شبکه لایتنینگ بیت کوین (Lightning Network) چیست؟

دومین لایه‌ای که به بلاک ‌چین بیت‌کوین اضافه شده است شبکه لایتنینگ (Lightning Network) نام دارد. وظیفه این لایه فراهم‌سازی تراکنش‌ها در خارج از زنجیره است. یعنی انجام تراکنش‌ها بین کاربرانی که در شبکه بلاک ‌چین نیستند را امکان‌پذیر می‌سازد.

کانال‌های پرداخت متعددی بین کاربران لایه دوم بیت‌کوین وجود دارد که کاربران با استفاده از این کانال‌ها تراکنش‌های دو طرفه را انجام می‌دهند یعنی پرداخت‌ها و دریافت‌های خود را به سرانجام می‌رسانند. شبکه لایتنینگ میزان مقیاس‌پذیری برنامه‌های بلاک ‌چین را از طریق مدیریت تراکنش‌های خارج از شبکه اصلی افزایش می‌دهد. این در حالی است که همچنان الگوی امنیتی غیرمتمرکز شبکه اصلی در مورد آنها به اجرا در می‌آید.

مقیاس‌پذیری به عنوان یک مانع بنیادی شناخته می‌شود که مانع از پذیرش گسترده ارزهای دیجیتال می‌شود. اگر شبکه‌ای به درستی مقیاس‌بندی شود، می‌تواند میلیون‌ها تراکنش را در ثانیه (TPS) انجام دهد. در این ارتباط شبکه لایتینیگ با انجام تراکنش‌ها و تسویه حساب‌های خارج از زنجیره می‌تواند به مقیاس‌پذیری شبکه کمک شایانی بکند. از طرف دیگر امکان پرداخت‌های خرد را در کوتاه‌ترین زمان ممکن فراهم می‌کند. بنابراین زمان پردازش و هزینه‌های مرتبط با آن را نیز کاهش می‌دهد.

شبکه لایتنینگ علاوه‌ بر وظایف بسیار مهمی که در اکوسیستم بیت‌کوین برعهده دارد، همچنین می‌تواند مشکلات مختلفی از جمله هزینه‌های مسیریابی، حملات هکرها را نیز برطرف نماید. به عنوان مثال، برای باز و بسته کردن کانال‌های پرداخت به سمت گره‌هایی می‌رود که کارمزدهای پایینی دارند و به سرعت تراکنش را تایید می‌کنند.

مشکل اصلی شبکه بیت‌کوین

بسیاری از فعالان بازار مالی در بخش ارزهای دیجیتال همیشه این ادعا را دارند که بیت‌کوین آینده سیستم مالی جهان را به نفع خود تغییر خواهد داد. اما برای رسیدن به این هدف بلند پروازانه با یک مشکل جدی مواجه است؛ طراحی بلاک ‌چین بیت‌کوین به گونه‌ای است که مقیاس‌پذیری اکوسیستم فدای امنیت و تمرکززدایی آن شده است.

منظور ما از مقیاس‌پذیری بلاک ‌چین بیت‌کوین، افزایش تعداد کاربران و تراکنش‌های آنها همراه با عملکرد طبیعی شبکه است. هدف از چنین سیاست‌گذاری در شبکه، مدیریت تقاضای به وجود آمده است.

چنین سیاست‌گذاری دو مشکل عمده را به همراه داشته که عبارتند از:

• سرعت پایین تراکنش‌ها: ما در بلاک ‌چین با مجموعه‌ای از بلاک‌ها مواجه هستیم. هر کدام از این بلاک‌ها حاوی اطلاعاتی مربوط به تراکنش‌ها هستند. در بلاک ‌چین بیت‌کوین هر بلاک دارای محدودیت‌هایی در ارتباط با جای دادن تعداد مشخصی از تراکنش‌هاست.

اگر تراکنش صورت گرفته نتواند در بلاک حال حاضر جای بگیرد در صف انتظار تراکنش قرار می‌گیرد که به اصطلاح ممپول (MemPool) گفته می‌شود. سرعت پردازش هر تراکنش بسته به ازدحام موجود در شبکه می‌تواند بین چند دقیقه تا حتی چندین روز به طول بیانجامد.

• افزایش هزینه‌ها: شاید همانطور که می‌دانید شبکه بیت‌کوین با پروتکلی به نام اجماع کار (Proof of Work) کار می‌کند. ماینرها یا همان استخراج‌کنندگان هزینه زیادی را صرف حل معادلات ریاضی می‌کنند. برای جبران چنین هزینه سرسام‌آوری، به ماینرها کارمزد تراکنش و پاداشی به صورت بلاک تعلق می‌گیرد.

لایتنینگ راهی برای مقیاس‌پذیری شبکه بیت کوین

زمانی که شبکه کوچک باشد، تعداد تراکنش‌ها پایین باشد، شبکه به خوبی از عهده پردازش تراکنش‌ها بر می‌آید و تراکنش‌ها را با هزینه کم انجام می‌دهد. اما زمانی که شبکه گسترده می‌شود و تعداد تراکنش‌ها بالا می‌رود به دلیل اینکه فضای موجود در بلاک محدود است، در زمان اوج ترافیک، شبکه تنها آن تراکنش‌هایی را که کارمزد بالایی دارد را مورد پذیرش قرار می‌دهد.

در اواخر سال 2017 با هجوم میلیون‌ها کاربر به شبکه بیت‌کوین، اکوسیستم در تلاش بود تا میلیون‌ها تراکنش را مدیریت کند. در این حین بود که به وضوح مشکل مقیاس‌پذیری اکوسیستم پدیدار شد. به طوریکه در دسامبر همان سال هزینه تراکنش بیت‌کوین در هر مقدار به مرز 37 دلار رسید. چنین روندی باعث شد که بیت‌کوین به عنوان یک رمزارز مقبول صرفه اقتصادی نداشته باشد. چون هزینه تراکنش در مواقعی از ارزش خود مقدار خریداری شده بیت‌کوین هم فراتر می‌رفت.

از این‌رو، یکی از بهترین و مهم‌ترین راه‌حل‌ها برای بهبود مقیاس‌پذیری شبکه استفاده از شبکه لایتنینگ بود. لایتنینگ به معنای رعد و برق است و به عنوان استعاره برای سرعت بسیار بالای تراکنش در اکوسیستم بیت‌کوین اشاره دارد.

چرا گره‌ها برای کاهش هزینه مسیریابی باز هم اعتبارسنجی می‌کنند؟

پاسخ بسیار روشن است، ماینرها اغلب تراکنش‌های کوچک‌تر را مورد تایید قرار نمی‌دهند. زیرا برای اعتبارسنجی تراکنش‌های بی‌اهمیت، کارمزد کمتری دریافت می‌کنند بنابراین پرداخت‌های خرد خارج از زنجیره صورت می‌گیرد و اعتبارسنجی آن نها نیز در شبکه لایتنینگ انجام می‌شود.

بنابراین در شبکه اصلی برای معامله‌هایی با حجم بالا که هزینه مسیریابی را می‌پردازند اعتبارسنجی صورت می‌گیرد. باید توجه داشته باشید که در چنین کانال‌هایی مدت زمان زیادی را قبل از تایید تراکنش باید منتظر بمانید. زیرا ممکن است یک عامل مخرب (هکرها) کانال‌های زیادی را ایجاد کنند و همه آنها را به یکباره ببندند و باعث ازدحام در شبکه شوند. از این‌رو، باید کانال‌ها نیز اعتبارسنجی شوند و تراکنش‌های کلان را به سمت کانال‌های معتبر سوق دهند.

تاریخچه شبکه لایتنینگ

شبکه لایتنینگ در سال 2015 توسط دو محقق به نام‌های تادئوس درایجا (Thaddeus Dryja) و جوزف پون (Joseph Poon)، در وایت پیپری با عنوان “شبکه لایتنینگ بیت‌کوین” پیشنهاد شد. اساس تحقیقات آنها درباره کانال‌های پرداخت ساخته شده توسط ساتوشی ناکاموتو، خالق ناشناس بیت‌کوین بود. قبلا ناکاماتو درباره کانال‌های پرداخت برای همکار توسعه‌دهنده خود مایک هرن (Mike Hearn) در سال 2013 توضیح داده بود.

چکیده مقاله آنها، یک پروتکل خارج از زنجیره متشکل از کانال‌های پرداخت متنوع را توصیف می‌کند. در این نوع کانال‌ها، دو طرف غیرقابل اعتماد می‌توانند ارزش را بدون شلوغی شبکه اصلی مبادله کنند. چون این کانال‌ها خارج از زنجیره هستند. این کانال‌ها برای حل مشکل مقیاس‌پذیری بیت‌کوین طراحی شده‌اند. درایجا و پون توضیح داده‌اند که امکان معامله در سال 2013 در هر ثانیه را می‌توانند به 47000 هزار تراکنش برسانند. بنابراین برای اینکه بیت‌کوین به TPS گفته‌شده برسد باید هشت گیگابایت تراکنش را در هر بلوک مدیریت کند که تحقق آن به هیچ عنوان با توانایی فعلی بلاک‌چین امکان‌پذیر نیست.

در ابتدا، بیت‌کوین می‌توانست در هر ثانیه هفت تراکنش را انجام دهد، از آنجایی که بیت‌کوین در آن زمان از محدودیت تراکنش یک مگابایتی برخوردار بود، مسلما جایی برای 47000 تراکنش بیت‌کوین در آن وجود نداشت که در یک بلوک قرار بگیرد. کانال‌های پرداخت خارج از زنجیره شبکه لایتنینگ برای افزایش مقیاس‌پذیری بیت‌کوین ایجاد شد که در آن امکان تراکنش‌های مختلف و کوچک‌تر را بدون شلوغی شبکه فراهم می‌آورد.

تاسیس لایتنینگ لبز

درایجا و پون در سال 2016 لایتنینگ لبز را تاسیس کردند که هدف آن ایجاد و توسعه ساختار شبکه لایتنینگ بیت‌کوین بود. علی‌رغم تغییراتی که در تیم این پروژه به وجود آمد، اما همچنان اعضای باقیمانده آن تلاش کردند تا این پروتکل را با شبکه اصلی بیت‌کوین سازگار کنند.

بالاخره در سال 2018 نیز نسخه بتای این پروژه به شبکه اصلی بیت‌کوین متصل شد. در آن زمان بسیاری از شخصیت‌های عمومی مانند جک دروسی (Jack Dorsey) نیز از این پروژه اعلام حمایت کرد و مشارکت خود را با این پروژه آغاز نمود. به عنوان مثال، دورسی گروهی از توسعه‌دهندگان را با پرداخت بیت‌کوین گردهم آورد تا در جهت توسعه هر چه بیشتر شبکه لایتنینگ بیت‌کوین تمرکز کنند. او همچنین قصد دارد در آینده‌ای نه چندان دور شبکه لایتنینگ را در توئیتر پیاده‌سازی کند.

شبکه لایتنینگ چگونه کار می‌کند؟

این پروتکل یک کانال پرداخت همتابه‌همتا را بین دو طرف، مانند بین مشتری و یک رستوران امکان‌پذیر می‌سازد. پس از ایجاد کانال، به آنها اجازه می‌دهد تا تعداد نامحدودی از تراکنش‌ها را ارسال کنند که هم بسیار ارزان و هم به صورت آنی است.

این پروتکل برای کاربرانی که قصد خرید روزانه کالاهای خرد را دارند بسیار مناسب است و تاثیر چندانی بر شبکه بیت‌کوین ندارد.

برای ایجاد یک کانال پرداخت، پرداخت‌کننده باید مقدار مشخصی بیت‌کوین را در شبکه قفل کند. هنگامی که چنین فرایندی صورت گرفت، گیرنده می‌تواند مقادیر دلخواه خود را دریافت نماید اما برای این‌ کار باید مشتری کانال را باز نگه‌‌دارد.

تا زمانی که کانال شبکه لایتنینگ باز است هر دوطرف می‌توانند با یکدیگر معامله کنند. وقتی که تراکنش‌های خرد در شبکه صورت می‌گیرد، این تراکنش‌ها به گونه‌ای مدیریت می‌شود که تنها بروزرسانی در بلاک ‌چین نیاز بوده و در فعالیت اصلی شبکه خللی وارد نمی‌کند.

کاربرانی که از این پروتکل استفاده می‌کنند بدون اینکه به بلاک ‌چین اصلی اعلان وضعیت کنند، می‌توانند به طور نامحدود وجوه را بین خود انتقال دهند.

ارتباط سیستم‌های پرداخت در شبکه لایتنینگ

 گره‌های شبکه لایتنینگ قادر به مسیریابی تراکنش‌های صورت‌گرفته در کانال‌های پرداخت کاربران هستند. از این‌رو می‌توان نتیجه‌گیری کرد که شبکه لایتنینگ بسیاری از سیستم‌های پرداخت را به یکدیگر ارتباط می‌دهد.

در این فرآیند زمانی که کاربران تصمیم به پایان معامله گرفتند، می‌توانند کانال را ببندند. سپس تمامی اطلاعات کانال در تراکنش ادغام شده و برای ثبت به شبکه اصلی بیت‌کوین ارسال می‌شود. چنین ادغامی تضمین می‌کند که ده‌ها تراکنش کوچک به طور همزمان شبکه را اسپم کرده است. در نتیجه تمامی تراکنش‌ها را به یک تراکنش ساده تبدیل می‌کند که چنین رویکردی باعث کاهش زمان موردنیاز برای اعتبارسنجی گره‌ها می‌شود.

اگر چنین کانال‌هایی وجود نداشته باشد تراکنش‌های خرد مانع از تراکنش‌های بزرگتر می‌شوند. چنین روندی باعث ترافیک شبکه شده و گره‌های زیادی را برای اعتبارسنجی می‌طلبد.

روش استفاده از  شبکه لایتنینگ بیت‌کوین

در وهله اول باید بدانید که چیزی به نام آدرس کیف پول در شبکه لایتنینگ بیت‌کوین وجود ندارد. از آنجایی که هدف اصلی چنین شبکه‌ای تسهیل پرداخت با کم‌ترین کارمزد است، کاربران در این پروتکل با اینوس (Invoice) یا همان صورتحساب سروکار دارند.

در این صورتحساب تمامی اطلاعات یک تراکنش کاربر در آن به ثبت رسیده است. این اطلاعات شامل مقادیر انتقال‌یافته برحسب ساتوشی، زمان ایجاد صورتحساب، زمان منقضی شدن صورتحساب و برخی دیگر از اطلاعات ضروری تراکنش است.

برای اینکه به شبکه لایتنینگ بیت‌کوین متصل شوید می‌توانید از دو روش زیر استفاده کنید:

راه‌اندازی نود در شبکه لایتنینگ بیت‌کوین

همانطور که قبلا نیز اشاره شد، لایتنینگ راهکار لایه دومی در بلاک ‌چین بیت‌کوین است. بنابراین برای راه‌اندازی نود در این پروتکل باید فول نود بیت‌کوین شوید. اما باید توجه داشته باشید که راه‌اندازی نود در پروتکل لایتنینگ کار بسیار دشواری است.

اما در این میان برخی از پلتفرم‌ها برای راه‌اندازی نود لایتنینگ به کاربران خود خدماتی ارائه می‌دهند که از جمله این پلتفرم‌ها می‌توان به اپلیکیشن اندرویدی ایکلر (Eclair) اشاره کرد. با استفاده از این برنامه می‌توانید فول نود خود را هر زمان به اجرا بگذارید و با ایجاد یک کانال، وجوه ساتوشی خود را از طریق آن انتقال دهید.

استفاده از کیف پول‌های لایتنینگ بیت‌کوین

برای استفاده از شبکه لایتنینگ، هیچ نیازی به راه‌اندازی نود لایتنینگ نیست. تنها کاری که باید بکنید، یک کیف پول موبایلی دانلود کنید و برای تراکنش‌های لایتنینگ از کانال‌های پیش‌ساخته استفاده نمایید.

یکی از بهترین کیف‌پول‌هایی لایتنینگ بیت‌کوین، کیف پول فینیکس (Phoenix) است که از لحاظ رابط کاربری و امنیت رتبه بهتری نسبت به رقبای خود دارد. این کیف پول در سال 2019 اولین نسخه موبایلی خود را برای سیستم عامل اندروید انتشار داد و به تازگی نسخه IOS را نیز منتشر کرده است.

آینده شبکه لایتنینگ

شبکه لایتنینگ این توانایی را دارد که به جامعه این امر را گوشزد کند که بیت‌کوین را می‌توان در دنیای واقعی به عنوان ابزاری برای مبادله در نظر گرفت. اما در حال حاضر تعداد بسیار کمی درباره کارآیی شبکه لایتنینگ اطلاعات کافی دارند.

اما با توسعه و ایجاد زیرساخت‌های لازم و پذیرش آن از سوی بسیاری از کاربران دیگر، این ظرفیت را دارد که به صورت یک پروتکل فراگیر مورد پذیرش قرار گیرد.