah hujah ini. "Beribu-ribu pengguna menjalankan nod penuh untuk bitcoin, " katanya menulis, "dan kami percaya mereka dan orang lain juga akan menjalankan nod pada Lightning (lebih mudah kerana anda tidak memerlukan bitcoin penuh node bersama dengannya, dan tidak seperti bitcoin nod penuh anda boleh membuat yuran kecil dari penghalaan). " Beliau juga menegaskan bahawa pasukannya bekerja pada "splicing, " yang akan membolehkan saluran menjadi lebih tinggi menggunakan bitcoin dari rantai utama. Keupayaan itu dapat mengurangkan pergerakan antara meletakkan bitcoin dalam saluran atau meninggalkannya di rantai utama, yang dapat mengurangkan kecenderungan untuk membentuk hab.
Decker melihatnya sebagai kemungkinan bahawa "rangkaian dua peringkat akan terbentuk, dengan sejumlah besar nod yang boleh dipercayai dan bertindak sebagai tulang belakang rangkaian." Dia mengharapkan ini sebagai pedagang, bagaimanapun, daripada hub yang semata-mata untuk menyediakan saluran cecair. Menyediakan saluran ini kepada berbilang pengguna, dia berhujah, akan mahal, memerlukan hub untuk mengenakan bayaran yang tinggi dan menjadikannya tidak kompetitif berbanding nod lain.
Ketua Pegawai Eksekutif ACINQ Pierre-Marie Padiou tidak mengaku tahu bagaimana rangkaian kilat itu boleh berkembang. "Sangat sukar untuk meramalkan apa keseimbangan antara pemusatan dan desentralisasi, " tulisnya melalui e-mel. "Sudah tentu akan ada nod yang lebih besar dan nod yang lebih kecil, tetapi sejauh mana ia sukar dibaca terlebih dahulu."
Jalan Tepat untuk Skala?
Poon dan Dryja menegaskan bahawa "menggunakan rangkaian saluran mikro ini, Bitcoin dapat skala kepada berbilion urus niaga setiap hari dengan kuasa pengiraan tersedia pada komputer desktop moden hari ini." Mungkin, tetapi itu bukan masalah hari ini. Kurang daripada 1, 000 nodus kilat utama dibuka pada masa penulisan.
Nor adalah kilat satu-satunya cadangan skala di luar sana. Pesaing utama ialah tunai bitcoin, garpu keras bitcoin yang membolehkan blok lebih besar. Perdebatan antara penyokong tunai bitcoin, penyokong kilat dan penyokong berbagai cara ketiga - bahkan kadang-kadang anti-scaler - meriah, jika bersimpati. Mungkin satu atau yang lain akan keluar di atas, bahawa mereka akan terus wujud bersama atau semua akan gagal.
Dalam apa jua keadaan, rangkaian kilat itu merupakan cubaan yang menjanjikan untuk mengatasi dilema skalabiliti yang telah menghantui bitcoin sejak hujung minggu pertama bitcoin pada 2008.
