Comment fonctionne Lightning Network (1)?

Source: octet yuan ckb

En tant que réseau P2P construit sur la blockchain Bitcoin, Lightning Network peut non seulement résoudre efficacement le problème du «lent et coûteux» de Bitcoin, mais a également un avantage inégalé dans le domaine des paiements cryptographiques. L’économie est également une partie importante du monde web5 que nous recherchons.

Dans cet article aujourd’hui, nous continuerons à présenter le réseau Lightning et à expliquer les principes de fonctionnement et les technologies connexes du réseau Lightning.

La pierre angulaire du réseau Lightning: canal de paiement

Lightning Network est essentiellement un système de canaux de paiement bien conçu.En prenant la transaction entre Alice et Bob comme exemple, lorsqu’ils utilisent le réseau Lightning pour se régler, ils passeront par les trois étapes clés suivantes: ouvrir le canal, effectuer des transactions et fermer le canal.

1. Ouvrez le canal: construire un pont de confiance

La soi-disant ouverture du canal crée essentiellement un portefeuille multi-signature contrôlé conjointement par les deux parties et l’injection de fonds dans le portefeuille.Le montant total des fonds reçus par ce portefeuille est l’équilibre de ce canal.

Nous supposons qu’Alice et Bob contiennent chacun 100 000 BTC.Premièrement, ils doivent transférer leur 100 000 Cong respectif à une adresse de portefeuille multi-signature contrôlée conjointement par les deux en tant que prêt hypothécaire pour établir un canal.Cette transaction, connue sous le nom de «transaction de financement» ou «transaction d’ancrage», doit être diffusée sur le réseau et enregistrée sur la blockchain Bitcoin pour indiquer l’ouverture officielle de la chaîne.Dans cet exemple, le canal de paiement reliant Alice et Bob est essentiellement un portefeuille multi-2 ordinaire ordinaire, qui contient un solde de 200 000 (pour simplifier, nous ne considérons pas que les frais du mineur soient payés lors de l’ouverture du canal pour Le temps étant (pour la simplification).

2. Commencez à négocier: l’art du trading hors chaîne

Après l’ouverture du canal, toutes les transactions ultérieures des parties participantes seront effectuées en dehors de la blockchain Bitcoin, atteignant un règlement hors chaîne efficace.Supposons que les 3 transactions suivantes ont été effectuées entre Alice et Bob:

1. Alice a transféré 10 000 à Bob.

2. Alice continue de transférer 20 000 à Bob, à cette époque, Alice possède 70 000 à Bob et 130 000 à Bob.

3. Bob a transféré 10 000 à Alice.

D’après l’exemple ci-dessus, nous pouvons voir que peu importe combien de transferts sont effectués entre Alice et Bob, l’équilibre des canaux entre eux reste inchangé, et c’est 200 000 Cong.

Chaque fois qu’Alice et Bob Trade, les deux parties doivent mettre à jour leurs soldes respectifs dans le canal et échanger une « transaction d’engagement » signée.Ces transactions elles-mêmes sont valides et peuvent être envoyées au réseau Bitcoin à tout moment, mais les deux parties l’économiseront généralement sans diffusion, sauf s’ils ont l’intention de fermer le canal.De cette façon, le statut d’équilibre d’Alice et Bob dans le canal modifiera des dizaines ou des centaines de fois en une seconde.

3. Fermez le canal: le temps de règlement final

Le canal de clôture peut être effectué de deux manières: l’une est que les deux parties acceptent de fermer et d’envoyer une transaction de règlement au réseau Bitcoin; .Ce dernier est conçu pour empêcher une partie de hors ligne, ce qui fait que l’autre partie reste enfermée dans le canal.

Dans l’exemple d’Alice et Bob, ils ont décidé de fermer le canal après 3 transactions.Après la fermeture, Alice récupère 80kon et Bob récupère 120kon (encore une fois, pour simplifier, nous ne considérons pas les frais du mineur encourus lors de la fermeture du canal).

Garanties de sécurité pour les canaux de paiement bidirectionnels: de la pénalité LN à Eltoo à Daric

Comme mentionné ci-dessus, la fermeture du canal peut être fermée par les deux parties unanimement ou unilatéralement décidées de fermer.Donc, dans le canal de paiement bidirectionnel, comment empêcher la fraude d’une partie?Par exemple, dans l’exemple ci-dessus, comment empêcher Bob de fermer le canal en tenant le second plutôt que la troisième transaction promise?Si vous utilisez la deuxième transaction promise pour fermer le canal, Bob peut refuser le paiement de 10 000 qui a été payé pour la dernière fois à Alice, ce qui semble évidemment très tentant.

Le Bitcoin Lightning Network a introduit le mécanisme LN-Penalté pour empêcher une partie de fermer le canal en envoyant un état obsolète mais bénéfique sur la chaîne.LN-Penalty utilise des technologies complexes telles que les «transactions d’engagement asymétriques» et les «clés révoquées» pour s’assurer que si Bob essaie de fermer le canal en utilisant des transactions d’engagement obsolètes, Alice aura droit à tous les fonds du canal – 200 000.Ce mécanisme de punition limite efficacement la fraude potentielle.

Cependant, LN-Penalty a également quelques lacunes, qui en plus de sa propre complexité, crée également un fardeau de stockage – les utilisateurs doivent enregistrer des données de chaque fois qu’ils mettent à jour le statut de la chaîne dans le passé, et certaines situations rares peuvent le faire punir de façon inattendue utilisateurs honnêtes.

Pour surmonter ces lacunes, dès 2018, la communauté Bitcoin a proposé le titre «eltoo«Solution pour éliminer le risque de chargement de stockage et de punition accidentelle.Le schéma ELTOO n’est toujours pas disponible car sa mise en œuvre nécessite une fourche douce de Bitcoin et introduit un nouveau type de hachage de signature—— Sighash_anyprevout.

Le réseau de fibres lancé par Nervos CKB a choisi le réseau de fibres proposé en 2022Dariqueplan.Sur la base d’Eltoo, Daric a effectivement résolu les problèmes de coût et de sécurité de Watchtower.La Watchtower est un nœud de réseau Lightning fonctionnant sur des machines et réseaux indépendants.Les opérateurs de nœuds gèrent généralement leurs propres chiens de guet pour protéger leurs nœuds.

Conclusion

En tant que solution d’extension Bitcoin, Lightning Network se trouve dans un système de canaux de paiement intelligemment conçu.Grâce à trois étapes: l’ouverture du canal, la transaction hors chaîne et la fermeture du canal, Lightning Network a considérablement amélioré la vitesse de transaction et réduit les coûts.

Afin de garantir la sécurité du canal de paiement bidirectionnel, Lightning Network adopte le mécanisme de la pénalité LN, et la communauté Bitcoin a également proposé de meilleurs mécanismes de sécurité tels que Eltoo et Daric pour prévenir efficacement une fraude potentielle.

Ces innovations ont permis à Lightning Network d’assurer la sécurité tout en apportant des améliorations de performances significatives au réseau Bitcoin, ouvrant la voie à des paiements petits et à faible coût.