شبکه لایتنینگ در بیت کوین چیست و چگونه کار می‌کند؟

در دنیای امروز، مقیاس‌پذیری مانع مهمی برای پذیرش گسترده ارزهای دیجیتال است. یک شبکه بلاکچینی اگر به درستی مقیاس‌بندی شود، می‌تواند میلیون‌ها تراکنش در ثانیه را انجام دهد و موارد استفاده جدیدی مانند پرداخت‌های خرد فوری را امکان‌پذیر ‌کند. شبکه لایتنینگ یک راهکار لایه دوم برای بلاکچین بیت کوین است که موجب کاهش زمان پردازش تراکنش‌ها و کارمزدهای شبکه می‌شود. اما چگونه؟  ما در ادامه این مطلب از آکادمی مزدکس قصد داریم به این سوال کلیدی پاسخ دهیم.

شبکه لایتنینگ چیست؟

بیت کوین در ابتدا به گونه‌ای طراحی نشده بود که مقیاس‌پذیر باشد و صرفاً قرار بود  به عنوان یک سیستم پرداخت غیر متمرکز، امکان دسترسی کاربران با هویت ناشناس از هر جایی را فراهم کند. با این حال، محبوبیت این شبکه باعث شد روز به روز به تعداد کاربران آن افزوده شود و معاملات BTC بسیار کندتر و پرهزینه‌تر از آنچه در نظر گرفته شده بود انجام شود. 

بنابراین، توسعه‌دهندگان، لایه‌های ارز دیجیتال را ایجاد کردند که در آن لایه اول، همان بلاکچین اولیه بود و لایه‌های زیر آن به لایه دوم، سوم و غیره تقسیم شدند. هر لایه، به نوعی لایه بالای خود را تکمیل می‌کند و عملکردی را باه شبکه اصلی اضافه می‌کند. شبکه لایتنینگ لایه دومی برای بیت‌کوین است که از کانال‌های پرداخت خرد استفاده می‌کند تا توانایی بلاکچین را برای انجام تراکنش‌های کارآمدتر افزایش دهد.

این لایه از چندین کانال پرداخت بین طرفین یا کاربران بیت کوین تشکیل شده است. کانال شبکه لایتنینگ یک مکانیسم تراکنش دو طرفه می‌باشد. با استفاده از این کانال‌ها، طرفین می‌توانند با یکدیگر تراکنش انجام دهند. تراکنش‌های انجام‌شده در شبکه نسبت به بلاکچین بیت‌کوین سریع‌تر و کم‌هزینه‌تر است. شبکه لایتنینگ همچنین می‌تواند برای انجام انواع دیگر تراکنش‌های خارج از زنجیره که شامل مبادلات ارزهای دیجیتال است، استفاده شود.

تاریخچه شبکه لایتنینگ

شبکه لایتنینگ در سال ۲۰۱۵ توسط دو محقق به نام‌های تادئوس درایجا (Thaddeus Dryja) و جوزف پون (Joseph Poon) در مقاله‌ای با عنوان «شبکه لایتنینگ بیت کوین» پیشنهاد شد. ایده  آ‌نها بر اساس بحث‌های قبلی درباره کانال‌های پرداخت ساتوشی ناکاموتو، خالق ناشناس بیت‌کوین بود. ناکاموتو مفهوم کانال‌های پرداخت را برای یکی از توسعه دهنده‌گان این شبکه به نام مایک هرن (Mike Hearn) در سال ۲۰۱۳ توضیح داد.

چکیده مقاله یک پروتکل خارج از زنجیره متشکل از کانال های پرداخت را توصیف می‌کند. در کانال‌های پرداخت، دو طرف بدون نیاز به اعتماد سنجی قادرند دارایی خود را بدون ازدحام شبکه اصلی انتقال دهند.

درایجا و پون بعدها گفتند که ویزا در سال ۲۰۱۳ به رکورد پردازش ۴۷ هزار تراکنش در ثانیه (TPS) رسیده است. برای اینکه بیت کوین به TPS ویزا نزدیک شود، باید هشت گیگابایت تراکنش را در هر بلاک خود جای دهد! که این به هیچ وجه به توانایی های این بلاکچین نزدیک نیست. در ابتدا، با فرض اینکه هر تراکنش حدود ۳۰۰ بایت است، بیت کوین تنها می‌توانست هفت تراکنش را در ثانیه انجام دهد. بعلاوه، بلاک‌های بیت‌کوین در آن زمان دارای محدودیت تراکنش یک مگابایتی بودند. بنابراین مطمئناً جایی برای ۴۷ هزار تراکنش برای بیت‌کوین وجود نداشت. 

کانال‌های پرداخت خارج از زنجیره شبکه لایتنینگ برای رفع عدم مقیاس‌پذیری بیت‌کوین ایجاد شدند، زیرا این کانال‌ها امکان انجام تراکنش‌های مختلف و کوچک‌تر را بدون شلوغی شبکه فراهم می‌کنند.

درایجا و پون در سال ۲۰۱۶ شرکت لایتنینگ لبز  که به توسعه شبکه لایتنینگ اختصاص داشت را تاسیس کردند. با وجود تغییرات مختلف اعضای این تیم در طول زمان، لایتنینگ لبز تلاش کرد تا این پروتکل را با شبکه اصلی بیت کوین سازگار کند. سرانجام پس از سافت فورک SegWit بیت کوین در سال ۲۰۱۷، که فضایی را برای تراکنش‌های بیشتر در هر بلاک ایجاد کرد و یک باگ قدیمی بیت کوین به نام انعطاف پذیری تراکنش را از بین برد، این پیشرفت ممکن شد. 

در سال ۲۰۱۸، لایتنینگ لبز نسخه بتا شبکه لایتنینگ خود را در شبکه اصلی بیت کوین راه‌اندازی کرد. در آن زمان، شخصیت‌های مطرحی چون جک دورسی، بنیانگذار توییتر، مشارکت خود را با این پروژه آغاز کردند. حتی دورسی گروهی از توسعه دهندگان را استخدام کرد تا با پرداخت بیت کوین به آنها به طور انحصاری روی توسعه شبکه لایتنینگ تمرکز کنند.

شبکه لایتنینگ چگونه کار می‌کند؟

این پروتکل ایجاد یک کانال پرداخت همتا به همتا را بین دو طرف (مانند مشتری و کافی شاپ) امکان‌پذیر می‌کند.‌ پس از ایجاد کانال، آنها می‌توانند تعداد نامحدودی تراکنش را  فوری و ارزان ارسال کنند. این شبکه به عنوان یک دفتر کوچک برای کاربران عمل می‌کند تا برای کالاها و خدمات کوچکتر، بدون تأثیر بر شبکه، هزینه پرداخت شود.

برای ایجاد یک کانال پرداخت، شخص پرداخت کننده باید مقدار مشخصی بیت کوین را در شبکه قفل کند. پس از آن گیرنده می‌تواند مقادیری از آن را به دلخواه خود فاکتور کند. اگر مشتری بخواهد کانال را باز نگه دارد، می‌تواند بیت کوین را به طور مداوم اضافه کند.

در نهایت، زمانی که دو طرف تصمیم به پایان معامله گرفتند، می‌توانند کانال را ببندند. سپس تمام اطلاعات کانال در یک تراکنش ادغام و برای ثبت به شبکه اصلی بیت کوین ارسال می‌شود. این یکپارچه سازی باعث می‌شود ده‌ها تراکنش کوچک که به طور همزمان شبکه را اسپم می کنند، به یک تراکنش ساده تبدیل شوند و زمان کمتری را برای اعتبارسنجی نودها طلب کند. بدون کانال‌های پرداخت، تراکنش‌های کوچک‌تر مانع تراکنش‌های بزرگ‌تر می‌شوند، شبکه را شلوغ می‌کنند و گره‌های بیشتری را برای اعتبارسنجی اضافه می‌کنند.

به عنوان مثال :

فرض کنید فردی به اسم رامین هر روز به یک کافی شاپ می رود و می‌خواهد با بیت کوین خرید کند. او می‌تواند برای هر فنجان قهوه یک تراکنش کوچک انجام دهد، اما به دلیل مشکل مقیاس‌پذیری بیت‌کوین، اعتبار سنجی تراکنش ممکن است بیش از یک ساعت طول بکشد. رامین همچنین باید کارمزدهای بالای شبکه بیت کوین را بپردازد، حتی اگر یک تراکنش کوچک انجام دهد (ممکن است مبلغ کارمزد از مبلغ قهوه بیشتر باشد).

اما با استفاده از لایتنینگ، رامین می‌تواند یک کانال پرداخت با کافی شاپ باز کند. هر خرید قهوه در آن کانال ثبت می‌شود. با این کار معاملات ارزان و فوری تایید می‌شوند. سپس، وقتی بیت کوینی که کانال را با آن راه‌اندازی کرده خرج شد، رامین می‌تواند کانال را بسته یا دوباره آن را پر کند. هنگامی که یک کانال بسته شود، تمام تراکنش‌های آن در بلاکچین اصلی بیت کوین ثبت می‌شود.

انجام تراکنش در شبکه لایتنینگ چگونه است؟

شبکه لایتنینگ یک قرارداد هوشمند بین دو طرف ایجاد می‌کند. قواعد توافق در زمان ایجاد در قرارداد کدگذاری شده و قابل تغییر نیست. کد قرارداد هوشمند همچنین تضمین می‌کند که اجرای قرارداد به صورت خودکار انجام می‌شود. زیرا قراردادها در ابتدا با الزامات از پیش تعیین شده‌ای که طرف‌های شرکت کننده با آن موافق هستند، بسته می‌شود. هنگامی که این الزامات برآورده شد، (مانند زمانی که مشتری مبلغ صحیحی را برای یک قهوه پرداخت می‌کند)، قرارداد به طور خودکار بدون دخالت شخص ثالث انجام می‌شود. شبکه لایتنینگ تراکنش‌های داخل یک کانال پرداخت را پس از تأیید اعتبار، ناشناس می‌کند. بنابراین در پایین تنها چیزی که همه می‌توانند ببینند انتقال کل ارزش است، نه تراکنش‌های منفرد درون آن.

انجام تراکنش ها بدون هیچ محدودیتی در خارج از بلاکچین کاملاً امکان پذیر است. شبکه اصلی به تعبیری داور معاملات است. در حالی که پروتکل‌های خارج از زنجیره دفتر کل خود را دارند، اما آن دفتر همیشه به زنجیره اصلی که هسته شبکه لایتنینگ است، ادغام می‌شود. 

مزایای شبکه لایتنینگ

۱. سرعت بالا و ارزان

تراکنش‌های سریع و ارزان از مهمترین مزایای شبکه لایتنینگ است که انجام پرداخت‌های خرد را امکان‌پذیر می‌کند. بدون شبکه لایتنینگ، کاربران باید برای یک تراکنش ساده هزینه بالایی را بپردازند و یک ساعت یا بیشتر برای تایید آن منتظر بمانند. 

زمان انتظار طولانی‌تر برای تراکنش‌های کوچک‌تر به این دلیل رخ می‌دهد که ماینرها تراکنش‌های بزرگتر را برای کسب پاداش‌های بیشتر در اولویت قرار می‌دهند.

۲. امنیت

شبکه لایتنینگ به بلاکچین بیت کوین متصل است و به صورت یک لایه در بالای آن وجود دارد. این اتصال به این معناست که شبکه همچنان از پروتکل های امنیتی بیت کوین بهره می برد. بنابراین کاربران می‌توانند بلاکچین اصلی را برای تراکنش‌های بزرگ‌تر انتخاب کنند و بدون نگرانی در مورد امنیت، آن را به شبکه لایتنینگ با بلاکچین‌های کوچک‌تر تغییر دهند.

۳. پشتیبانی از سواپ اتمی

علاقه‌مندان به ارزهای دیجیتال سوآپ‌های اتمی را که مبادله یک ارز دیجیتال به ارزی دیگر بدون استفاده از شخص ثالث یا صرافی است را تجربه کرده‌اند. سواپ‌های اتمی مفیدتر از یک صرافی هستند و امکان مبادله فوری را با کارمزد انتقال کم یا بدون هزینه ارائه می‌دهند.

معایب شبکه لایتنینگ

۱. نیاز به کیف پول‌های سازگار

برای استفاده از شبکه لایتنینگ شخص باید از یک کیف پول سازگار با آن استفاده کند. هرچند پیدا کردن کیف پول سازگار با شبکه لایتنینگ آسان است، اما کاربر باید بیت کوین خود را از یک کیف پول قبلی خود به کیف پول شبکه لایتنینگ منتقل کند که این مشمول کارمزد است. پس از قرار گرفتن وجوه در کیف پول شبکه لایتنینگ، کاربران باید بیت کوین خود را برای ایجاد یک کانال پرداخت قفل کنند.

۲. کلاهبرداری

یکی از بزرگترین مشکلات شبکه لایتنینگ، کلاهبرداری معاملات آفلاین است. اگر یکی از شرکت‌کنندگان در کانال پرداخت تصمیم بگیرد آن را ببندد در حالی که طرف دیگر آفلاین است، شخص اول می‌تواند وجوه را سرقت کند. 

۳. قانونگذاری

تراکنش‌های ناشناس شبکه لایتنینگ ممکن است برای قانون‌گذاران ناخوشایند باشد. همچنین رگولاتورها ممکن است در درک شبکه لایتنینگ برای تصویب قانون دچار مشکل شوند که این می‌تواند کاربران اصلی رمزارزها را برای استفاده از این شبکه دچار تردید کند. 

موارد استفاده از شبکه لایتنینگ

با توجه به توضیحاتی که ارائه شد، واضح است که پرداخت‌های لایتنینگ مفیدترین روش پرداخت برای خریدهای کوچک هستند. محصولات کم‌هزینه‌ای که معمولاً با پول نقد یا کارت پرداخت می‌شوند، برای فضای نسبتا کند و گران بیت کوین بسیار مشکل‌ساز هستند. در زیر چند نمونه از کاربردهای شبکه لایتنینگ برای پرداخت‌های خرد را مشاهده می‌کنید.

• خرید بلیط برای حمل و نقل عمومی
• دستگاه فروش خودکار
• سوپرمارکت‌ها
• خرید غذا 
• هزینه سوخت خودرو 

الزامات این خریدهای واقعی همه با پیشرفت هایی که شبکه لایتنینگ در فناوری بلاکچین به ارمغان آورده برآورده می‌شود که عبارتند از:

1. معاملات بدون تاخیر
2. تراکنش های کوچک تا 0.00000001 بیت کوین
3. کاهش بار روی بلاکچین بیت کوین با برون سپاری تراکنش ها

امنیت شبکه لایتنینگ

تراکنش‌های شبکه لایتنینگ یک تراکنش امضا شده‌اند که با استفاده از قرارداد هوشمند شبکه بیت کوین، در ابتدا روی شبکه اصلی منتشر نمی‌شوند. بنابراین تفاوت اصلی تراکنش‌های شبکه لایتنینگ با تراکنش‌های شبکه بیت کوین، در قرارداد هوشمند استفاده شده در آنهاست. تراکنش لایتنینگ، توسط طرفین کانال پرداخت، مدام بروزرسانی می‌شود و در آخرین بروزرسانی با توافق هر دو طرف بر روی شبکه اصلی ارسال خواهد شد. ایده‌ای که لایتنینگ برای افزایش امنیت خود از آن بهره می‌برد، کانال استیت (State) است. در این ساختار، هر تراکنش که میان افراد یک کانال صورت می‌گیرد را یک استیت می‌گوییم. همواره آخرین تراکنشی که میان دو طرف انجام شده به عنوان استیت نهایی درنظر گرفته شده و آن تراکنش روی شبکه بیت کوین به عنوان تراکنش نهایی ثبت می‌شود. 

حال اگر هر یک از طرفین، استیت دیگری  را به عنوان استیت نهایی روی شبکه بیت کوین ارسال کنند و طرف مقابل، نشان دهد که پس از این استیت، تراکنش دیگری میان این دو انجام شده و فرد مقابل به دنبال کلاهبرداری از اوست، تمام دارایی فردی که قصد کلاهبرداری دارد از او گرفته خواهد شد. بنابراین، این اتفاق، انگیزه اقتصادی برای برهم زدن ترتیب تراکنش‌ها را از افراد سلب می‌کند. 

آینده شبکه لایتنینگ

بر اساس داده‌های DappRadar، بیش از ۱۱۰ میلیون دلار بیت کوین در شبکه لایتنینگ قفل شده است. آنها می‌توانند افرادی باشند که برای کالا و خدمات، استفاده از برنامه‌ها، و موارد دیگر پول می‌پردازند.

برخی از برنامه‌ها برای استفاده از یک شبکه حیاتی هستند، مانند کیف پول‌های سازگار با شبکه لایتنینگ. با توجه به اینکه شبکه لایتنینگ یک پروتکل مجزا از شبکه اصلی بیت کوین است، به نوع دیگری از کیف پول نیاز دارد تا کاربران بتوانند کانال‌های پرداخت خود را ایجاد کنند. بنابراین در آینده برای  پذیرش شبکه لایتنینگ، توسعه دهندگان باید کیف پول‌های سازگار بیشتری با لایتنینگ ارائه دهند.

شایان ذکر است که تداوم توسعه لایتنینگ در آینده به عنوان یک راهکار لایه دوم در پروژه‌های مختلف بسیار حائز اهمیت است. امروزه صرافی‌های ارزهای دیجیتال نیز شروع به پشتیبانی از این پروتکل کرده‌اند. این صرافی‌ها به معامله‌گران اجازه می‌دهند مقادیر کمتری از بیت کوین را به صورت ارزان و فوری (حتی در زمان ازدحام شبکه) برداشت کنند. 

همچنین کاهش کلاهبرداری‌ها در لایتنینگ، تاثیر به سزایی در آینده این پروتکل خواهد داشت. watchtower یک سرویس حفاظتی شخص ثالث متشکل از نودهای تخصصی مختلف است که به شبکه لایتنینگ معرفی شده است. از آنجا که برخی نودها هر از گاهی آفلاین می‌شوند و کانال‌های پرداخت خود را برای کلاهبرداری تراکنش آفلاین باز می‌گذارند، کاربران با پرداخت هزینه کم به watchtower می‌تواند کانال خود را تحت نظارت داشته باشند. بنابراین اگر watchtower  فعالیت مخربی را احساس کند، به طور خودکار وجوه را مسدود کرده و آن را به کاربر آفلاین بازپرداخت می‌کند. 

جمع بندی

شبکه لایتنینگ لایه دومی در بالای بلاکچین بیت کوین است که امکان تراکنش‌های خارج از زنجیره را فراهم می‌کند. لایتنینگ با ایجاد کانال‌های پرداخت متعدد بین طرفین، این لایه را تشکیل می‌دهد. کانال شبکه لایتنینگ یک روش تراکنش دو طرفه است که در آن طرفین می‌توانند برای یکدیگر پرداختی را انجام دهند. این لایه دوم در حالی که همچنان از الگوی امنیتی غیرمتمرکز شبکه اصلی بهره می‌برد. انجام تراکنش خارج از شبکه اصلی (لایه اول) سه مزیت اصلی زیر را برای کاربران به همراه دارد:

• افزایش مقیاس‌پذیری
• افزایش سرعت تایید تراکنش
• کاهش کارمزد شبکه

در پایان اگر هرگونه سوالی در خصوص شبکه لایتنینگ دارید، لطفاً در بخش کامنت‌ها با ما در میان بگذارید.