Для тех из вас, кто не знаком с сетями, протокол передачи гипертекста (HTTP) является строительным блоком Интернета. Это набор правил, которые определяют, как пакеты (т. Е. Данные) передаются между двумя пользователями. Данные могут быть текстом, видео, изображением или любым другим элементом, который пользователь выбирает для отправки через Интернет. Протокол HTTP работает с набором протоколов TCP / IP, который является основополагающим протоколом Интернета. Чтобы легко это понять, представьте, что TCP – это грузовик на шоссе, а HTTP – это груз, который везет этот грузовик..

Lightning Network (LN) – одно из последних нововведений в секторе технологий блокчейна, цель которого – выполнить обещание, изначально данное Биткойном, – сеть, которая может мгновенно выполнять транзакции с низкими комиссиями..

Сеть Lightning была впервые предложена в 2015 году Джозефом Пуном и Таддеусом Драйя, двумя компьютерными учеными, одержимыми биткойнами. Они написали документ, объясняющий проблему масштабируемости Биткойна, и предложили решение в виде системы мгновенных платежей вне сети, которую они назвали Lightning Network..

Проблема масштабируемости Биткойна

Элизабет Старк, коллега Пуна и Таддеуса, которая редактировала их статью, объясняет проблему масштабируемости биткойнов следующим образом:

«Представьте, что если вам нужно отправить электронное письмо, вам нужно будет загрузить не только каждое электронное письмо, которое вы когда-либо отправляли, но и любое электронное письмо, которое когда-либо было отправлено кем-либо».

Так работает блокчейн. Чтобы он функционировал должным образом, вам необходимо достичь глобального консенсуса в сети. Это означает, что каждая транзакция и каждое изменение в цепочке блоков должны проверяться и передаваться по всей сети для проверки. Такой процесс проверки является обязательным, в противном случае существует риск того, что цифровая валюта может быть просто скопирована и добавлена ​​в блокчейн обманным путем..

Это называется проблемой «двойного расходования», и чтобы понять ее, рассмотрим, как работает бумажная валюта (физическая валюта). Практически невозможно скопировать фиатные валюты, потому что существует множество мер защиты от этого. Продавцы могут просто обнаружить поддельную денежную купюру, просто изучив ее невооруженным глазом. Проблема «двойного расходования» аналогична проблеме с цифровыми валютами. Проверка всей сети необходима для предотвращения подделки цифровых токенов..

Однако это вызывает проблему, поскольку тысячи пользователей пытаются подтвердить свои транзакции в один момент. Блокчейн может удерживать только ограниченное количество транзакций в любой момент, и по мере накопления транзакций процесс проверки становится все медленнее и медленнее..

The Lightning Network – волшебное решение

Сеть Lightning – это святой Грааль проблемы масштабируемости блокчейна. Неспособность блокчейна масштабироваться – это не проблема Биткойна. Любой альткойн на основе блокчейна может быть интегрирован в Lightning Network, чтобы обеспечить беспрепятственные транзакции между цифровыми валютами..

Рассматривайте Lightning Network как приложение второго уровня, которое может использовать базовый блокчейн и его данные для операций. Блокчейн можно использовать в качестве базового уровня для создания децентрализованного Интернета, а сеть Lightning, наряду с Blockstack и другими подобными приложениями, может быть построена на этом базовом уровне. Затем эти приложения могут использовать базовую цепочку блоков для привязки своих транзакций и данных..

Это означает, что отношение Lightning Network к блокчейну аналогично тому, как ряд прикладных протоколов, таких как HTTP, FTP и другие, были построены на уровнях TCP / IP. Сеть Lightning Network построена на базовом блокчейне, чтобы обеспечить ему поддержку и большую функциональность..

На блокчейне может быть создано любое количество приложений для выполнения любого конкретного набора задач. Lightning Network обеспечивает мгновенные транзакции большого объема. Tumblebit – это биткойн-совместимый сервис, который предлагает каналы оплаты поверх блокчейна. Государственные каналы, которые являются двусторонними дискуссионными каналами, облегчают заключение контрактов вне сети. Точно так же может быть создано бесконечное количество других приложений для поддержки базовой цепочки блоков..

Преимущество создания второго уровня (уровня два), который привязан к цепочке блоков, заключается в том, что он сводит к минимуму объем данных, сохраняемых в базовом публичном реестре (базовый уровень). Это снижает нагрузку на блокчейны и способствует выполнению операций, таких как транзакции вне сети, при сохранении децентрализации всего процесса..

Источник: Элизабет Старк, Саммит Blockstack 2017[/подпись]

Как это устроено

Сеть Lightning работает аналогично смарт-контрактам. В основном он использует те же принципы для обеспечения мгновенного выполнения транзакций с минимальными комиссиями. Чтобы проиллюстрировать это на примере, давайте рассмотрим двух пользователей: Алису и Боба. Они хотят выполнять транзакции, поэтому они участвуют в транзакции с несколькими подписями в цепочке блоков..

Транзакция с несколькими подписями позволяет пользователям открыть адрес или канал, который они могут использовать для выполнения транзакций. Эти каналы требуют подписи из закрытых ключей всех пользователей, участвующих в канале, для того, чтобы транзакция была принята..

Алиса и Боб хотят провести транзакцию на общую сумму 20 долларов. Таким образом, Боб берет на себя 15 долларов, а Алиса – 5 долларов, чтобы войти в канал оплаты в 20 долларов. Блокчейн будет видеть только начальную транзакцию, которую Боб и Алиса выполнили для входа в канал. Пока существует этот канал, Боб и Алиса могут обменивать монеты столько раз, сколько захотят, без дополнительных комиссий..

Источник: Элизабет Старк, Саммит Blockstack 2017[/подпись]

Теперь возникает вопрос: что мешает одному из пользователей просто украсть все средства другого человека? Существует криптографическое доказательство, которое можно использовать для отмены всех состояний (транзакций), измененных через платежный канал. Допустим, Алиса пытается украсть все монеты Боба. Если это произойдет, Боб может просто вернуться к блокчейну и использовать криптографическое доказательство, чтобы вернуть не только свои монеты, но и монеты Алисы в качестве штрафа..

Более того, предположим, что Боб на какое-то время теряет доступ в Интернет, но Алиса хочет, чтобы ее средства были освобождены от контракта. Платежные каналы на самом деле представляют собой контракты с ограничением по времени. Это означает, что даже если Боб потеряет соединение, Алиса может легко получить свои средства по истечении периода ожидания. Таким образом, Lightning Network защищает пользователей от мошенничества с контрагентами, и пользователи могут совершать сделки друг с другом, не доверяя друг другу..

Блокчейн – это суд

Основным клиентом Lightning Network является то, что он защищает пользователей от контрагентского риска. На самом деле происходит то, что базовый блокчейн, на котором основана Lightning Network, действует как судья..

Более того, Lightning Network основана на смарт-контрактах, которые построены на базовом блокчейне. Единственное дополнение – это функция тайм-аута, которая позволяет пользователям безопасно выводить свои средства после истечения срока его действия..

Поэтому, допустим, Боб и Алиса входят в платежный канал, теперь они могут выполнять столько транзакций, сколько захотят. Однако, если какой-либо из них пытается выполнить мошеннические транзакции, другой пользователь может вернуться в блокчейн и потребовать обратно свой платеж от другой стороны, с которой он заключил договор..

В этом сценарии блокчейн является судьей и аналогичен тому, как контракты работают в реальной жизни – вы можете заключить контракт с другими сторонами, не обращаясь в суд. Сеть Lightning работает аналогичным образом..

Элизабет Старк, выступая на саммите Blockstack в 2017 году, объясняет:

«По сути, молния работает так, что она использует блокчейн в качестве арбитра. Блокчейн – это суд, и на самом деле это похоже на то, как у вас заключаются контракты в реальной жизни, и не каждый контракт доходит до суда. Таким образом, вы можете совершать транзакции тысячи или, может быть, миллионы раз, а затем вы можете рассчитывать на базовую цепочку блоков, и если кто-то попытается вас обмануть или просто исчезнет, ​​тогда вы знаете, что цепочка блоков предназначена для защиты вашей транзакции ».

Она прекрасно суммирует принцип, лежащий в основе Lightning Network, в одном строчке следующим образом:

«Блокчейн – это глобальный децентрализованный судья, которого нельзя подкупить”

Сеть Lightning также способствует выполнению транзакций между различными блокчейнами, что означает, что пользователи, владеющие разными криптовалютами, могут легко выполнять транзакции и обменивать свои токены через сеть Lightning. Этот процесс называется межсетевым атомарным свопом..

Атомные свопы между цепочками звучат как что-то из книги по химии, но не волнуйтесь, в криптовалюте нет химии, только информатика. Используя процесс межсетевых атомарных свопов, Lightning Network может обрабатывать даже транзакции между двумя разными криптовалютами. В настоящее время сеть Lightning поддерживает только межсетевые атомные свопы между блокчейнами Биткойна и Лайткойна..

Это позволит пользователям выполнять транзакции друг с другом, даже если у одного есть биткойны, а у другого – лайткойны. Этот процесс включает промежуточный узел между двумя пользователями, имеющий ликвидность в обеих валютах, с которыми ведутся операции. Прелесть всего этого процесса в том, что он полностью децентрализован..

Это только начало

Lightning Network – не первое из приложений второго уровня, построенных на основе блокчейна, и, конечно же, не последнее. Однако внедрение Lightning Network и ее быстрое принятие, с более чем 1268 узлами в сети в настоящее время, показывает, что криптовалютное сообщество устало ждать в течение долгих периодов времени, которые могут достигать нескольких дней, чтобы подтвердить свои транзакции. Им нужны быстрые платформы, такие как Lightning Network..

В будущем мы можем рассчитывать на приложения третьего уровня, которые взаимодействуют с приложениями второго уровня, которые могут обмениваться данными с базовым блокчейном. Для всех, кто знаком с базовой сетью, это будет похоже на то, как протоколы TCP / IP обобщили 7 уровней сети OSI. Третий уровень может позволить использовать более сложные приложения, которые позволят блокчейну обрабатывать сложные задачи, которые ранее было невозможно выполнить в публичном реестре..