شبکه لایتنینگ (Lightning Network) چیست و چگونه کار می کند؟

زمانی که بیت کوین برای نخستین بار توسط ساتوشی ناکاموتو معرفی شد، اولین نظر در مورد آن را جیمز دونالد ارائه کرد. او نوشت:

جیمز دونالد:

این‌طور که من متوجه شدم، پروپوزال شما برای مقیاس موردنیاز، پاسخگو به نظر نمی‌رسد.

۱۰ سال بعد، مقیاس پذیری شبکه بلاکچین هنوز بزرگ‌ترین مشکل بیت کوین و رمزارزهای کهنه‌کار دیگر است. یعنی شبکه ظرفیت انجام تراکنش‌های زیاد در مدت کم را ندارد. در این مقاله والکس، یک راه‌حل پیشنهادی برای این مشکل را بررسی خواهیم کرد. شبکه لایتنینگ یا شبکۀ صاعقه، یک راه‌حل نه‌چندان تازه برای مشکل مقیاس‌پذیری بیت کوین است که هنوز فراگیر نشده است.

شبکه لایتنینگ بیت کوین چیست؟

شبکه لایتنینگ (Lightning Network) یا شبکه صاعقه، یک تکنولوژی لایه دوم است که در بیت کوین معرفی شده توسط ساتوشی ناکاموتو برای پرداخت‌های خرد استفاده می‌شود. این شبکه کمک می‌کند که معاملات کوچک، سریع‌تر و موثرتر انجام شوند. معاملات انجام شده در این شبکه کارمزد کمتری دارند و تایید آن‌ها نیز ساده‌تر است.

در لایتنینگ نتورک، معاملات از بلاک چین اصلی بیت کوین خارج شده و خارج از زنجیره انجام می‌شوند. Lightning Network، برای کاهش هزینه‌ها و افزایش سرعت معاملات در یک معامله خارج از زنجیره (Off-Chain) طراحی شده است.

تاریخچه شبکه لایتنینگ بیت کوین

در سال ۲۰۰۹، ساتوشی ناکاموتو کدی را برای ایجاد کانال‌های پرداخت کاربران پیشنهاد کرد. با کمک این قابلیت، کاربران می‌توانستند بسیاری از تراکنش‌ها را خارج از بلاکچین اصلی انجام دهند که به طور قابل توجهی بار روی شبکه را کاهش داده و کارمزد تراکنش‌ها را کاهش می‌دهد. ایده ایجاد شبکه لایتنینگ بیت کوین بر مبنای ایمیلی در سال ۲۰۱۳ از طرف مایک هیرن (Mike Hearn) به ساتوشی ناکاموتو شکل گرفت.

جوزف پون (Joseph Poon) و تادئوس درایجا (Thaddeus Dryja)، علاقه‌مندان به بلاکچین، نسخه پیش نویس وایت پیپر شبکه لایتنینگ بیت کوین را در فوریه ۲۰۱۵ منتشر کردند. نسخه اصلی این وایت پیپر در اوایل سال ۲۰۱۶ منتشر شد. با توجه به رویکرد غیرمتمرکز به توسعه شبکه لایتنینگ و تعداد زیادی تیم مستقل، جامعه مجبور شد استانداردهای مشترکی را ایجاد کند. در اکتبر ۲۰۱۶، استانداردهای اساسی در نشستی در میلان تعریف شد.

در آگوست ۲۰۱۷، بیت کوین سافت فورک Segregated Witness (SegWit) را فعال کرد که یک به‌روزرسانی ضروری برای پذیرش بیشتر شبکه لایتنینگ بود. در مارس ۲۰۱۸، تیم لایتنینگ نسخه آزمایشی مشتری شبکه لایتنینگ بیت کوین را منتشر کرد. این شبکه تا آن زمان بیش از ۱۰۰۰ گره فعال و ۱۸۶۳ کانال باز داشت.

احساس نیاز به شبکه لایتنینگ بیت کوین

هدف اولیه بیت کوین این بود که به‌عنوان یک کریپتوکارنسی در معاملات روزمره استفاده شود. اما با بالارفتن مداوم قیمت این ارز و درنظرگرفتن کارمزد شبکه و همچنین بزرگ‌تر شدن مقیاس بازار و افزایش تعداد کاربران، تبدیل بیت‌کوین به ارزی مناسب برای تراکنش‌های روزانه تقریباً ناممکن شد.

در حال حاضر، بلاکچین بیت کوین می‌تواند حدود ۷ تراکنش بر ثانیه را پشتیبانی کند. این یعنی اگر بخواهد به هدف خود که تبدیل‌شدن به وسیله‌ای برای انجام معاملات روزانه است برسد، باید بتواند صدها یا هزاران تراکنش بر ثانیه را مدیریت کند، شبیه کارت‌های اعتباری و پرداخت‌های الکترونیکی. باتوجه‌ به ماهیت غیرمتمرکز بیت کوین و نیاز به فعالیت نودها در شبکه، می‌توان گفت تا رسیدن به چنین ایده‌آلی مشکلات فراوان دارد.

بیایید یک مثال را بررسی کنیم. فرض کنیم می‌خواهیم هزار تراکنش را بر ثانیه در بلاکچین بیت کوین پردازش کنیم. امروز کارمزد هر تراکنش برابر با ۰.۰۰۰۶۳ BTC یعنی حدود ۳۰ دلار است. هر هزار تراکنش کارمزدی برابر ۳۰ هزار دلار خواهد داشت که مبلغی قابل‌توجه است.

حال این بخش از فرضیه را به واقعیت نزدیک کنید، به‌جای ۱۰۰۰ تراکنش بر ثانیه، بلاک چین تنها ۷ تراکنش بر ثانیه را پردازش می‌کند. پس برای انجام ۱۰۰۰ تراکنش، ما تقریباً به ۲.۵ دقیقه زمان نیاز داریم. در حال حاضر تأیید یک تراکنش در بلاک چین بیت کوین حداقل ۱۰ دقیقه زمان می‌برد. این ظرفیت کم پردازش تراکنش‌ها نسبت به مدت‌زمان طولانی تراکنش، عملاً Bitcoin را از گزینه‌های پرداخت روزانه خارج می‌کند.

Lightning Network پیشنهاد می‌کند که با ایجاد لایه دوم در بلاکچین اصلی Bitcoin، مشکل مقیاس‌پذیری بیت کوین را حل کند. لایه دوم، شامل چندین کانال پرداخت بین کاربران بیت کوین است. یعنی معاملات در مقیاس‌های کوچک انجام می‌شود و فقط نتیجه نهایی آن‌ها در بلاک چین اصلی بیت کوین به‌روزرسانی خواهد شد. زمانی که دو طرف معاملات، کانال را باز کنند یا آن را ببندند.

شبکه لایتنینگ بیت کوین چطور کار می‌کند؟

فرض می‌کنیم دو شخص به نام مهسا و علیرضا، زوجی هستند که با هم مراودات مالی فراوانی دارند و لازم است که این تراکنش‌ها به‌سرعت بین آن‌ها انجام شود؛ بنابراین یک کانال در شبکه لایتیتنگ بیت کوین بین خودشان دو نفر ایجاد می‌کنند. این مثال می‌تواند برای شما و سوپرمارکت محله‌تان هم صادق باشد.

اول‌ازهمه، مهسا و علیرضا باید یک کیف پول چند امضایی درست کنند که هر دو آن‌ها به کلید خصوصی کیف پول دسترسی داشته باشند. سپس هر دو، مقدار مشخصی Bitcoin (فرض کنیم ۳ بیت کوین) را به این کیف پول واریز کنند.

از این لحظه، مهسا و علیرضا می‌توانند به شکل بی‌نهایت بین خودشان دو نفر معامله انجام دهند. اساساً این معاملات فقط در کیف پول مشترکشان ثبت می‌شود و به بلاک چین اصلی بیت کوین اعلام نمی‌شود. برای مثال علیرضا می‌خواهد ۱ بیت کوین برای مهسا ارسال کند، او باید حق مالکیت این مبلغ را به مهسا بدهد. سپس هر دوی آن‌ها با استفاده از کلیدهای خصوصی خود، بالانس جدید حساب را تأیید کنند.

توزیع واقعی با بسته‌شدن کانال اتفاق می‌افتد. زمانی که کانال بسته شود، الگوریتم‌های Bitcoin آخرین امضای هر دو طرف معامله در کیف پول را مبنای ترازنامه حساب دو نفر قرار می‌دهد. اگر مهسا و علیرضا بعدازاین انتقال کانال صاعقه را ببندند، دارایی مهسا ۴ بیت کوین و دارایی علیرضا ۲ بیت کوین خواهد بود.

زمانی که کانال بسته شد، بالانس نهایی حساب به بلاکچین اصلی اعلام می‌شود. پس روش کار لایتنینگ نتورک این است که می‌توان تعداد نامحدودی تراکنش بین دو یا چندنفری انجام داد و در نهایت مجموع آن‌ها را به‌عنوان یک تراکنش واحد به شبکه اعلام کرد.

فراگیر شدن شبکه صاعقه، راه‌حل اصلی

زمانی که تکنولوژی لایتنینگ بیت کوین به‌صورت گسترده بین کاربران رایج شود، دیگر لازم نیست که یک کانال مشخص برای ارسال پول به یک شخص خاص ایجاد کنید. به‌جای آن، شبکه لایتنینگ بیت کوین می‌تواند کوتاه‌ترین مسیر به کیف پول مقصد را بین کانال‌های موجود از بین افرادی که با آن‌ها در ارتباط هستید، پیدا کند.

با این روش احتمال دارد که لایتنینگ نتورک پاسخی برای مشکل حل‌نشدنی کارمزدهای زیاد شبکه بیت‌کوین باشد. این فکر که هرگز نمی‌توان یک فنجان قهوه با بیت کوین خرید علاقه‌مندان به بیت کوین را ناامید می‌کند اما شبکه لایتنینگ بیت کوین احتمالاً ظرفیت حل این مسئله را دارد.

مزایای شبکه لایتنینگ بیت کوین

وب سایت شبکه لایتنینگ بیت کوین این تکنولوژی را به عنوان «توسعه تکنولوژیکی پیشرو در محاسبات مالی چند جانبه با بیت کوین» معرفی می‌کند. شبکه لایتنینگ بیت کوین مزایای زیر را نسبت به بلاکچین بومی فراهم می‌کند.

• مقیاس پذیری
• سرعت
• پشتیبانی از پرداخت خُرد
• انرژی مورد نیاز کم

فقدان مقیاس‌پذیری یکی از مشکلاتی است که دائما در مورد بلاکچین بیت کوین مورد بحث قرار می‌گیرد. افزودن هر بلوک برای هر تراکنش به شدت مقیاس شبکه را با مشکل مواجه کرده است. شبکه لایتنینگ با در نظر گرفتن ملاحظات امنیتی و ناشناس بودن، این مشکل را با حذف تراکنش‌ها از زنجیره بلوکی اصلی حل می‌کند.

علاوه‌براین، از آنجایی که تراکنش‌ها از بلاکچین اصلی حذف می‌شوند و در بلوک‌های لایه ۲ شبکه لایتنینگ انجام می‌شوند، این فرایند بسیار سریع‌تر و کارآمدتر می‌شود. تراکنش‌ها از طریق یک مکانیسم توافق دو طرفه انجام می‌شود که به عنوان کانال پرداخت شناخته می‌شود. این موضوع و مزایای آن، شبکه لایتنینگ را به یکی از اجزای کلیدی اکوسیستم بیت کوین تبدیل کرده است.

شبکه لایتنینگ بیت کوین همچنین پرداخت‌های خُرد سریع را ممکن می‌سازد. شبکه بومی بیت کوین دارای محدودیتی برای حداقل تراکنش قائل شده است که حدودا ۱۰۰ برابر بیشتر از حداقل حجم تراکنش در شبکه لایتنینگ است. از طرفی بیت کوین مورد انتقاد سرمایه‌گذاران طرفدار محیط زیست قرار گرفته است که دائما از بیت کوین بخاطر مصرف انرژی بالا انتقاد می‌کنند. شبکه لایتنینگ با کاهش مصرف انرژی و حذف بخش عمده‌ای از تراکنش‌ها از بلاکچین بیت کوین، به اعتبار بیت کوین از منظر زیست محیطی نیز کمک کرده است.

مشکلات شبکه لایتنینگ بیت کوین

این که معاملات غیرشفاف و به‌دوراز بلاکچین اصلی انجام شوند، یک نقطه‌ضعف برای لایتنینگ نتورک است. در این حالت، امنیت معاملات کاهش پیدا می‌کند. به همین دلیل، احتمالاً شبکه لایتنینگ فقط برای معاملات کوچک استفاده خواهد شد. معاملات بزرگ‌تر که نیاز به امنیت بیشتری دارند، همچنان در بلاک چین اصلی انجام می‌شوند.

بارزترین مشکل لایتنینگ، خارج کردن معاملات از حالت غیرمتمرکز است. اگر شبکه صاعقه فراگیر شود و معاملات از طریق کانال‌ها انجام شوند، عملاً تا حد زیادی بخشی از تراکنش‌ها متمرکز خواهد شد؛ بنابراین اگر یک کانال معاملاتی به هر دلیلی خراب یا هک شود، این اتفاق می‌تواند کل شبکه را تحت‌تأثیر قرار دهد. ازآنجایی‌که کاربران در شبکه لایتنینگ همواره باید آنلاین و متصل به شبکه باشد، احتمال هک نیز بالاتر می‌رود. چرا که عملاً امکان استفاده از کیف پول‌های سرد در این روش وجود ندارد. توسعه دهندگان شبکه لایتنینگ در حال حاضر تلاش می‌کنند راهی برای حل این مشکلات پیدا کنند.

آخرین مشکل لایتنینگ، به‌صرفه نبودن آن از نظر اقتصادی برای بلاکچین بیت کوین و ماینرها است. راه‌حل این مشکل، افزایش هزینه‌های این شبکه به نفع نودهایی است که کانال‌ها را حفظ می‌کنند. به‌علاوه باز و بسته کردن کانال‌های پرداخت، یک تراکنش درون زنجیره‌ای است و نیاز به کارمزدهای بالا و دستی دارد.

کیف پول های سازگار با شبکه لایتنینگ بیت کوین

در ادامه بهترین کیف پول های لایتنینگ بیت کوین را معرفی و با یکدیگر مقایسه می‌کنیم.

کیف پول	حداقل ساتوشی برای باز کردن کانال	نوع ولت	پلتفرم قابل استفاده
Wallet of Satoshi	مشخص نشده است	حضانتی	اندروید و IOS
Electrum	مشخص نشده است	غیر حضانتی	اندروید
Phoenix	۱۰۰۰۰ ساتوشی	غیر حضانتی	اندروید و IOS
Breez	۶۰۰ ساتوشی	غیر حضانتی	اندروید و IOS
Muun	مشخص نشده است	غیر حضانتی	اندروید و IOS
Zap	مشخص نشده است	غیر حضانتی	دسکتاپ، اندروید و IOS

 لایتنینگ نتورک، بهترین پاسخ برای بیت کوین

شبکه لایتنینگ مانند میان‌بر در کنار شاه‌راه اصلی بلاک چین فعالیت می‌کند. هنوز این تکنولوژی فقط به‌صورت محدود و توسط چند پروژه مانند BlockStream و Lightening Lab در حال بررسی است. تا اجماع نهایی کاربران بیت کوین بر سر استفاده از این تکنولوژی و رفع مشکلات آن هنوز مسیر زیادی باقی‌مانده است.

بااین‌حال، تا امروز شبکه لایتنینگ بیت کوین مناسب‌ترین پاسخ برای نقطه‌ضعف‌های بلاک چین بیت کوین بوده است. همچنان باید صبر کنیم تا نتیجه واقعی این پاسخ را متوجه شویم.در صورتی که نتیجه مثبت باشد قطعا شاهد استفاده تمام کاربران از  قابلیت‌های لایتنینگ بیت کوین خواهیم بود. در حال حاضر بهترین کیف پول های لایتینگ بیت کوین، کیف پول فینیکس است. البته به جز این کیف پول می‌توان به کیف پول لایتینگ Breez و کیف‌پول‌ لایتنینگ  Muun اشاره کرد. 

شاید درباره لایتنینگ بپرسید: