У попередній статті, “Як працює мережа Lightning (2),«Ми досліджували принципи роботи мережі Lightning Bitcoin. По суті, мережа Lightning - це ретельно розроблена система платіжних каналів, яка з'єднує окремі платіжні канали в велику, взаємопов'язану платіжну мережу. Це дозволяє сторонам, які не мають прямого зв'язку, здійснювати платежі одне одному за допомогою маршрутизації з кількома переходами, з договорами, такими як HTLC та PTLC, що забезпечують безпеку маршрутів.

Незважаючи на роки розробки та значний прогрес як в технологіях, так і в користувацькому досвіді, ми повинні зіткнутися з реальністю того, що Мережа Lightning все ще не досягла рівня широкомасштабної уваги. У сьогоднішній статті ми зосередимося на ключовому виклику, з яким стикається Мережа Lightning: проблемі ліквідності. Цей виклик можна поділити на дві аспекти: загальний нестач ліквідності в мережі та проблему розподілу ліквідності.

Загалом нестача ліквідності мережі

Згідно з останніми статистичними даними від Mempool, у Bitcoin Lightning Network наразі є 12 389 вузлів та 48 000 платіжних каналів, загальна потужність каналу становить 5 311,8 BTC.

Мережа Lightning - це мережа ліквідності P2P, і для досягнення справжньої масштабної участі кількість вузлів, платіжних каналів та загальна пропускна здатність каналу повинна зрости в сотні або навіть тисячі разів. Таким чином, як ми можемо залучити більше вузлів до мережі?

Перш за все, важливо знизити бар'єри для налаштування та підтримки вузлів Lightning Network, щоб користувачі без технічного бекграунду могли легко запускати вузол Lightning Network. Кілька команд в екосистемі Bitcoin вже представили готові апаратні рішення, такі як коробка Umbrel, яка підтримує запуск вузлів Bitcoin Lightning Network. Так само, Fi5Box не тільки підтримує Bitcoin Lightning Network, але й дозволяє запускати вузли для інших мереж, таких як Fiber Network CKB. Ці пристрої надають безкоштовні рішення для користувачів.

Друге, введення додаткових механізмів стимулювання - ключовий фактор для створення позитивного зворотного зв'язку для мережі Lightning. Як тільки канал оплати відкрито на мережі Lightning, кошти заблоковано. Наприклад, якщо Аліса хоче діяти як Lightning Service Provider (LSP) та відкрити канали з 100 людьми, виділяючи 1 BTC на канал, вона повинна заблокувати 100 BTC. Ці кошти генерують дохід лише тоді, коли вони в русі; бездіяльні кошти - ні. Це тому, що основний дохід вузлів мережі Lightning отримують з комісій за транзакції, які зазвичай розраховуються як «Базова плата + Плата за кожен сатоші». Базова плата - це фіксована сума, яку стягують за кожну транзакцію, незалежно від її розміру, тоді як плата за сатоші - це відсоток від кількості сатоші в транзакції.

Згідно зі статистикою Mempool, поточна середня базова комісія в Bitcoin Lightning Network становить 950 mSat (0,95 sat), а середня ставка комісії - 764 ppm (0,000764 Sat per satoshi). Це означає, що за транзакцію в розмірі 10 000 сатоші (0,0001 BTC, яка зараз коштує близько $6,50) вузол маршрутизації заробить менше 9 сатоші комісії. Крім того, обсяг транзакцій у Lightning Network все ще відносно низький, а багато транзакцій взагалі не потребують вузлів маршрутизації (оскільки дві залучені сторони мають прямий канал оплати). Як наслідок, ті, хто володіє BTC і шукають прибутку від інвестицій, в першу чергу не вирішують заблокувати свої BTC у мережі Lightning Network, щоб заробити комісію за транзакції. Замість цього вони вважають за краще позичати свої BTC на біржах або брати участь у нових проектах, що пропонують можливості стейкінгу/рестайкінгу.

Якщо можуть бути введені додаткові механізми стимулювання, щоб спонукати більше людей запускати вузли мережі Lightning або ставати постачальниками послуг легковагових платежів, і якщо більше власників BTC мотивується вносити свої BTC на мережу Lightning, щоб отримувати винагороди, проблема нестачі ліквідності мережі може бути потенційно вирішена. За розвитку мережі Lightning більш дружньої для користувачів, вона приверне ще більше користувачів, що призведе до збільшення кількості транзакцій, що в свою чергу підвищить дохід вузлів маршрутизації і спонукатиме більше людей стати постачальниками послуг легковагових платежів. Це врешті-решт перетворить мережу Lightning в позитивний зворотний зв'язок.

На даний момент в екосистемі Bitcoin UTXO Stack оголосив про свій перехід до шару стейкінгу для мережі Lightning. Через децентралізований протокол стейкінгу він спрямований на забезпечення кращої ліквідності та вдосконалену модель доходності для мережі Lightning. Крім того, UTXO Stack впровадить механізм стимулювання токенів для поощрення користувачів ставити BTC та покращення ліквідності платіжних каналів мережі Lightning.

Проблема розподілу ліквідності

Навіть якщо загальний дефіцит ліквідності буде вирішено, ефективне розподіл цієї ліквідності залишається викликом.

Давайте розглянемо приклад, коли Еліс здійснює платіж Каролі через маршрутизаційний вузол Боб. Початково, як Еліс, так і Карол мають 20 000 сатоші у своїх каналах, тоді як Боб має 10 000 сатоші у кожному каналі. Після кількох транзакцій розподіл балансу у каналах може виглядати таким чином (з метою спрощення, ми не беремо до уваги комісії за маршрутизацію, зібрані Бобом):

Якщо Аліса та Кароліна все ще матимуть комерційні угоди в майбутньому, де Алісі потрібно буде здійснити подальші платежі Кароліні, що можна зробити? Більше не можна маршрутизувати платежі (оскільки у Боба більше немає достатньо коштів на своєму каналі з Кароліною, щоб передати їй гроші). У цьому випадку Боб повинен перебалансувати свій канал.

Цей сценарій є досить поширеним для маршрутизаційних вузлів в мережі Lightning. Оператори вузлів постійно повинні збалансувати ліквідність між своїми каналами. Якщо канал не має коштів на вашому боці, ви не можете відправляти платежі; якщо всі кошти є на вашому боці, ви не можете отримувати платежі.

У вищезазначеному прикладі одним варіантом було б закрити канал між Бобом і Карол і відкрити новий. Однак цей підхід не є ефективним з економічної точки зору, оскільки як закриття, так і відкриття каналів вимагають транзакцій на блокчейні, що супроводжуються витратами на майнери Bitcoin. Основною метою мережі Lightning є зменшення операцій на блокчейні та перенесення якомога більшої кількості транзакцій у позаланцюжкових каналах. Якщо б мільйони каналів відкривалися та закривалися в мережі Lightning щодня, блокчейн Bitcoin став би перенаселеним, а витрати на майнерів підвищилися б.

Для вирішення цього питання спільнота Bitcoin запропонувала кілька інноваційних рішень для вирішення проблеми розподілу ліквідності:

Підводний своп (підводний своп)

У простих термінах Submarine Swap дозволяє користувачам відправляти BTC з їх каналів до служби обміну в мережі Lightning. В заміну, служба обміну відправляє еквівалентну кількість BTC на зазначену отримуючу адресу на блокчейні Bitcoin, або навпаки: користувачі можуть відправляти BTC on-chain до служби обміну, яка потім відправляє BTC з каналу до призначеного вузла отримувача. Хоча цей процес включає службу обміну, він є повністю безпечним завдяки HTLC (Hash Time-Locked Contracts).

Submarine Swap також надихнув на багато подальших інновацій, таких як протокол коригування балансу каналів PeerSwap, який дозволяє користувачам безпосередньо виконувати обмін підводними човнами зі своїми аналогами по каналу. У наведеному вище прикладі Керол може виступати в ролі сервісу обміну. Боб переказує ончейн BTC Керол, а натомість Керол платить Бобу еквівалентну суму BTC з каналу.

Зокрема, процес працює наступним чином:

1. Боб генерує секретне значення R (preimage) та його хеш H.
2. Боб створює HTLC на блокчейні біткоїна, використовуючи хеш H: він заплатить Каролі 10 000 сатоші, за умови, що він зможе розкрити секрет R протягом 5 блоків; в іншому випадку кошти повернуться до Боба.
3. Кэрол створює HTLC у своєму платіжному каналі з Бобом, використовуючи той самий хеш H: він заплатить Бобові 10 000 сатоші з каналу, за умови, що він зможе розкрити секрет R протягом 4 блоків; в іншому випадку кошти повернуться Керол (для спрощення, ми не розглядаємо будь-які сервісні комісії, які стягуються біржовим сервісом).
4. Боб використовує секретний R, щоб розблокувати HTLC в каналі та отримати 10 000 сатоші.
5. Після того, як Боб забирає кошти, Керол також знає секрет R і використовує його, щоб розблокувати HTLC на біткойн-блокчейні та зняти 10 000 сатоші.

Порівняно з закриттям каналу та відкриттям нового, Submarine Swap включає лише одну транзакцію на ланцюгу, що робить його більш економічним та повністю недовіреним.

Сплайсінг

Зрощування каналів — це ончейн-метод ребалансування, коли вузол закриває канал, а потім відкриває новий канал за одну транзакцію, тим самим змінюючи баланс, заблокований у каналі. Коли вузол фіксує більше коштів за допомогою цього процесу, це називається «зрощуванням»; Якщо він зменшує заблоковані кошти, це називається "splice out". У наведеному вище прикладі канал між Бобом і Керол може бути розширений за допомогою зрощування каналів.

Зрощування каналів набагато зручніше, ніж використання двох транзакцій для закриття та повторного відкриття каналу. Однак для цього все одно потрібно транслювати транзакцію через мережу, сплачувати комісію майнера в ланцюжку та чекати підтвердження транзакції.

Багатошляховий платіж (MPP)

Багатостежкові платежі дозволяють розбити платіж на кілька частин, які можуть одночасно зберігатися або маршрутизуватися через різні канали. Наприклад, якщо Алісі потрібно заплатити Керол 10 000 сатоші, а Боб більше не може маршрутизувати платежі, Аліса може заплатити Керол 6 000 сатоші через маршрутизаційний вузол Девіда і 4 000 сатоші через маршрутизаційний вузол Еви. Таким чином, платіж Аліси на 10 000 сатоші може бути завершений за допомогою багатостежкових платежів.

Оригінальна мета технології багатошляхових платежів полягає в подоланні обмежень одношляхових платежів, що дозволяє доставляти більші платежі, розбиваючи їх на менші частини. Наприклад, транзакцію мережі Lightning на 1 BTC можна розбити на 100 транзакцій по 0,01 BTC кожна. Багатошляхові платежі сприяють децентралізації мережі та конфіденційності транзакцій. Щодо безпеки, технологія атомних багатошляхових платежів (AMP) забезпечує, що якщо один шлях не зможе завершити оплату, то всі платежі будуть скасовані, запобігаючи плутанині та шахрайству.

Крім того, в мережі Lightning великі транзакції також можуть бути завершені через канали Wumbo. Канали Wumbo зняли обмеження на кількість біткоїнів, яку може утримувати звичайний канал Lightning (0,1667 BTC), що дозволяє вузлам мати більші потужності каналу і, отже, підтримувати більші транзакції.

Висновок

Ліквідність є одним із основних факторів, які обмежують розвиток мережі Lightning. Шляхом зниження перешкод у встановленні та підтримці вузлів мережі Lightning та впровадження додаткових механізмів стимулювання, мережа може вирішити проблему недостатньої ліквідності. Рішення, такі як Submarine Swap, спайсинг каналу та багатошляхові платежі, також сприяють вирішенню проблеми розподілу ліквідності в мережі.

Крім цих рішень, спільнота Bitcoin запропонувала інші стратегії для оптимізації ліквідності мережі, включаючи Lightning Pool (аукціонний ринок оренди каналів), рекламу ліквідності (схему оренди каналів) та петлеві платежі (де вузол оплачує себе через петлю, утворену платіжними каналами, щоб досягти позаплатних перебалансувань).

Управління ліквідністю, безсумнівно, є складним завданням для Lightning Network. Однак, завдяки постійному технологічному прогресу та постійним зусиллям спільноти, у нас є підстави вважати, що ці проблеми ліквідності зрештою будуть вирішені.

Disclaimer:

1. Цю статтю перепринтовано з [RGB++ Вентилятори]. Усі авторські права належать оригінальному автору [Byte CKB]. Якщо є заперечення щодо цього повторного видання, будь ласка, зв'яжіться з Ворота Навчитисякоманду, і вони оперативно з ним справляться.
2. Відповідальність за відмову: Погляди та думки, висловлені в цій статті, є виключно поглядами автора та не становлять жодної інвестиційної поради.
3. Переклади статті на інші мови виконуються командою Gate Learn. Якщо не зазначено інше, копіювання, поширення або плагіат перекладених статей заборонено.