Lighting Network - це як працює (1)?

Джерело: ByteDance CKB

Як P2P мережа, яка побудована на блокчейні BTC, Lighting Network не тільки ефективно вирішує проблему повільності та високих витрат BTC, але також має неперевершені переваги в області шифрування платежів, є основою нашої реалізації P2P економіки та важливою складовою нашого мрійливого світу Web5.

У сьогоднішній статті ми продовжимо знайомити з мережею освітлення, а також пояснювати принцип роботи та пов’язані з нею технології освітлювальної мережі.

Основа мережі Lightning: платіжні канали

Lighting Network в суті є ретельно розробленою системою платіжних каналів. Наприклад, у випадку транзакції між Еліс та Бобом, які використовують Lighting Network для Розрахунок, вони пройдуть через три ключові етапи: відкриття каналу, здійснення транзакції, закриття каналу.

1. Відкриття каналу: будування мосту довіри

Так зване відкриття каналу фактично означає створення Гаманця із кількома підписами, який контролюється обома сторонами угоди, та внесення коштів на цей Гаманець. Загальна сума коштів, яку отримав цей Гаманець, становить залишок цього каналу.

Ми припускаємо, що у Еліс та Боба по 10 тисяч Сатоші BTC кожен. Спочатку вони повинні перевести свої 10 тисяч Сатоші кожен в один Гаманець із кількома підписами, який контролюють обидва, як заставу для встановлення каналу. Ця угода, відома як “Funding Transaction (депозитная угода)” або “Anchor Transaction (угода як якір),” повинна бути розповсюджена в мережу та записана в блокчейні BTC, щоб підтвердити офіційне відкриття каналу. У цьому прикладі платіжний канал, що з’єднує Еліс та Боба, фактично є звичайним багато-підписним Гаманцем 2-з-2, в якому є баланс 20 тисяч Сатоші (для спрощення пояснень ми поки що не розглядаємо комісію за газ, яку необхідно заплатити при відкритті каналу).

2, початок торгівлі: мистецтво торгівлі поза блокчейном

Після відкриття каналу всі наступні угоди між сторонами будуть проводитися поза блокчейну Біткоїна, що забезпечує ефективний розрахунок. Давайте припустимо, що між Еліс та Бобом відбулися наступні 3 угоди:

1. Еліса переказує Бобу 1 万Сатоші, при цьому у Еліси є 9 万Сатоші, а у Боба - 11 万Сатоші.
2. Аліса продовжує переказувати 2 01928374656574839201 Сатоші Бобу, у цей момент у Аліси є 7 01928374656574839201 Сатоші, у Боба - 13 01928374656574839201 Сатоші.
3. Bob переказує Alice 1 мільйон Сатоші, в цей момент Alice має 8 мільйонів Сатоші, а Bob має 12 мільйонів Сатоші.

З прикладу вище ми бачимо, що незалежно від кількості операцій переказу між Еліс та Бобом, залишок у їхньому каналі завжди залишається незмінним, і складає 20 тисяч сатоші.

Кожного разу, коли Аліса та Боб здійснюють операції, обидва боки повинні оновлювати свої баланси в каналі та обмінюватися підписаними “Угодними операціями (Commitment Transaction)”. Ці операції є дійсними та можуть бути надіслані в мережу BTC в будь-який момент, але зазвичай їх зберігають, не розголошуючи, поки вони не збираються закрити канал. Таким чином, стан балансів Аліси та Боба в каналі може змінюватися декілька десятків або кілька сотень разів за секунду, а швидкість оновлення залежить лише від швидкості створення, підпису та надсилання Угодних операцій між сторонами.

3、关闭通道：最终Розрахунок的时刻

Закриття каналу може бути здійснено двома способами: спільна згода сторін щодо закриття та відправлення Розрахункової транзакції на мережу BTC; одностороннє рішення щодо закриття та відправлення останньої зобов’язальної транзакції на мережу BTC. Останній варіант був розроблений для запобігання ситуації, коли одна сторона вийшла з ладу, а інша сторона залишалася заблокованою в каналі з балансом.

У прикладі з Алісою та Бобом вони вирішили закрити канал після трьох угод. Після закриття Аліса отримує 8 тисяч Сатоші, а Боб - 12 тисяч Сатоші (знову ж таки, для спрощення ми не враховуємо Комісію за газ, що виникає при закритті каналу).

Забезпечення безпеки двостороннього платіжного каналу: від LN-Penalty до eltoo, а потім до Daric

Як заборонити шахрайство однієї сторони в двосторонньому платіжному каналі, наприклад, у вищезазначеному прикладі, як заборонити Бобу закрити канал, використовуючи обіцянку оплати другим, а не третім разом? Якщо використовувати обіцянку оплати другим разом для закриття каналу, Боб може заперечити транзакцію на 10 000 сатошів, яку він виплатив Алісі, це, очевидно, дуже спокусливо.

BTCLighting Network використовує механізм LN-Penalty для запобігання закриттю каналу однією зі сторін, надсилаючи застарілий, але вигідний для себе стан на у блокчейні. LN-Penalty використовує складні технології, такі як ‘несиметрична зобов’язуюча угода’ та ‘Секретний ключ скасування’, щоб гарантувати, що якщо Боб спробує закрити канал застарілою зобов’язуючою угодою, Еліс матиме право на всі кошти в каналі - 20 тисяч сатоші. Цей механізм покарання ефективно стримує потенційні шахрайські дії.

Проте LN-Penalty має також деякі недоліки, крім власної складності, воно також призводить до навантаження на сховище - користувач повинен зберігати дані кожного минулого оновлення стану каналу, а також деякі рідкісні випадки можуть призвести до ненавмисного покарання чесного користувача.

Для подолання цих недоліків ще з 2018 року у спільноті BTC було запропоновано рішення під назвою “eltoo” для усунення ризику навантаження зберігання та випадкового покарання. За цією схемою користувачам потрібно зберігати лише останню угоду про зобов’язання та її Розрахунок угоду. Однак до цього часу схема eltoo все ще недоступна, оскільки для її впровадження потрібно зробити м’який форк BTC та ввести новий тип підпису хешу — SIGHASH_ANYPREVOUT.

Nervos CKB запускає мережу Lighting Network, вибравши Daric схему, запропоновану у 2022 році для мережі Fiber Network. Daric, на основі eltoo, успішно вирішує проблеми вартості та безпеки мережі Нода (Watchtower). Нода - це Lighting NetworkНода, яка працює на окремому комп’ютері та мережі, та контролює платіжні канали. У разі виявлення злочинної діяльності вона допомагає постраждалим виконати розрізання угоди, щоб захистити кошти користувачів. Оператори Нода зазвичай запускають свою власну Нода, щоб захистити свою Нода.

Висновок

Як рішення для масштабування BTC, Lighting Network має своє основне ядро - це розроблені дуже розумні платіжні канали. Завдяки відкриттю, поза блокчейну транзакціям та закриттю каналу, Lighting Network значно прискорює темпи транзакцій і знижує їх вартість.

Для забезпечення безпечної двосторонньої платіжної каналу Lighting Network використовує механізм LN-Penalty, а також біткойн-спільнота розробила більш ефективні механізми безпеки, такі як eltoo, Daric та інші, щоб ефективно запобігти потенційним шахрайським діям.

Ці інновації дозволяють Lighting Network забезпечити значне покращення продуктивності BTC-мережі, забезпечуючи при цьому безпеку, та відкривають шлях до швидких та економічних мікроплатежів.