Lightning Network: solución de escalado de Bitcoin

Bitcoin (BTC) es un tipo de moneda digital cuya tecnología peer-to-peer (P2P) permite a los usuarios realizar transacciones con mayor velocidad y eficiencia. La adopción gradual de Bitcoin y las criptomonedas en general por parte de las instituciones financieras y de los gigantes de los pagos como PayPal y Square, lo que indica una mayor aceptación de los servicios financieros, lo que está impulsando la evolución de las criptomonedas para respaldar mejor sus redes.

Básicamente, esto nos lleva a Lightning Network, un protocolo de capa XNUMX que funciona junto con Bitcoin para mejorar la velocidad, la versatilidad, la privacidad y reducir los costos.

Hallazgos clave:

• Lanzado en 2018, Lightning Network es un protocolo de capa XNUMX que reduce los costos y la congestión del tráfico en la red Bitcoin, promoviendo la escalabilidad.
• Lightning Network presenta velocidades de procesamiento ultrarrápidas sin necesidad de intermediarios, lo que permite micropagos descentralizados, rápidos y de bajo costo en todo el mundo.
• La última actualización de Lightning Network, Taproot Assets, convierte a Bitcoin en una red de múltiples activos, lo que permite a los desarrolladores emitir monedas estables y activos del mundo real, como monedas fiduciarias y oro, en la cadena de bloques de Bitcoin.

¿Qué es la Red Lightning?

Lightning Network es un protocolo de capa XNUMX que se ejecuta sobre la cadena de bloques de Bitcoin para escalar la verificación de transacciones. Reduce los costos y reduce la congestión en la capa subyacente de la red Bitcoin. Con su velocidad de procesamiento instantáneo, Lightning Network puede facilitar micropagos descentralizados a escala global, eliminando la necesidad de intermediarios.

Lightning Network fue propuesta por primera vez en 2015 por Thaddeus Dridja y Joseph Poon. En su trabajo titulado The Bitcoin Lightning Network, estos investigadores describieron un protocolo fuera de la cadena diseñado para operar utilizando canales de pago. Al utilizar estos canales, partes que no son de confianza podrían realizar pequeñas transacciones un número ilimitado de veces sin aumentar el tráfico en la red principal. Un año más tarde, Drja y Poon, junto con otros especialistas, fundaron la empresa Lightning Labs, que continuó desarrollando el concepto y finalmente introdujo Lightning Network en enero de 2018 luego de la bifurcación suave de SegWit en agosto de 2017.

Como sugiere el nombre, Lightning Network está diseñada para procesar transacciones de forma prácticamente gratuita e instantánea sacándolas de la cadena. Existe por separado de la red principal de Bitcoin, y utiliza su software y nodos para comunicarse con la red y los intercambios para completar las transacciones.

Lightning Network fue diseñada para reducir la carga en la capa subyacente de la red blockchain, reducir los costos de blockchain y crear canales de pago privados entre las partes. Desde sus inicios, Lightning Network ha experimentado un crecimiento constante y es reconocida por su capacidad para reducir tarifas y acelerar los tiempos de procesamiento de transacciones. Lightning Network también se ha extendido a otras redes blockchain, incluida Litecoin.

Incluso en el actual mercado bajista, estas empresas River, que se especializa en tecnología Bitcoin y servicios financieros, están siendo testigos del sorprendente aumento de la popularidad de Lightning Network. Desde agosto de 2021, su capacidad ha aumentado un 1200%. A septiembre de 2023, el número de usuarios activos de Lightning Network es de 279 y 000 millones de personas por mes.

Lightning Network lanzó recientemente una nueva actualización, el protocolo Taproot Assets, que no solo mejora la escalabilidad de la red, sino que también convierte a Bitcoin en una red de múltiples activos.

Básicamente, Taproot Assets le permite emitir monedas estables y activos del mundo real, como monedas fiduciarias, oro y bonos gubernamentales, directamente en la cadena de bloques de Bitcoin. Dado que estas transacciones se realizan fuera de la cadena a través de Lightning Network, Bitcoin está protegido de una posible congestión resultante de dicha actividad.

¿Cómo funciona Lightning Network?

Al igual que la red Bitcoin, Lightning Network está formada por nodos. Sin embargo, utiliza contratos inteligentes que permiten realizar transacciones sin que queden registradas en la blockchain. Cada transacción es accesible de forma privada solo para aquellos involucrados en la transacción, y cada nodo utiliza canales de pago Lightning para realizar pagos. El canal de pago Lightning se abre mediante la creación de direcciones de firmas múltiples entre dos partes que realizan una transacción. Las funciones integradas previenen el fraude o la alteración de los datos contenidos en el canal, y la velocidad de los pagos está limitada únicamente por la velocidad de la conexión a Internet.

Digamos que Alex quiere pagarle a Kim en BTC a través de Lightning Network. Primero pueden bloquear su BTC en una dirección multisigma única 2 de 2, abriendo un canal Lightning directo, lo que les permite iniciar una transacción mientras mantienen un libro de contabilidad privado fuera de la cadena principal. En el canal Lightning fuera de la cadena, los fondos del grupo se dividen en dos partes: los fondos de Alex y Kim.

El saldo inicial del fondo común es de 2 BTC (1 BTC cada uno). Alex le paga a Kim 0,5 BTC en Lightning Network, dejándolo con 0,5 BTC. Luego, Kim recibe 0,5 BTC y su saldo actual es 1,5 BTC. Una vez que se cierra un canal, las microtransacciones se combinan en una sola transacción, que luego se verifica, procesa y agrega a la cadena de bloques, con sus saldos actualizados en consecuencia.

Sin embargo, si Kim o Alex no tienen un canal directo, la transacción se enruta a Jack utilizando uno de los tipos de contratos inteligentes: contratos de tiempo bloqueado (HTLC). El contrato se utiliza para prometerle a Kim que recibirá su BTC, y Jack debe demostrar que le pagó a Kim la cantidad acordada. A cambio, Jack recibirá una pequeña recompensa por completar el pedido.

Limitaciones de Bitcoin

A pesar de la conveniencia y facilidad de uso de Bitcoin, sus desventajas han generado algunas preocupaciones sobre su adopción como moneda. Por lo tanto, BTC no se acepta como pago en todas partes y su valor fluctúa dependiendo de la demanda, lo que está plagado de deflación. Si se pierde un archivo o falla el disco duro, la billetera que contiene desaparece y es imposible recuperar los fondos perdidos. Tampoco existe protección al comprador al comprar productos con BTC.
Sin embargo, quizás las mayores limitaciones de Bitcoin estén relacionadas con su velocidad, costo y escalabilidad.

velocidad

Las transacciones de Bitcoin se verifican y registran en bloques. Se crea un nuevo bloque de Bitcoin cada diez minutos y cada bloque contiene una determinada cantidad de transacciones. Los mineros priorizan las transacciones en función de las tarifas de transacción, lo que significa que es posible que tengas que competir con otros usuarios para garantizar que tus transacciones se procesen rápidamente. Esto significa que cuanto mayor sea la tarifa, más rápido se procesará la transacción.

Durante los períodos de tranquilidad, puede contar con que su transacción se procese a tiempo, pero en días u horas más ocupadas, puede esperar mucho tiempo o enfrentar tarifas altas cuando los mineros persiguen múltiples transacciones en el grupo de memoria.

costo de

Las tarifas de transacción de Bitcoin son necesarias para respaldar la red, pero tienden a ser altas, especialmente para transacciones pequeñas. Cualquiera que desee que se procesen sus transacciones debe esperar pagar tarifas más altas durante la congestión de la red, ya que solo se puede incluir un número limitado de transacciones en cada bloque. Tradicionalmente, en la red Bitcoin, los mineros recibían un subsidio al extraer nuevos Bitcoin y una tarifa de transacción al agregar transacciones a un bloque.

Sin embargo, las tarifas por usar Bitcoin Lightning Network solo se requieren para lo siguiente:

• Abrir un canal de pago
• Cerrando el canal de pago

Mientras el canal está abierto, puedes realizar muchas transacciones y la única tarifa que pagas es la tarifa por abrir y cerrar el canal. Lightning Network utiliza el espacio de bloques de manera más eficiente, aumentando el rendimiento de Bitcoin y reduciendo los costos de transacción.

Escalabilidad general
El potencial de crecimiento de Bitcoin es limitado, es decir, tiene un problema de escalabilidad. Los bloques de Bitcoin tienen un tamaño aproximado de 1 MB y se generan aproximadamente una vez cada 10 minutos con una velocidad de procesamiento de aproximadamente siete transacciones por segundo (TPS). Compárese con Ethereum, que procesa casi el doble de transacciones (antes de la próxima transición de ETH 2.0 a PoS-consenso), y VisaNet puede manejar hasta 24 TPS.

Esto significa que el rendimiento limitado limita la cantidad de transacciones que se pueden procesar en la cadena, lo que limita el crecimiento de la base de datos. Una vez que el número de transacciones exceda el límite establecido, los nodos no podrán mantenerse al día. Básicamente, la red se atasca con transacciones pendientes, lo que puede llevar a una guerra de ofertas.

El problema de escalabilidad se hizo evidente por primera vez en 2015, momento en el que se propusieron varias soluciones, incluido el aumento del tamaño del bloque. Bitcoin Cash (BCH) se bifurcó en agosto de 2017 y, ese mismo año, se introdujo el testigo segregado (SegWit) como una posible solución al problema general de escalabilidad de Bitcoin.

Comprensión de los protocolos de capa XNUMX

La capa base de la red Bitcoin se caracteriza por la estructura tecnológica que soporta la red, así como por la aplicación monetaria. Se utiliza para validar y completar transacciones, pero como se comentó, tiene sus limitaciones, particularmente la capacidad y el costo de Bitcoin. El protocolo de segunda capa tiene como objetivo eliminar estas limitaciones.

El protocolo de segunda capa (o Capa 2) también se conoce como solución fuera de la cadena. Está descentralizado como la cadena de bloques principal y ofrece los mismos protocolos de seguridad, pero su objetivo principal es resolver los problemas de escalabilidad de la tecnología blockchain convencional.

En una red descentralizada, se requiere un consenso global y todos los nodos participantes tienen una copia completa de las transacciones para verificar. Esto ayuda a evitar el doble gasto sin depender de una autoridad central o un regulador.

El nivel base es el nivel de seguridad primario (o nivel 1), que crea un registro inmutable de datos. La capa base es la cadena de bloques. El protocolo de segunda capa reduce la cantidad de datos en la cadena de bloques, lo que permite transacciones fuera de la cadena.

Con un protocolo de Capa XNUMX, los cálculos centrales se pueden realizar fuera de la cadena mientras las transacciones aún están vinculadas a la cadena de bloques. Esto minimiza la cantidad de datos almacenados en el nivel central y libera recursos críticos sin comprometer la seguridad. En otras palabras, las cadenas de bloques con protocolos de capa XNUMX son más fáciles de usar y escalables, lo que significa que pueden competir con sistemas más grandes y centralizados.

Bitcoin vs Ethereum: protocolos de capa XNUMX

Tanto Bitcoin como Ethereum han introducido protocolos de capa XNUMX para mejorar la velocidad y la escalabilidad. Mientras que Bitcoin utiliza Lightning Network, Ethereum ofrece varias soluciones de escalado de segunda capa, como pliegues optimistas, pliegues sin conocimiento y cadenas de plasma. Los protocolos de Capa XNUMX de Ethereum, incluidos Polygon y Arbitrum, tienen como objetivo resolver problemas de escalabilidad y costos al permitir la computación fuera de la cadena.

La solución de capa dos de Bitcoin es Lightning Network, que utiliza contratos inteligentes para permitir transacciones casi instantáneas y de bajo costo, así como “intercambios atómicos” multiplataforma donde los usuarios pueden intercambiar una moneda por otra sin utilizar un intercambio.

SegWit vs solución de segunda capa

Segregated Witness, o SegWit, es la modernización más notable del protocolo Bitcoin hasta la fecha. Le permite separar eficazmente los datos de las transacciones de los datos de los testigos, lo que da como resultado que cada transacción en la cadena de bloques consta de dos partes:

• Datos básicos: Se refiere al movimiento de bitcoins y los datos relacionados con este movimiento.
• Detalles del testigo: actúa como una firma, esencialmente demostrando que el propietario del BTC autorizó la transacción.

SegWit es un soft fork, o cambio de código compatible con versiones anteriores, que divide las transacciones en dos segmentos. Esto transfiere los datos del testigo (o la firma) del segmento original al segmento del testigo.

La implementación de SegWit esencialmente duplica el tamaño del bloque, incrementándolo de 1 MB a 2 MB, sin requerir cambios importantes en el código existente. Si bien SegWit no necesariamente resuelve el problema de escalabilidad, sí brinda soporte para soluciones de capa XNUMX como Lightning Network.

Cómo ayuda Lightning Network a combatir los problemas de Bitcoin

Al consolidar múltiples microtransacciones en una, Lightning Network reduce el tráfico de la red. Al sacar estas microtransacciones de la red principal, puede liberar espacio para transacciones más grandes y de mayor prioridad y aumentar la velocidad de procesamiento.

Lightning Network también mejora la escalabilidad al permitir transacciones y liquidaciones fuera de la cadena.

¿Cómo puede un usuario beneficiarse de Lightning Network de Bitcoin?

Las principales ventajas de Lightning Network son su velocidad y disponibilidad. Como se mencionó anteriormente, en el nivel básico de la red Bitcoin, las tarifas y los períodos de espera pueden ser prohibitivos. Sin embargo, con Lightning Network es posible enviar y recibir pequeños pagos de una manera que simplemente no es posible en la red Bitcoin. Puede intercambiar pagos varias veces antes de cerrar el canal y completar una transacción, todo por una sola tarifa.

Debido a que Lightning Network opera como una capa secundaria sobre la red principal, aún ofrece a los usuarios todos los protocolos de seguridad estándar de Bitcoin. Los usuarios también pueden cambiar entre redes según sus necesidades, recurriendo a la red Bitcoin para transacciones grandes y volviendo a Lightning Network para microtransacciones. Las transacciones asociadas con Lightning Network son privadas, se realizan fuera de la cadena y solo registran los resultados generales.

Finalmente, la última actualización de Taproot Assets amplía las capacidades de la tecnología Bitcoin a una gama más amplia de usuarios, ya que se pueden emitir activos del mundo real, como monedas fiduciarias y oro, utilizando el protocolo Taproot Assets.

Impacto de Lightning Network en la adopción de Bitcoin

Nodos de Lightning Network desde enero de 2018 hasta octubre de 2023.
Fuente: Imágenes de Bitcoin

Aumentar la cantidad de nodos y canales en la red Bitcoin le permite aumentar el rendimiento de las transacciones de Bitcoin. A medida que su rendimiento continúa expandiéndose semanalmente, más personas adoptan la tecnología, lo que la convierte en un activo fundamental en el ecosistema de Bitcoin. Lightning Network puede ser el método clave que resolverá el problema de escalabilidad de Bitcoin.

Rendimiento de Lightning Network desde enero de 2018 hasta octubre de 2023.
Fuente: theblock.co

Si en 2021 el rendimiento de Lightning Network fue de más de 1 Bitcoins, a partir del 000 de octubre de 22, aumentó a más de 2023 BTC. Esto también demuestra la mayor escalabilidad de la red Bitcoin como sistema de pago.

Lightning Network y Bitcoin trabajan juntos para alentar a más personas a utilizar ambas tecnologías. Aquellos que ya usan Bitcoin naturalmente recurrirán a Lightning Network para realizar pagos rápidos, pequeños o de bajo costo. Esta flexibilidad y eficiencia proporcionada por Lightning Network seguirá atrayendo a más usuarios a utilizar Bitcoin y Lightning. A medida que más personas utilicen Lightning Network y Bitcoin, serán reconocidos en los principales intercambios y aceptados como formas de pago más tradicionales.

Desventajas de Lightning Network

Si bien Lightning Network tiene el potencial de resolver algunos de los problemas de Bitcoin, también tiene desventajas.

En primer lugar, es posible que Lightning Network no siempre sea económico de usar. Esto se debe a que antes de que se pueda realizar un micropago entre las partes, el usuario primero debe realizar un depósito en la cadena. Además, el monto final para cerrar la transacción también debe quedar registrado en la cadena Bitcoin.

En segundo lugar, como cadena de bloques, Lightning Network está sujeta a varios riesgos de seguridad. Uno de ellos se debe a que los atacantes crean muchos canales que caducan al mismo tiempo, lo que provoca una sobrecarga de la blockchain y el potencial robo de fondos de los usuarios que no pueden retirarlos debido a la sobrecarga.

Finalmente, integrar Lightning Network en los sistemas de pago existentes también es un proceso complejo. Es posible que los comerciantes no estén interesados ​​en cambiar a Lightning Network, especialmente dada la volatilidad de Bitcoin.

El futuro de la red Lightning

Valor total bloqueado (TVL) en Lightning Network desde abril de 2022 hasta octubre de 2023.
Fuente: DefiLlama

Actualmente, hay más de $160 millones bloqueados en Lightning Network, y las personas utilizan la solución de segunda capa para pagar bienes, servicios, aplicaciones y más.

A pesar de algunas limitaciones, ofrece a los usuarios más opciones y versatilidad. A medida que la gente lo utilice cada vez más para realizar micropagos ultrarrápidos, los desarrolladores seguirán creando carteras interoperables y sistemas de soporte para desarrollar y fortalecer la red.

Total

Lanzada en 2018, Lightning Network está cambiando rápidamente la cara de Bitcoin. Los desarrolladores han trabajado incansablemente para crear la tecnología confiable necesaria para respaldar y promover la red, así como para crear una plataforma fácil de usar. Cualquiera puede acceder y utilizar Lightning Network utilizando solo su teléfono inteligente, lo que abre una gran cantidad de posibilidades para realizar pagos sin problemas. La reciente integración del protocolo Taproot Assets amplía aún más las capacidades de Lightning tanto para Bitcoin como para sus usuarios. Con el creciente número de usuarios de Lightning Network, la visión de un ecosistema Bitcoin más rápido y escalable se está volviendo más realista.