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

اشتراک گذاری مطلب:

لینک کوتاه مطلب:

 

شبکه لایتنینگ یک فناوری لایه دوم به حساب می آید که برای بیت کوین استفاده می شود و از کانال های پرداخت خرد (MicroPayment) برای مقیاس گذاری ظرفیت بلاکچین بیت کوین برای انجام معاملات با کارآیی بیشتر استفاده می کند.

تراکنش های انجام شده در شبکه لایتنینگ نسبت به تراکنش هایی که مستقیماً روی بلاکچین بیت کوین انجام می شوند (یعنی زنجیره ای یا on-chain) سریعتر و کم هزینه تر هستند و به آسانی تأیید می شوند.

این شبکه طراحی شده است تا با خارج کردن تراکنش ها از بلاکچین اصلی و تبدیل کردن آن ها به تراکنش هایی خارج از زنجیره (off-chain)، بلاکچین بیت کوین را خلوت کند و باعث کاهش هزینه های مربوط به تراکنش ها شود.

از شبکه لایتنینگ همچنین می توان برای انجام انواع دیگر تراکنش های خارج از زنجیره شامل مبادلات داخلی ارزهای دیجیتال در صرافی ها نیز استفاده کرد. شبکه لایتنینگ به عنوان مثال، برای تسهیل مبادلات اتمی (atomic swaps) که امکان مبادله یک ارز دیجیتال با ارزی دیگر را بدون دخالت واسطه ای مانند صرافی های ارز دیجیتال را فراهم می کند نیز، مفید است.

کاربردهای کلیدی شبکه لایتنینگ

شبکه لایتنینگ راه حلی فناورانه است برای حل مشکل سرعت تراکنش ها در بلاکچین بیت کوین. شبکه لایتنینگ این کار را با انتقال تراکنش ها به خارج از دفتر کل (off-ledger) بلاکچین بیت کوین، انجام می دهد.

دقیقاً مانند بلاکچین، شبکه لایتنینگ نیز موسسات مالی متمرکز را از دور خارج می کند و نیازی به آن ها وجود ندارد در حالی که این موسسات متمرکز مسئول بیشتر تراکنش های مالی فعلی در جهان هستند.

شبکه لایتنینگ برای اولین بار به طور رسمی در مقاله ای توسط جوزف پون و تادئوس درایجا در سال 2015 شرح و توسعه داده شد.

شبکه لایتنینگ (Lightning) چیست؟
شبکه لایتنینگ برای اولین بار توسط جوزف پون و تادئوس دریجا در سال 2015 توضیح داده شد و از همان زمان در دست توسعه است. مشکلی که شبکه لایتنینگ برای حل آن طراحی شد، کندی انجام تراکنش ها و توان عملیاتی بیت کوین بود.

اگر قرار است که بیت کوین به پتانسیل خود برای تبدیل شدن به ابزاری برای انجام تراکنش های روزانه برسد، باید در هر ثانیه به ده ها یا صدها هزار تراکنش برسد، شبیه کارت های اعتباری یا شبکه های پرداخت الکترونیکی.

اما با توجه به ماهیت تکنولوژی غیرمتمرکز خود که نیاز به هماهنگی همه نودهای (node) درون شبکه خود دارد، بیت کوین در وضعیت فعلی خود مملو از چنین مشکلاتی است.

به عنوان مثال، اگر تعداد تراکنش ها در شبکه بیت کوین چندین برابر شود، تأیید و ذخیره آن تراکنش ها بسیار گران و وقت گیر خواهد شد. افزایش تعداد تراکنش ها، همچنین نیاز به بهبود قدرت پردازش رایانه هایی دارد که برای انجام تراکنش های بیت کوین محاسبات شبکه را انجام می دهند.

علاوه بر این، انرژی لازم برای محاسبه این اطلاعات بسیار زیاد است و همیشه نگه داشتن بیت کوین در وضعیت عملیاتی برای انجام تراکنش های روزمره بسیار گران و هزینه بر خواهد بود.

شبکه لایتنینگ پیشنهاد می دهد تا با ایجاد یک لایه دوم در بلاکچین اصلی بیت کوین، مشکل مقیاس پذیری آن را حل کند. این لایه دوم شامل چندین کانال پرداخت بین طرفین یا کاربران بیت کوین است. یک کانال از شبکه لایتنینگ در واقع مکانیسمی برای انجام تراکنش بین دو طرف است.

با استفاده از این کانال ها، طرفین می توانند با یکدیگر مبادلات بیت کوینی انجام دهند.

نحوه پردازش این تراکنش ها در مقایسه با تراکنش های استانداردی که روی بلاکچین بیت کوین انجام می شود، متفاوت است. این تراکنش ها فقط هنگامی روی بلاکچین اصلی قرار داده می شوند که یکی از طرفین کانالی را ببندد یا راه بیاندازد.

بین این دو اتفاق (باز و بسته کردن کانال های مبادلاتی لایتنینگ)، طرفین می توانند بدون اطلاع بلاکچین اصلی در مورد فعالیت های شان، بی وقفه وجوه و دارایی ها را بین خود جابجا کنند. این روش سرعت تراکنش ها را به طرز چشم گیری افزایش می دهد زیرا که دیگر لازم نیست همه تراکنش ها توسط همه نودهای یک بلاکچین تأیید شوند.

کانال های پرداخت بین طرفهای مختلف با هم ترکیب می شوند و شبکه ای از نود های لایتنینگ را تشکیل می دهند که می توانند معاملات را بین خود هدایت کنند. اتصالات بین کانالهای مختلف پرداختی منجر به شکل گیری شبکه لایتنینگ می شود.

شبکه لایتنینگ چگونه کار می کند؟
به عنوان مثال آلیس با کافی شاپ مورد علاقه خود یک کانال پرداختی مبتنی بر شبکه لایتنینگ باز می کند و 100 دلار بیت کوین در آن واریز می کند. معاملات او با کافی شاپ فوری و مستقیم خواهد بود زیرا او کانالی مستقیم با کافی شاپ دارد.

باب، که کانال باز دیگری با فروشگاه مواد غذایی که بیشتر از همه به آن مراجعه می کند دارد، قهوه را از فروشگاه آلیس خریداری می کند. ارتباط بین آلیس یا کافی شاپ و باب تضمین می کند که آلیس می تواند از موجودی کانال خود با کافی شاپ برای خرید مواد غذایی از فروشگاه باب استفاده کند. به همین ترتیب، باب نیز می تواند از موجودی فروشگاه مواد غذایی خود برای انجام تراکنش با فروشگاه های موجود در شبکه آلیس استفاده کند.

اگر باب کانال خود را با فروشگاه مواد غذایی ببندد (و هیچ مشتری مشترک دیگری بین کافی شاپ و فروشگاه مواد غذایی وجود نداشته باشد)، پس آلیس مجبور است کانال دیگری را با فروشگاه مواد غذایی باز کند تا بتواند از آنجا خرید کند. به این ترتیب، شبکه ای از مبادلات به صورت غیرمتمرکز بین چندین نود لایتنینگ ایجاد و هدایت می شود.

به بیانی تخصصی تر، شبکه لایتنینگ از قراردادهای هوشمند (smart contract) و اسکریپت های چند امضایی (multi-signature) برای عملی کردن ایده خود استفاده می کند. یک تراکنش اولیه، به نام تراکنش تامین بودجه، زمانی ایجاد می شود که یکی از طرفین یا هر دو طرف، کانالی پرداختی را تأمین مالی کنند.

در یک محیط معمولی چند امضایی (multi-signature)، در همان ابتدا دو کلید اصلی (master key) (یکی عمومی و دیگری خصوصی) رد و بدل می شوند. این مبادله کلید ها، دسترسی و خرج کردن وجوه را تسهیل می کند.

در مورد نود لایتنینگ اما، امضایی رد و بدل نمی شود. این کار برای جلوگیری از، شناسایی هزینه تراکنش های تامین مالی ابتدایی شبکه لایتنینگ، توسط بلاک چین اصلی انجام می شود. در عوض، دو طرف یک کلید را با یکدیگر مبادله می کنند، که برای اعتبار سنجی معاملات هزینه ای (که “مبادلات تعهدی” نیز نامیده می شود) بین خود آن ها استفاده می شود.

دو طرف می توانند “مبادلات تعهدی” نا محدودی را بین خود و سایر نودهای شبکه لایتنینگ عملیاتی کنند. در آخر اینکه آنها کلیدهای اصلی خود را فقط در صورت بسته شدن و نهایی شدن کانال بین خود عوض می کنند.

آیا شبکه لایتنینگ از من برای خرید و فروش هزینه ای دریافت می کند؟
بله، هزینه هایی در ارتباط با استفاده از شبکه لایتنینگ وجود دارد. این هزینه ها ترکیبی از هزینه های مسیریابی مختص مسیریابی اطلاعات پرداخت ها، بین نودهای لایتنینگ و هزینه های تراکنشی بلاکچین بیت کوین برای باز و بسته کردن کانال ها هستند.

در نوامبر 2019، دانشمندانی از دو دانشگاه در مجارستان و موسسه علوم رایانه ای و کنترل، مقاله ای را منتشر کردند. این دانشمندان در این مقاله توانایی اپراتورهای شبکه لایتنینگ را، برای ادامه پردازش تراکنش ها، بدون افزایش چشمگیر هزینه های آن، زیر سوال بردند.

مشکلات شبکه لایتنینگ چیست؟

بارزترین مشکل شبکه های لایتنینگ که غایت اولیه آن ها غیرمتمرکز بودن است، این می باشد که می توانند در دام مدل قطب و اقمار (hub and spoke) گرفتار شوند، مدل و الگویی که سیستم های مالی متمرکز امروزی را تعریف می کند.

در مدل فعلی جهانی، بانکها و موسسات مالی واسطه اصلی کلیه معاملات روزانه انجام شده هستند.

نود های شبکه لایتنینگ، با ایجاد ارتباطات گسترده تر با دیگر طرف ها، ممکن است به هاب هایی (hub) یا نود هایی مشابه شبکه های متمرکز، تبدیل شوند. امکان دارد خرابی در یکی از این مراکز یا هاب ها به راحتی به بخش قابل توجهی از شبکه (یا کل شبکه) آسیب برساند و آن را به طور کلی از کار بیاندازد.

مشکل قابل توجه دیگری که قبلاً هم ذکر شد، اینکه برای حفظ اقتصادی بودن شبکه برای نود ها، لازم است تا هزینه های داخلی لایتنینگ هم افزایش پیدا کند.

این قضیه نه تنها در مورد نود هایی که شبکه لایتنینگ را حفظ می کنند، بلکه در مورد هزینه های تراکنشی رو به افزایش بیت کوین نیز صادق است.

همچنین اعتقاد بر این است که شبکه های لایتنینگ در برابر هک ها و سرقت ها آسیب پذیر هستند زیرا لازم است که همیشه آنلاین باشند. به همین ترتیب، ذخیره سازی همیشگی کوین ها گزینه ای ممکن نیست، زیرا شبکه اجازه این کار را نمی دهد.