Увеличение размера блокчейна продолжает ставить вопросы о том, справится ли Биткойн с ростом количества транзакций. Но нельзя ли решить проблему масштабируемости блокчейна с помощью децентрализованной системы, в которой транзакции отправляются по сети каналов микроплатежей вне блокчейна?
Джозеф Пун (Joseph Poon) и Таддеус Дрийа (Thaddeus Dryja), разработчики, стоящие за Bitcoin Lightning Network, считают, что можно.
Согласно недавно опубликованному официальному документу, для решения проблемы в сети предполагается использовать хешированные контракты между пользователями с временной блокировкой.
Концепция Bitcoin Lightning Network появилась в 2013 году, когда Пуна, «как и многих до него», посетила идея разветвленной системы платежных каналов. Вскоре к проекту присоединился Дрийа, который сделал сценарии и транзакции компактнее.
В интервью для CoinDesk Пун рассказал следующее:
«Думаю, важно изучать работу финансовых систем, потому что разработка Биткойна воспроизводит историю денег. Принципы работы Lightning Network во многом похожи на решение аналогичной проблемы в существующих финансовых системах».
«Мы надеемся обеспечить масштабируемость Биткойна и возможность мгновенного выполнения транзакций, чтобы Биткойн мог регистрировать все транзакции — даже много тысяч микроплатежей на одного человека».
Первоначальный анализ проблемы показал, что для реализации проекта потребуется софт-форк — изменение биткойн-протокола, которое делает блоки и транзакции старого формата недействительными, но оставляет за старыми узлами способность распознавания новых блоков.
Проблема масштабируемости
Для хранения всех выполненных транзакций необходимы полные биткойн-узлы, но по мере роста блокчейна количество людей, готовых тратить все больше ресурсов на обслуживание таких узлов, падает. По этой причине разработчики считают, что открытого блокчейна Биткойна в качестве единственной платежной платформы недостаточно.
Согласно официальному документу проекта, платежная сеть Visa в стандартные выходные обрабатывает около 45 тысяч транзакций в секунду. В типичный рабочий день их количество достигает сотен миллионов.
Что касается Биткойна, то он в настоящее время поддерживает примерно семь транзакций в секунду, а размер блока ограничен одним мегабайтом. Как считают Пун и Дрийа, чтобы достигнуть уровня 45 тысяч транзакций в секунду и более, биткойн-транзакции необходимо осуществлять вне блокчейна.
В документе говорится:
«Если транзакция интересует только две стороны, то всем остальным узлам биткойн-сети знать о ней не требуется. Предпочтительнее хранить на блокчейне минимум информации».
И далее:
«Двум пользователям удобнее подвести баланс между собой позднее, вместо того чтобы детализировать каждую транзакцию на блокчейне. Этого можно достичь, используя временные блокировки в качестве элемента глобального консенсуса».
Bitcoin Lightning Network
Официальное описание можно выразить проще: если все биткойн-транзакции «обсуждаются» на открытом форуме — общедоступном блокчейне, то Bitcoin Lightning Network позволяет участникам сделки отойти на время в закрытую комнату, выполнить там нужные транзакции, а по завершении оговоренного периода транслировать эти транзакции в сеть.
В документе сказано:
«Обязательство доставить деньги конечному получателю реализуется с помощью цепного делегирования. Каждый участник цепи обязуется доставить средства конкретному получателю, передавая это обязательство следующему участнику».
Сторонники предлагаемого проекта считают, что он лучше, чем текущие системы обработки транзакций, используемые сервисными биткойн-компаниями наподобие Coinbase, в которых транзакции обрабатываются вне блокчейна. Биткойны в сети контролируются Coinbase во избежание осложнений, связанных с обработкой малых транзакций в сети в реальном времени. Lightning Network, утверждают ее сторонники, предоставляет альтернативу, в которой фонды контролируют пользователи.
Стоит отметить, что Lightning Network — это не единственный проект поиска стабильного решения проблемы микроплатежей.
Компания BlockCypher недавно предложила решение, с помощью которого она планирует «оппортунистически вычислять комиссии майнеров», чтобы гарантировать добавление микротранзакций в блокчейн. Эта система уже используется в Zapchain — криптовалютной социальной сети, которая недавно запустила специализированный канал микроплатежей.
Уменьшение временных блокировок
Для совершения платежа сначала открывается хешированный контракт с временной блокировкой, для чего создается выход транзакции, который может потребовать только конечный получатель.
Получатель генерирует случайные данные ‘R’, а затем хеширует их с помощью функции hash(R), получая значение ‘H’. Оно передается непосредственно от получателя отправителю денег вместе с биткойн-адресом получателя.
Затем отправитель доставляет платеж получателю. Как только получатель получает по каналу микроплатежей обновленную транзакцию, он может потребовать отправленные деньги, обнародовав значение ‘R’.
Платеж по сети Lightning с использованием хешировванного контракта с временной блокировкой. Источник: официальный документ Bitcoin Lightning Network
Хешированный контракт с блокировкой нужен с той целью, чтобы для трансляции транзакции на блокчейне до определенной даты требовалось обнародовать сообщение ‘R’.
Если на рисунке Дэйв не сгенерирует ‘R’ для Кэрол в установленный интервал времени, Кэрол сможет закрыть контракт. Получатель никогда не обнародует ‘R’, если не будет уверен, что получит платеж от одного из контрагентов в канале. Если одна из сторон отключит канал, ее контрагент должен будет транслировать текущее состояние транзакции на блокчейне.
Факторы риска
Шаровая молния. Маастрихт, Нидерланды, 28 июня 2011 г.
Однако предложение Пуна и Дрийа имеет и элемент риска.
Время требует особо серьезного отношения. Участники должны предоставлять друг другу достаточно времени для выполнения транзакции. Если они этого не делают, недействительные транзакции могут быть признаны действительными, что открывает возможности для кражи монет.
Разработчики также объясняют, что едва ли все участники системы будут честными. Если злоумышленник создаст ряд каналов, настроив их так, чтобы срок их действия истек одновременно, это может перегрузить систему и потребовать трансляции транзакции в сеть. Такой «спам» в биткойн-сети может потенциально задержать транзакции до подтверждения других транзакций с временной блокировкой.
Имеется также проблема связности. В предлагаемой системе все стороны должны быть онлайн, чтобы использовать закрытые ключи. Если чей-то компьютер будет скомпрометирован, возможна кража монет контрагентом.
Контрагент также может украсть монеты, если один из участников системы потеряет данные. Эту проблему можно ослабить с помощью сторонней службы для хранения шифрованных данных. В документе также отмечается, что:
«Для канала следует выбирать ответственных контрагентов, которые готовы предоставлять данные о текущем состоянии и согласны на некоторые периодические проверки честности».
Реакция сообщества
Несомненно, Bitcoin Lightning Network — это смелая попытка решения проблемы масштабируемости блокчейна. Но реалистичен ли этот проект? Питер Тодд (Peter Todd), разработчик базовых служб Биткойна, считает, что да, но утверждает, что проект нужно контекстуализировать далее. В разговоре с журналистами CoinDesk он сказал:
«Если бы блокчейн Биткойна был лошадью, то обычные предложения разветвленных платежных каналов были бы похожи на советы заменить ее грузовиком; парни из Lightning Network предлагают заменить лошадь ракетой».
Тодд считает, что Lightning Network может стать удачной системой, но отметил трудоемкость и масштаб проекта, который, помимо прочего, требует согласия сообщества. «Кроме того, чтобы он стартовал, необходимо софт-форк», — подчеркнул Тодд.
Несмотря на эти недостатки, Тодд в целом похвалил систему. По его словам, разработчики Lightning Network предлагают пользователям изменить способы использования Биткойна в обмен на масштабирование системы без снижения ее безопасности. По его мнению, для тех, кто считает, что Биткойн находится под угрозой регуляции или атак, это хороший компромисс.
Дрийа и Пун согласны с пояснениями Тодда и признают, что проект требует доработки. Дрийа сказал:
«Для развертывания Lightning Network необходимо приложить фундаментальные усилия, а не просто добавить пару исправлений или опкодов. У нас нет популярного способа передачи данных между участниками, что уже сегодня препятствует широкому применению мультиподписей».
Дрийа подтвердил, что они все еще изучают возможность создания легкого в использовании механизма обмена сообщениями и проверки подлинности, независимого от биткойн-сети.
Пун заявил, что разработчики собираются опубликовать исправленную версию официального документа и что дальнейшие их планы включают оформление BIP (Bitcoin Improvement) и сбор отзывов сообщества.
А что вы думаете о предложении? Выскажите свое мнение.
Йесси Белло Перес (Yessi Bello Perez), 26 марта 2015 г.
Источник: coindesk.com
Система требующая проверки третьей стороной… М-да уж… Система требующая быть честным во имя общего блага. Система где злоумышленник может… Да уж, ничего так. В предлагаемой системе все стороны должны быть онлайн…
И этим хотят форкануть биткойн?
А вы вообще поняли, в чем там суть-то? В том, что каждый полный узел может стать полноценным процессором оффлайн-транзакций, подобно Coinbase и BitPay. Гонять через себя оффлайн-транзакции, не загружая блокчейн, а на блокчейне периодически фиксировать лишь конечный результат. Конечно, злоумышленник может тоже открыть такой узел — а репутация-то на что? Вы же не доверяете деньги первому встречному на улице, вот и здесь проявляйте разумную предусмотрительность.
Потом, для внедрения лайтнинга требуется «софт-форк», а не хард-форк, как предлагает Гэвин Андерсен со своими мегаблоками, так что опасности раскола сети нет.
С необходимостью доверия по репутации всегда есть опасность все потерять. Начиная от просто человека, заканчивая целыми странами мы постоянно видим благие намерения заканчивающиеся развалом. Это ведь будет не алгоритмическая надежность, а надежность с погрешностью в сторону множества человеческих факторов.
Что значит разумная предусмотрительность? Где сейчас в сети биткойн используется эта функция?
Вы за покупками ходите? Не боитесь, что вы отдадите продавцу на рынке деньги, а он вам товар после этого не отдаст? Нет? А почему?
Я уважаю Ваше мнение, и считаю что наши размышления это лишь вопрос предпочтений. Моя позиция относительно биткойна примерно такая — технология должна быть открытой, свободной, равнодоступной. Бизнес же, должен строится вокруг, но никак не внутри. В схеме с присутствие человеческого фактора, зачастую, находится место бизнесу. В схеме же с голыми алгоритмами, он будет строится вокруг, инфраструктурно, и это нормально.
В настоящий момент, например, мы наблюдаем конфликт интересов в точке где нашлось место бизнесу внутри технологии. Подобное будет всегда повторятся, пока будут находится моменты позволяющие зарабатывать. Исключая по максимуму такую возможность, мы будем давать место развитию технологии, в противном случае будут конфликты, и не только чисто технических интересов…
Там не требуется никакое доверие, смотрите мой комментарий выше.
Какая репутация? В статье пропущена главная идея этой системы и вы тоже, похоже, ее не поняли. Там не требуется никакое доверие. Две стороны сначала блокируют двумя своими ключами какую-то сумму для обеспечения работы канала, а затем передают ее частично друг другу, используя пары контрактов (подписанные другой стороной), которые не передаются в блокчейн. Но контракты составлены таким образом, что если одна из сторон нарушает правила, другая может отправить контракт в блокчейн и закрыть канал на предыдущей точке или вообще получить всю заблокированную сумму. Система похожа на то, что происходит в реальном мире — вы подписываете договор, но несете его в суд только, если другая сторона его нарушает.
Система поистине гениальная. Она позволяет не только обрабатывать огромные потоки транзакций, но и делать это мгновенно и с низкими комиссиями. Можно даже вообще обойтись без комиссий за каждую транзакцию, а платить за доступ к системе. И реализуется она не так сложно, хотя и требует софтфорка для добавления пары новых операций (для возможности подписать транзакцию, не привязанную к конкретной дате).
Все верно. Вот кусочек из будущей статьи.
Сеть Lightning Network позволит создавать «микроплатежные каналы», по которым можно будет безопасно выполнять многие биткойн-транзакции без взаимодействия с блокчейном, за исключением первоначальной транзакции, создающей канал. Контрагентского риска при этом нет: если одна из сторон откажется от сотрудничества и (или) не ответит в оговоренное время, можно будет закрыть канал и перевести не до конца обработанные транзакции на блокчейн, чтобы уладить все вопросы.
Такие платежи были бы почти мгновенными, в отличие от текущих биткойн-транзакций, на полное подтверждение которых в блокчейне требуется целый час. Более того, платежи можно было бы маршрутизировать по пересекающимся каналам подобно пакетам в Интернете, так что вместо создания канала для каждого нового контрагента вы могли бы поддерживать открытыми каналы к нескольким надежным посредникам, отправляя/получая деньги через них. Теоретически такая распределенная микроплатежная сеть позволила бы обрабатывать «миллиарды биткойн-транзакций в сутки» с минимальной нагрузкой на блокчейн и минимальными комиссиями (нулевыми в случае каналов, напрямую связывающих контрагентов).
насколько я понял это просто одностороннее шифрование. вы генерируете случайный набор символов, шифруете его и отсылаете второй стороне шифровку. затем предоставив случайный набор символов оригинал вы можете требовать отменить контракт. кража оригинального набора символов или его перехват ничего не дадут кроме отмены контракта. как это вообще может работать на практике? вот я заключаю с вами контракт, вы его выполняете, я требую отмены контракта предоставив сгенерированный ранее набор случайных символов и я с товаром и при бабках, а вы в пролёте. обратная ситуация — вы предоставляете товар и генерируете случайный набор символов, отсылаете мне шифровку без товара, я не получаю товар и вы не требуете его назад отменяя контракт.. вот тут вы с товаром и при бабках и я защититься от вас уже никак не могу. никак не сростается…
Нет, это работает совершенно не так, но мне сложно объяснить вам в двух словах, как именно происходит. Нужно читать оригинальное описание протокола.
Хэш, который включается в транзакцию, передаваемую по цепочке каналов, нужен для того, чтобы деньги не украли по дороге. Контракты заключаются не между конечными источником и получателем, а между двумя концами каждого канала. Эти контракты заменяются на новые по ходу прохождения транзакции по цепочке. Новые контракты показывают изменение баланса между концами канала.
Подтверждение доставки товара ко всему этому не имеет никакого отношения.
вы про lightning network paper draft 0.5?
Да.
мне вот это понятнее, советую.
Все это бесполезно. В реальности 95% всех ваших ежедневных покупок можно делать за наличные, и только при ведении бизнеса, денежных переводов, дорогих покупок биткоин имеет смысл. Биткоином просто удобно заменить банки, а чтобы сохранить анонимность в оффлайне вам нужны наличные, иначе если каждая ваша сделка будет проходить в блокчейне, то по их частоте, размеру, айпи адресу полного клиента(магазина) все ваши покупки могут быть к вам привязаны. Я уже не говорю о электричестве и компьютере, которые довольно трудно найти в каждом магазине дальше крупных мегаполисов.
Наличные для жизни, биткоин вместо банка. Просто и удобно.
Для анонимных покупок придумали Zerocash: http://bitnovosti.com/2015/03/28/zerocash/
Великолепно. Эта технология позволит не «захламлять» блокчейн, хотя и сложная. В идеале, стоило бы создавать сайдчейны, разрешать цепочку переводов в ней и полностью ликвидировать сайдчейн обратным выводом в Биткойн. Если я правильно понял описание, технология Lightning близка к этому, но полноценный сайдчейн не создаётся, чтобы не «заткнуться» не почти не решеаемой задаче обратного вывода. Правда, я не до конца понял, чем же это всё таки от сайдчейна отличается и какие есть риски безопасности. Из статьи непонятно, почему все узлы «конценсуса» должны быть онлайн. Судя по списку заявленных рисков, возможно сайдчейны будут поперспективнее т.к. они надёжнее. Но каждый кулик своё болото хвалит…
Прошу продолжения с техническими подробностями, если можно. Согласен на перевод. 🙂
Проект еще сыроват, так что переводить особо нечего. Если найдете что-нибудь интересное, предлагайте. Можете пока с презентацией ознакомиться: http://lightning.network/lightning-network.pdf