Существует проблема масштабируемости биткоина. Она связана с ростом популярности Биткойна, число транзакций увеличилось, но из-за ограничения максимального размера блоков не все транзакции «помещались» сразу, периодически возникала очередь. И с ростом популярности это очередь становится всё больше. Предполагается, что Lightning Network решит эту проблему. Технология основана на обычных биткойн-транзакциях, но суть в том, что LN не записывает все транзакции, а только открывающую и закрывающую транзакцию, в которых можно проследить результат всех проделанных вне блокчейна транзакций. Эти внеблокченовые транзакции сохраняются на локальных узлах пользователей, но могут быть отправлены в сеть в любой момент, а это значит, что пользователи должны находиться в онлайне, пока не отправиться финальная транзакция в биткоин-сеть. Таким образом, Lightning Network существенно разгрузит очередь транзакций. При этом экономия работы сети снизит цену за транзакцию на столько, что возможно поощрение пользователей сети LN, то есть существует вероятность, что вы получите небольшую награду за использование сети. Также создатели Lightning Network поработали над безопасностью своей сети. Не буду углубляться в технические элементы, но скажу лишь, что недавно на сеть LN была совершена DDOS-атака и уязвимостей сети не выявлено. На момент написания поста Lightning Network уже запущен в мейннет биткоина, и, как показывает трекер, там функционировали уже 1343 Lightning-нод и были открыты 3910 канала. В свою очередь разработчики убеждены, что полномасштабная активация протокола может стать одним из важнейших событий за всю историю существования «цифрового золота».
Как работает Lightning Network
Вход в сеть Lightning осуществляется через открытие платежного канала. Для этого требуется транзакция в блокчейне (тот, в который всегда записываются транзакции). Канал оплаты позволяет отправлять биткоины между двумя сторонами (это не новая разработка). LN можно сравнить с криптовалютной биржей - на биржу вы заводите какое то количество денег и можете переводить на другой аккаунт внутри системы без комиссий. Плата комиссии происходить только за внесение денег на биржу. Аналогично, для Lightning — чтобы открыть или закрыть платежный канал, нужно выполнить транзакцию биткоинов.
Хэш-контракты временной блокировки (HTLC) — это смарт-контракты, которые гарантируют, что получателю переведут средства при выполнении некоторых криптографических условий. Это делается для безопасности.
Сеть Lightning использует серию HTLC с одним и тем же секретным хэшем. Этот процесс можно повторять столько раз, сколько необходимо.
ОБЪЯСНЕНИЕ РАБОТЫ LIGHTNING NETWORK НА ПРОСТОМ ПРИМЕРЕ
Из-за обилия специальных технических терминов многим сложно разобраться в принципах работы Lightning Network (LN).
Давайте рассмотрим концепцию, лежащую в основе LN и ее каналов оплаты, используя простую аналогию, на примере счетов Абакус, не вникая в технические особенности реализации.
Подумайте о канале оплаты LN, как об одной струне счет, где бусины представляют собой биткоины внутри канала.
Когда Алиса и Боб создают канал оплаты между собой, Алиса откладывает биткоины от Blockchain внутри такого канала. На данный момент эти биткоины (например, 10 бит или 0.00001 BTC) принадлежат Алисе. В этом примере каждая бусинка равна одному биткоину:
Струна Абака и канал оплаты имеют общие характеристики:
Двунаправленность : как бусинки на Абакусе можно перемещать слева направо и обратно, так и биткоины могут перемещаться от Алисы к Бобу и наоборот.
Определенность : в счетах, бусины могут быть либо слева, либо справа, но не в середине струны. Таким же образом биткоины в платежном канале могут принадлежать или Алисе, или Бобу.
Постоянство: аналогично тому, как бусины нельзя добавлять или удалять из счетов, Алиса и Боб могут обмениваться биткоинами между собой, вплоть до количества, которое было установлено при открытии канала оплаты. Если они хотят обменять большее число биткоинов, им придется выполнить еще одну транзакцию по цепочке.
Так выглядит канал оплаты после того, как Алиса отправляет 2 биткоина Бобу:
У Алисы теперь 8 бусинок, а у Боба - две. Теперь предположим, что Боб также подключен в LN к Кэрол, используя канал оплаты в 10 бит:
Применяя LN, Алиса может заплатить Кэрол через Боба. В примере, если Алиса хочет отправить 2 биткоина Кэрол, она перемещает 2 бусины в струне Алиса-Боб направо (Бобу), а Боб, в свою очередь, перемещает 2 бусины в струне Боб-Кэрол направо (к Кэрол). Вот как это выглядит после того, как Алиса отправляет Кэрол 2 биткоина:
Важно отметить, что, если Боб соглашается участвовать в этой сделке, он не может принять бусины Алисы, не перемещая столько же бусин к Кэрол.
Используя аналогию с Абакусом, легко объяснить как природу транзакций LN, так и требования, которым должен соответствовать платежный канал для их обработки. Например, легко увидеть, что Алиса не может отправить Кэрол больше бусинок, чем есть у Боба.
Сравнение Lightning Network с блокчейном на примере :
Допустим мы с theymos-ом постоянно покупаем у нашего общего поставщика(Пабло Эскобара
) кокосовую стружку 
вот так это выглядит в блокчейне биткоин:
Здесь каждая транзакция будет происходить в одном из блоков, за каждую транзакцию мы заплатим допустим 5$ и будем сидеть ждать пока каждая подтвердится какое то время(скорее всего долго)
За 9 партий кокосовой стружки мне придется заплатить 45$ а theymos-у за 8 40$ - если учесть что покупали мы довольно крупными кусками то эта комиссия будет не очень заметна, но если бы покупали поменьше или курс биткоина был бы низким то на транзакцию могло бы уйти больше чем был наш заказ LN
Как это выглядит в LN:
Участники все те же я, theymos, pablo escobar и кокосовая стружка
И я и theymos открываем по платежному каналу с pablo escobar и закидываем туда по 8 и 9 BTC соответственно - за открытие канала с нас берется 5$ и информация передается в блокчейн.
Канал открываем на некоторый срок скажем на неделю и все операции произведенные в нем фиксируются в LN и не передаются в блокчейн.
Я свой баланс истратил полностью и LN закрыл канал - записав в блокчейн информацию что все 9 битков ушки к Пабло а я остался с товаром и без денег.
А вот theymos после четвертой покупки усомнился в качестве товара и решил забрать остаток денег и послал в LN запрос - после которого платежный канал был разорван и неизрасходованные деньги к нему вернулись.
Если бы во время этих операций я или theymos захотели бы что то купить друг у друга то это бы не потребовало создание нового платежного канала и соответственно платы комиссии в блокчейн.
В данном случае нашим посредником был бы pablo escobar.
Допустим я хочу купить у theymos ранг Copper Member который стоит 0.00208333 BTC (20$) - эти деньги резервируются у пабло. В нашем с пабло платежном канале у меня появляется платежное обязательство в 0.00208333 BTC а в канале theymos-а и пабло theymos получает эти деньги. В случае с блокчейном комиссия составила бы 25% от суммы а в LN будет почти нулевая.
Преимущества Lighting Network:
Возможны крошечные платежи: поскольку сборы пропорциональны сумме платежа, можно заплатить часть процента; учет ведется в тысячных долях сатоши.
Платежи производятся мгновенно: деньги отправляются мгновенно. Обычно занимает доли секунды на отправку по сети информации до отправителя.
Повышенная конфиденциальность: не каждая транзакция хранится в публичном блокчейне. В блок записывается только 1 транзакция, когда платежная цепочка в конечном счете закрывается, а остаток выплачивается обеим сторонам.
Возможность заработка на поддержке узла (посредничество при транзакции).
Повышенная безопасность средств - средства, заблокированные в канале невозможно украсть. Самое худшее, что может сделать злоумышленник — это закрыть канал для получения доступа к той части средств канала, которые принадлежат бирже. По видимости, это произойдёт без согласия пользователя. Тем не менее, хакеру придётся дождаться снятия блокировки по времени, встроенной в канал (как правило, несколько дней). В течение этого времени биржа может восстановить контроль или пользователи могут закрыть свои каналы.
Существует система защиты от оплаты двойной комиссии. Если была осуществлена отправка средств от одного кошелька на другой кошелек дважды, то система определит этот как 1 перевод.
Конфиденциальность. Так как в блокчейн записывается только начальные данные и финальный результат, а операции между пользователями - нет.
Снижение нагрузки сети блокчейна биткоина. Как я говорил ранее не все транзакции записываются.
Открытость финальной транзакций. Мы всё таки можем посмотреть изменения балансов пользователей, ориентируясь по транзакции отправленной в блокчейн.
Неосведомлённость посредника. Посредник не знает занимает ли он первую, последнюю или промежуточную позицию.
Безопасность. Наличие хэш-контрактов временной блокировки гарантируют, что получателю переведут средства при выполнении некоторых криптографических условий.
LN легко в использовании. Чтобы использовать Lightning Network, нужно загрузите кошелек Lightning. Через какое-то время все больше и больше кошельков будут интегрировать Lightning
Почти бесплатные биткоин транзакции. Такая транзакция всегда будет значительно дешевле, чем обычная биткоин-транзакция. Некоторые Lightning-транзакции имеют даже отрицательные сборы, то есть платят не майнерам, а пользователям сети!
Недостатки Lighting Network:
Платежи проиходят только между пользователями, находящиеся в сети. Нет возможности отправить средства на кошелек в оффлайне.
Сеть не способна осуществлять финансовые операции крупной суммы. Это связанно с ограниченной пропускной способностью маршрута. Открытие канала связано с внесением (заморозкой) суммы средств. Пока канал открыт - средствами воспользоваться не удасться.
Часто в сети происходят посреднические сбои, что приводит к поиску нового пира, на поиски которого может уйти несколько часов.
Сеть Lightning Network обладает прямой зависимостью от Bitcoin. В случае краха последней первая также потерпит неудачу.
LN не решит проблему масштабируемости окончательно, если исходить из того, что биткоин станет платежным средством в рамках всей планеты. Потому что пропускная способность сети останется ограниченной, и даже если каждому пользователю потребуется лишь одна открывающая и одна закрывающая канал транзакция в месяц, сеть сможет обслуживать не более 5 миллионов человек, т.е. меньше тысячной доли растущего населения Земли.
Сбои со стороны партнеров. В случае если один из партнёров не отвечает на запрос, поступающий от пользователя, то время ожидания может занять несколько часов. Только после отзыва пользователь сможет завершить операцию и получить контроль над собственными финансовыми средствами.
Отсутствует возможность выполнения платежей в режиме оффлайн. Платеж, выполняемый пользователем сети Lightning Network, является соглашением в виртуальной валюте Bitcoin в неизвестном объеме. Данное соглашение не требует обязательных доверительных отношений между его участниками – только при условии его выполнения в режиме онлайн.
Полезные ссылки:
Причины создания Lightning Network
Lighting Network ⚡ Инфографика ⚡Обсуждение
⚡ Lightning Network (закрепленная тема раздела Новости)