Остановит ли развитие инфраструктуры Lightning Network рецессию на рынке криптовалют?

Инфраструктура Lightning Network развивается высокими темпами. Так, если год назад в этой сети второго уровня работало лишь несколько десятков нод, то сейчас число последних приближается к 6000, а количество платежных каналов уже превысило 22 000.

Lightning Network (LN) — одно из важнейших решений для масштабирования биткоина, снижения транзакционных комиссий и повышения конфиденциальности платежей. Многие эксперты убеждены, что развитие этой технологии будет способствовать массовому принятию криптовалют.

Несмотря на то, что общий объем платежей в этой сети пока незначителен, а пользовательский опыт приложений пока оставляет желать лучшего, разработчики не сидят сложа руки, создавая новые, многообещающие решения. Журнал ForkLog предлагает перевод обзорной статьи криптоисследователя Арджуна Баладжи, в которой автор рассказывает о самых свежих и перспективных инфраструктурных решениях Lightning Network.

Развитие инфраструктуры Lightning Network было одним из наиболее активно развивающихся процессов во второй половине 2018 года. Значительный прогресс в разработках и внедрении усиливали ажиотаж вокруг технологии, а также ожидания, что этот год ознаменуется значительным развитием сети.

Стоящая перед Lightning Network задача проста: дать пользователям возможность максимально быстро и надежно совершать офчейн-платежи. При этом решения должны быть интуитивно понятны и просты для рядового пользователя.

Основной фокус развития технологии в 2019 году сосредоточен вокруг четырех областей:

— повышение безопасности системы
— максимизация ликвидности
— повышение приватности
— улучшение пользовательского опыта

Инфраструктура и продукты Lightning Network

Важно начать с инфраструктуры: именно здесь сосредоточена основная часть разработок, закладывающих основу как для будущих платежей, так и для более продвинутых разработок.

Самые популярные LN-клиенты: lnd от Lightning Labs (написанный на языке программирования Go), Eclair от ACINQ (язык Scala) и c-lightning от Blockstream (на языке C).

Новые интерфейсы, такие как Node Launcher Пьера Рошара, позволяют легко установить биткоин- и Lightning-ноды с очень простыми графическими интерфейсами. Эти ноды затем можно интегрировать с множеством кошельков, включая Zap, Spark, Wallet of Satoshi и т. д. Такие ориентированные на пользователя продукты, как Bitrefill, нацелены на то, чтобы упростить открытие и фондирование каналов.

Casa Node — «коробочная» биткоин- и Lightning-нода, которая отлично будет смотреться в вашей квартире. Аналогичным образом BTCPayServer, OpenNode, Coingate, Globee и Strike от ACINQ позволяют разработчикам легко интегрировать LN-платежи.

Lightning Joule — это подобный MetaMask опенсорсный кошелек, созданный Уиллом О’Бирном. С ним можно легко осуществлять LN-платежи, используя браузер.

Интерфейс кошелька Lightning Joule

Пока он в альфа-версии, однако уже сейчас видны очертания будущего пользовательского интерфейса, в котором, возможно, будет представлено решение для идентификации. Также в нем просматриваются некоторые элементы, как в некоторых dApps на базе Ethereum. С Lightning Joule уже интегрирован ряд приложений, включая lightningspin и LN Chess от LightningK0ala.

Есть несколько забавных и незамысловатых продуктов, использующих Lightning. Среди любимых моих демо-версий LN-решений рынок предсказаний Microbet и блог-платформа Y’alls, где можно осуществлять микроплатежи.

Важно отметить, что технологию LN еще пока нельзя назвать зрелой. Дальнейшие усовершенствования инструментария разработчика, включая WebLN, упрощают интеграцию и снижают входные барьеры.

Технические улучшения

Достижения в развитии LN были продемонстрированы в прошлом году на втором Саммите развития Lightning в австралийской Аделаиде. Спустя всего два года после презентации первоначальной спецификации Lightning Network в Милане, была представлена версия LN v 1.1 наряду с десятками технологических предложений.

Поскольку Lightning строится поверх биткоина, многие будущие его улучшения связаны с последующими техническими усовершенствованиями протокола первой криптовалюты.

Большинство улучшений в последней спецификации Lightning сфокусированы на таких ключевых направлениях:

• удобство и простота использования
• безопасность
• обеспечение ликвидности
• конфиденциальность

Достижения в этих направлениях находятся на различных этапах — от предложений до рабочих реализаций. Имплементация значительной части этих усовершенствований ожидается в течение этого года, который обещает быть значимым для Lightning Network.

Neutrino

В отличие от узлов с полной историей транзакций, легкие ноды синхронизируют только заголовки блоков, используя метод Simple Payment Verification (SPV). Особенности последнего описаны в white paper биткоина.

Возможности мобильных устройств ограничены, поэтому для них используются легкие ноды. Для проверки транзакций такие ноды подключаются к полным узлам. В этом процессе используется фильтр Блума — клиент отправляет эту структуру данных полной ноде, которая затем возвращает набор соответствующих транзакций. Те, в свою очередь, проверяются кошельками локально.

К сожалению, этот процесс подразумевает снижение уровня конфиденциальности, поскольку нода может определять адреса кошельков. Кроме того, злонамеренные ноды могут отклонять определенные транзакции. Поскольку Lightning-транзакции учитывают ончейн-события, такой подход может быть сопряжен с некоторыми проблемами.

Для решения этой проблемы CTO Lightning Labs Олаолува Осунтокун (@roasbeef), Алекс Аксельрод и Джим Поусен представили Neutrino. Этот экспериментальный легкий клиент призван «минимизировать требуемые ресурсы, в том числе объем памяти для хранения данных, при сохранении должной степени конфиденциальности» посредством BIP 157 и BIP 158.

Neutrino использует наборы кодов Голомба (GCS-фильтры). Такие фильтры обеспечивают большую степень сжатия, делая клиенты Neutrino менее ресурсоемкими.

В настоящее время Neutrino в процессе активной разработки. Его полномасштабное внедрение ожидается уже в этом году. В настоящее время для работы с Lightning-кошельком пользователям приходится использовать полную ноду. Альфа-версия Neutrino уже доступна в клиенте LND, а также в LN-приложениях.

После полноценного запуска Neutrino мобильные LN-кошельки смогут предоставить пользователям чрезвычайно простой интерфейс. Кроме того, требуемое для синхронизации время сократится до минут и пользователям Lightning больше не придется запускать полные ноды.

Submarine Swaps

Эта технология разработана Алексом Босуортом, а оригинальное название ей дал вышеупомянутый @roasbeef.

Сейчас большинство кошельков проводят четкое различие между ончейн-средствами и биткоинами, передаваемыми по LN-каналам. Submarine Swaps представляет собой способ сделать гораздо более плавным взаимодействие между офчейн- и ончейн-платежами.

Несмотря на то, что эти биткоины в принципе являются взаимозаменяемыми, ончейн-средства не могут быть задействованы для совершения Lightning-транзакций. Submarine Swaps дают возможность пользователям отправлять LN-транзакции не требующему доверия посреднику, который затем производит ончейн-операции, и наоборот.

Такие посредники могут взимать комиссии. Возможность кражи средств в транзакциях такого типа исключена, поскольку процессы происходят атомарно. Submarine Swaps также могут использоваться в кроссчейновых атомарных свопах, позволяющим пользователям обменивать BTC на LTC или, например, BCH.

Submarine Swaps также в значительной мере нивелируют проблему дисбалансов маршрутизации. Несмотря на то, что эта технология кажется временным решением в свете возможного появления более совершенных технологий, она существует уже сегодня и может значительно улучшить пользовательский опыт при атомарном перемещении BTC, существующих на ончейн- и офчейн-балансах.

Двусторонне финансируемые каналы

В настоящее время LN-каналы могут фондироваться лишь одной стороной. Предположим, Арджун и Майк хотят открыть между собой канал. Арджун поместил в этот канал 0.1 BTC. Теперь он может отправлять Майку платежи, а также прокладывать этим платежам путь через последнего. Однако он не может получать платежи напрямую от Майка или по маршруту через него до тех пор, пока тот не совершит фондирующую транзакцию.

Поиск источников входящей емкости для платежей может быть сложен, и на текущем этапе развития сети Lightning такой процесс часто требует координации участников. При использовании двусторонне финансируемых каналов Арджун может фондировать канал 0.1 BTC если Майк также поместит в него 0.1 BTC.

Этот процесс сопряжен с затратами: для открытия канала нужна ончейн-транзакция, также имеют место издержки упущенной выгоды (происходит отвлечение средств из оборота). Тем не менее Майк может получать комиссии за маршрутизацию, зарабатываемые благодаря предоставлению ликвидности в сеть.

Представители сообщества нередко высказывают опасения, что такие комиссии могут быть слишком низкими и не стимулировать интерес крупных поставщиков ликвидности (например, мерчантов). Находящееся в разработке предложение Лизы Нейгут призвано позволить каналам сигнализировать о своей готовности предоставить входящую емкость для Lightning-каналов.

Двусторонне финансируемые каналы уже поддерживает клиент LND, однако до полноценного внедрения этого решения пока далеко. С ростом принятия технологии такие каналы позволят даже крупным игрокам вроде бирж способствовать вовлечению пользователей в Lightning Network, привнося в каналы ликвидность.

Атомарные разветвленные платежи

Эту технологию предложили @roasbeef и Коннер Фромкнехт. Разработчики задаются вопросом:

«У меня есть пять каналов с двумя долларами в каждом. Могу ли я атомарно осуществить платеж на $6?»

Предположим, что платежи проходят лишь по единому пути: от канала Арджуна, через канал Майка, к каналу Ларри. С небольшими транзакциями обычно меньше проблем, особенно если в каждом канале достаточно ликвидности для беспрепятственной маршрутизации платежей. Если средства Арджуна распределены по нескольким каналам, то у него ограниченный доступ к ликвидности.

Атомарные разветвленные платежи (Atomic Multi-Path Payments, AMP) решают эту проблему, позволяя множественным частичным платежам проходить сквозь различные каналы. Мелкие части платежа могут доставляются получателю только в том случае, если проходят остальные суммы. Это позволяет избежать проблемы частичных платежей.

Таким образом, на выходе получателю приходит полная сумма средств. При этом используются те же механизмы безопасности, как и для платежей, проходящих через единый путь.

И хотя спецификация AMP пока еще окончательно не утверждена, уже есть такие предложения, как OG AMP и Base AMP. Полномасштабное внедрение AMP значительно улучшит пользовательский опыт в отношении маршрутизации платежей и повысит уровень ликвидности Lightning Network.

Сплайсинг

В настоящее время чтобы повысить емкость канала или пополнить его ончейн-транзакцией, необходимо закрыть канал, и это также требует времени. Новое предложение под названием Splicing представлено Расти Расселом в октябре прошлого года. Решение призвано позволить пользователям согласовывать ончейн-транзакцию для добавления средств в канал или изъятия из него.

На многих LN-кошельках сейчас есть как ончейн- так и офчейн-балансы. После полномасштабного внедрения Splicing пользователи смогут отправлять ончейн-транзакции, используя средства с офчейн-балансов.

При помощи сплайсинга пользователи также смогут напрямую вносить средства в каналы. Это существенно повышает эффективность маршрутизации в сети, обеспечивая гибкость при управлении балансами каналов.

Сплайсинг может существенно повысить эффективность Submarine Swaps, поскольку это решение дает возможность устранить посредника в платежном процессе. Создается мощный эффект синергии: AMP в тандеме со Splicing дают пользователям возможность получать счета на оплату на свои Lightning-кошельки, совершать платежи, позволять кошельку выводить средства из ончейн-балансов и офчейн-каналов. При этом все будет происходить беспрепятственно и без необходимости ручного управления ликвидностью.

Wumbology

Wumbology представляет собой отсылку к эпизоду мультсериала «Губка Боб Квадратные Штаны», где Патрик Стар изобретает слово, означающее «большой».

В контексте Lightning Network это означает, что каналы становятся больше. В текущей сети LN размер канала ограничен 0.16 BTC, а лимит платежа — 0.04 BTC.

Суть решения состоит в том, что по мере повышения степени безопасности разработок будет появляться информация, сигнализирующая, что клиенту доступно увеличение емкости канала. Wumbology призвано повышать общую ликвидность сети по мере увеличения пропускной способности каналов. Это также улучшит маршрутизацию платежей в системе.

Сеть Lightning начиналась весьма авантюрно. Другими словами, на заре развития сети в начале 2018 года LN-разработчики предупреждали о незрелости решений, и о том, что средства могут быть потеряны. Однако предложение по увеличению лимитов каналов представляет собой важный шаг для дальнейшего развития сети.

Sphinx-send

Недавно roasbeef предложил функцию под названием Sphinx-send.

Арджун и Майк могут доверять друг другу, однако они не знают всех владельцев каналов, по которым проходят их платежи. С целью повышения конфиденциальности решение Sphinx позволяет скрывать в этом процессе данные отправителя.

Кроме того, разработка Sphinx позволяет Lightning работать без предварительных запросов счетов-фактур. Решение сейчас находится в разработке, для его внедрения требуется обновление нод. Sphinx потенциально может создать новые типы платежей, а также значительно улучшить пользовательский опыт.

eltoo и «Фабрики каналов»

eltoo — это протокол, который в апреле 2018 года предложили проекты c-lightning и Lightning Labs. В текущей реализации LN пользователь может потерять средства, если восстановит данные из устаревшей резервной копии. Передача таких старых балансов сродни мошенничеству, пользователи могут лишиться своих средств в платежном канале в качестве наказания.

Стоит подчеркнуть, что резервные копии Watchtower и/или другие непрерывные бэкапы в значительной степени устраняют эту проблему. В случае с eltoo, если пользователь транслирует старое состояние, у его контрагента появляется возможность отправить транзакцию, которая скорректирует итоговый баланс. Такая арбитражная система «делает гораздо проще и эффективнее открытие платежных каналов между многими пользователями, требующее одну ончейн-транзакцию», говорится в информационном бюллетене Bitcoin Optech.

Еще более важно, что eltoo делает резервное копирование более безопасным, а «Сторожевые башни» более эффективными, поскольку нужно будет хранить только последнее состояние, а не все предыдущие (однако это решение сопряжено с различными компромиссами в сфере конфиденциальности).

Также eltoo прокладывает путь к последующим инновациям, вроде «Фабрик каналов» (Channel Factories). Сейчас работа Lightning-канала подразумевает две ончейн-транзакции — для открытия и закрытия. «Фабрики каналов» призваны оптимизировать этот процесс.

Это решение позволит участникам сети открывать неограниченное количество так называемых внутригрупповых каналов (или «саб-каналов»). Прежде всего Channel Factories могут значительно снизить общее количество ончейн-транзакций, необходимых для LN-каналов, особенно по мере принятия этой технологии крупными игроками рынка.

Имплементация обоих решений требует проведения софтфорка с внедрением SIGHASH_NOINPUT_UNSAFE (BIP 118). По мнению многих разработчиков, эти решения проложат путь другому, более значимому софтфорку (возможно, с реализацией подписей Шнорра).

Один из главных аргументов критиков, звучавших на ранних этапах Lightning Network, можно сформулировать так: «а не приведут ли высокие комиссии за ончейн-транзакции к централизации Lightning?». Channel Factories, позволяющие легко открывать и закрывать каналы, могут уменьшить эти риски. Последующие ончейн-улучшения, включая подписи Шнорра, помогут сжимать размеры подписей, что сделает Lightning еще более доступным.

«Сторожевые башни»

Watchtowers («Сторожевые башни») предоставляют пользователям дополнительную гарантию того, что они не будут обмануты своими контрагентами в LN-сети.

Решение впервые было описано в white paper Lightning, однако со временем эта модель была значительно улучшена. Одну из проблем на первых этапах развития сети LN можно было бы сформулировать так: «поскольку платежи осуществляются офчейн, что если вторая сторона обманет меня, передав недействительное состояние (например, если я нахожусь офлайн)?».

Привлечение сторонних ресурсов в виде Watchtowers для мониторинга злонамеренных действий — одно из возможных решений данной проблемы. Похожее решение внедрено в другие системы платежных каналов. Например, в контексте Raiden (Ethereum) они называются «сервисами мониторинга».

В системе Watchtower, когда у Арджуна и Майка открыт канал, первый может транслировать подпись, разрешающую, чтобы в случае злонамеренной деятельности Майка все средства вернулись обратно к Арджуну. Передаваемые данные должны быть достаточными для обнаружения недействительных состояний, при этом должна сохраняться надлежащая степень конфиденциальности. Например, если Майк транслировал некорректную информацию о состоянии (при этом средства были на некоторое время заблокированы), у Арджуна есть возможность получить все средства, депонированные в LN-канал.

На первый взгляд это решение предполагает централизацию. Однако «Сторожевые башни» не являются элементом основного протокола. Они будут запускаться и управляться третьими сторонами (хотя продвинутые пользователи могут запускать и свои собственные «Сторожевые башни» через полную ноду).

В будущем «Сторожевые башни» смогут взимать комиссии за мониторинг транзакций, поскольку работа этого решения сопряжена с некоторыми затратами. Этими решением смогут вооружиться биржи и другие крупные игроки рынка. Тем не менее механика работы «башен» подразумевает некоторые компромиссы в плане конфиденциальности.

***

Как можно убедиться, прогресс в развитии инфраструктуры Lightning Network не стоит на месте. Однако, учитывая текущую цену биткоина, эффект от этих фундаментальных разработок проявляется не сразу.

Хотелось бы верить, что все эти новые решения в средне- и долгосрочной перспективе будут способствовать массовому принятию биткоина не только как инструмента диверсификации финансового портфеля и средства сохранения ценности, но и в качестве эффективного посредника в обмене людей товарами и услугами. Это во многом будет зависеть не только от крупных игроков рынка, таких как биржи, мерчанты и платежные процессинги, но и от обычных пользователей, не утративших веру в будущее новых технологий.

Подписывайтесь на новости ForkLog в Telegram: ForkLog Live — вся лента новостей, ForkLog — самые важные новости и опросы.