Lightning Network: Bitcoin-schaaloplossing

Bitcoin (BTC) is een soort digitale valuta waarvan de peer-to-peer (P2P) technologie gebruikers in staat stelt transacties met grotere snelheid en efficiëntie uit te voeren. De geleidelijke acceptatie van Bitcoin en cryptocurrency in het algemeen door financiële instellingen – en betalingsgiganten zoals PayPal en Square – wat een grotere acceptatie van financiële diensten aangeeft, wat de evolutie van cryptocurrency stimuleert om zijn netwerken beter te ondersteunen.

In wezen brengt dit ons bij het Lightning Network, een laag XNUMX-protocol dat samen met Bitcoin werkt om de snelheid, veelzijdigheid, privacy en lagere kosten te verbeteren.

Belangrijkste conclusies:

• Het Lightning Network, gelanceerd in 2018, is een laag XNUMX-protocol dat de kosten en verkeerscongestie op het Bitcoin-netwerk vermindert en de schaalbaarheid bevordert.
• Het Lightning Network biedt razendsnelle verwerkingssnelheden zonder de noodzaak van tussenpersonen, waardoor goedkope, snelle, gedecentraliseerde microbetalingen over de hele wereld mogelijk zijn.
• De nieuwste update van het Lightning Network, Taproot Assets, verandert Bitcoin in een netwerk met meerdere activa, waardoor ontwikkelaars stablecoins en real-world assets zoals fiatvaluta en goud op de Bitcoin-blockchain kunnen uitgeven.

Wat is het Lightning-netwerk?

Het Lightning Network is een laag XNUMX-protocol dat bovenop de Bitcoin-blockchain draait om transactieverificatie te schalen. Het verlaagt de kosten en vermindert de congestie op de onderliggende laag van het Bitcoin-netwerk. Met zijn onmiddellijke verwerkingssnelheid kan het Lightning Network gedecentraliseerde microbetalingen op mondiale schaal faciliteren, waardoor de noodzaak voor tussenpersonen wordt geëlimineerd.

Het Lightning Network werd voor het eerst voorgesteld in 2015 door Thaddeus Dridja en Joseph Poon. In hun werk getiteld The Bitcoin Lightning Network beschreven deze onderzoekers een off-chain protocol dat is ontworpen om te werken met behulp van betalingskanalen. Met behulp van deze kanalen kunnen niet-vertrouwde partijen een onbeperkt aantal keren kleine transacties uitvoeren zonder het verkeer op het hoofdnetwerk te vergroten. Een jaar later richtten Drja en Poon samen met andere specialisten het bedrijf Lightning Labs op, dat het concept verder ontwikkelde en uiteindelijk introduceerde Bliksem netwerk in januari 2018, na de zachte vork van SegWit in augustus 2017.

Zoals de naam al doet vermoeden, is het Lightning Network ontworpen om transacties vrijwel gratis en onmiddellijk te verwerken door ze off-chain te halen. Het bestaat los van het belangrijkste Bitcoin-netwerk en gebruikt zijn software en knooppunten om met het netwerk te communiceren en uit te wisselen om transacties te voltooien.

Het Lightning Network is ontworpen om de belasting van de onderliggende laag van het blockchain-netwerk te verminderen, de blockchain-kosten te verlagen en private betalingskanalen tussen partijen te creëren. Sinds de oprichting heeft het Lightning Network een gestage groei doorgemaakt en staat het bekend om zijn vermogen om kosten te verlagen en transactieverwerkingstijden te versnellen. Het Lightning Network heeft zich ook verspreid naar andere blockchain-netwerken, waaronder Litecoin.

Zelfs in de huidige bearmarkt blijven deze bedrijven Rivier, gespecialiseerd in Bitcoin-technologie en financiële diensten, zijn getuige van de verrassende stijging in populariteit van het Lightning Network. Sinds augustus 2021 is de capaciteit met 1200% toegenomen. Vanaf september 2023 bedraagt ​​het aantal actieve gebruikers van het Lightning Network 279 en 000 miljoen mensen per maand.

Het Lightning Network heeft onlangs een nieuwe update uitgebracht, het Taproot Assets-protocol, die niet alleen de schaalbaarheid van het netwerk verbetert, maar Bitcoin ook in een multi-asset netwerk verandert.

In wezen kunt u met Taproot Assets stablecoins en real-world activa zoals fiatvaluta, goud en staatsobligaties rechtstreeks op de Bitcoin-blockchain uitgeven. Omdat deze transacties off-chain worden uitgevoerd via het Lightning Network, wordt Bitcoin beschermd tegen mogelijke congestie als gevolg van dergelijke activiteiten.

Hoe werkt het Lightning Netwerk?

Net als het Bitcoin-netwerk bestaat het Lightning-netwerk uit knooppunten. Het maakt echter gebruik van slimme contracten waarmee transacties kunnen worden uitgevoerd zonder dat deze op de blockchain worden vastgelegd. Elke transactie is alleen privé toegankelijk voor degenen die bij de transactie betrokken zijn, en elk knooppunt gebruikt Lightning-betalingskanalen om betalingen uit te voeren. Het Lightning-betalingskanaal wordt geopend door adressen met meerdere handtekeningen aan te maken tussen twee partijen die een transactie uitvoeren. Ingebouwde functies voorkomen fraude of wijziging van de gegevens in het kanaal, en de snelheid van betalingen wordt alleen beperkt door de snelheid van de internetverbinding.

Laten we zeggen dat Alex Kim in BTC wil betalen via het Lightning Network. Ze kunnen hun BTC eerst vergrendelen in een uniek 2of-2 multi-sigma-adres, waardoor een direct Lightning-kanaal wordt geopend, waardoor ze een transactie kunnen initiëren terwijl ze een privégrootboek buiten de hoofdketen bijhouden. Op het off-chain Lightning-kanaal zijn de fondsen in de pool verdeeld in twee kanten: de fondsen van Alex en Kim.

Het initiële poolsaldo is 2 BTC (elk 1 BTC). Alex betaalt Kim 0,5 BTC op het Lightning Network, waardoor hij 0,5 BTC overhoudt. Kim ontvangt dan 0,5 BTC en haar huidige saldo is 1,5 BTC. Zodra een kanaal is gesloten, worden microtransacties gecombineerd tot één enkele transactie, die vervolgens wordt geverifieerd, verwerkt en toegevoegd aan de blockchain, waarbij de saldi dienovereenkomstig worden bijgewerkt.

Als Kim of Alex echter geen direct kanaal hebben, wordt de transactie naar Jack gerouteerd met behulp van een van de soorten slimme contracten: gehashed time-locked contracts (HTLC). Het contract wordt gebruikt om Kim te beloven dat ze haar BTC zal ontvangen, en Jack moet bewijzen dat hij Kim het afgesproken bedrag heeft betaald. In ruil daarvoor ontvangt Jack een kleine beloning voor het voltooien van de bestelling.

Bitcoin-beperkingen

Ondanks het gemak en gebruiksgemak van Bitcoin, hebben de nadelen ervan aanleiding gegeven tot enige bezorgdheid over de adoptie ervan als munteenheid. BTC wordt dus niet overal als betaling geaccepteerd en de waarde ervan fluctueert afhankelijk van de vraag, die gepaard gaat met deflatie. Als een bestand verloren gaat of de harde schijf kapot gaat, verdwijnt de portemonnee die erin zit en is het onmogelijk om het verloren geld terug te halen. Er is ook geen kopersbescherming bij het kopen van goederen met BTC.
Misschien hebben de grootste beperkingen van Bitcoin echter te maken met de snelheid, kosten en schaalbaarheid.

snelheid

Bitcoin-transacties worden geverifieerd en in blokken vastgelegd. Elke tien minuten wordt er een nieuw Bitcoin-blok aangemaakt en elk blok bevat een bepaald aantal transacties. Mijnwerkers geven prioriteit aan transacties op basis van transactiekosten, wat betekent dat u mogelijk met andere gebruikers concurreert om ervoor te zorgen dat uw transacties snel worden verwerkt. Dit betekent dat hoe hoger de vergoeding, hoe sneller de transactie wordt verwerkt.

Tijdens rustige periodes kunt u erop rekenen dat uw transactie op tijd wordt verwerkt, maar op drukkere dagen of tijden kunt u lang wachten of te maken krijgen met hoge kosten omdat mijnwerkers meerdere transacties in de geheugenpool najagen.

kosten

Bitcoin-transactiekosten zijn nodig om het netwerk te ondersteunen, maar deze zijn vaak hoog, vooral voor kleine transacties. Iedereen die wil dat zijn transacties worden verwerkt, moet hogere kosten betalen tijdens netwerkcongestie, omdat er in elk blok slechts een beperkt aantal transacties kan worden opgenomen. Traditioneel ontvingen miners op het Bitcoin-netwerk een subsidie ​​bij het minen van nieuwe Bitcoin en transactiekosten bij het toevoegen van transacties aan een blok.

Kosten voor het gebruik van het Bitcoin Lightning Network zijn echter alleen vereist voor het volgende:

• Een betaalkanaal openen
• Het betalingskanaal sluiten

Terwijl het kanaal open is, kun je veel transacties uitvoeren, en de enige vergoeding die je betaalt zijn de kosten voor het openen en sluiten van het kanaal. Het Lightning Network maakt efficiënter gebruik van blokruimte, waardoor de Bitcoin-doorvoer wordt verhoogd en de transactiekosten worden verlaagd.

Algemene schaalbaarheid
Het groeipotentieel van Bitcoin is beperkt, met andere woorden: het heeft een schaalbaarheidsprobleem. Bitcoin-blokken zijn ongeveer 1 MB groot en worden ongeveer elke 10 minuten gegenereerd met een verwerkingssnelheid van ongeveer zeven transacties per seconde (TPS). Vergelijk het met Ethereum, dat bijna twee keer zoveel transacties verwerkt (vóór de aanstaande ETH 2.0-overgang naar PoS-consensus) en VisaNet kan tot 24 TPS verwerken.

Dit betekent dat een beperkte doorvoer het aantal transacties beperkt dat in de keten kan worden verwerkt, waardoor de databasegroei wordt beperkt. Zodra het aantal transacties de ingestelde limiet overschrijdt, kunnen knooppunten dit niet meer bijhouden. In wezen raakt het netwerk verstopt met lopende transacties, wat kan leiden tot een biedoorlog.

Het schaalbaarheidsprobleem werd voor het eerst duidelijk in 2015, toen verschillende oplossingen werden voorgesteld, waaronder het vergroten van de blokgrootte. Bitcoin Cash (BCH) werd in augustus 2017 hard forked en in hetzelfde jaar werd de gescheiden getuige (SegWit) geïntroduceerd als een mogelijke oplossing voor het algehele schaalbaarheidsprobleem van Bitcoin.

Laag XNUMX-protocollen begrijpen

De basislaag van het Bitcoin-netwerk wordt gekenmerkt door de technologische structuur die het netwerk ondersteunt, evenals de monetaire toepassing. Het wordt gebruikt om transacties te valideren en te voltooien, maar zoals besproken heeft het zijn beperkingen, met name wat betreft de capaciteit en kosten van Bitcoin. Het tweedelaagsprotocol heeft tot doel deze beperkingen te elimineren.

Het tweedelaagsprotocol (of Laag 2) wordt ook wel een off-chain-oplossing genoemd. Het is net als de belangrijkste blockchain gedecentraliseerd en biedt dezelfde beveiligingsprotocollen, maar het belangrijkste doel is het oplossen van de schaalbaarheidsproblemen van conventionele blockchain-technologie.

In een gedecentraliseerd netwerk is mondiale consensus vereist en hebben alle deelnemende knooppunten een volledige kopie van de transacties om te verifiëren. Dit helpt dubbele uitgaven te voorkomen zonder afhankelijk te zijn van een centrale autoriteit of toezichthouder.

Het basisniveau is het primaire (of niveau 1) beveiligingsniveau, dat een onveranderlijke gegevensregistratie creëert. De basislaag is de blockchain. Het tweedelaagsprotocol vermindert de hoeveelheid gegevens op de blockchain, waardoor transacties buiten de keten mogelijk worden.

Met een Layer XNUMX-protocol kunnen kernberekeningen buiten de keten worden uitgevoerd, terwijl transacties nog steeds aan de blockchain zijn gekoppeld. Dit minimaliseert de hoeveelheid gegevens die op kernniveau is opgeslagen en maakt kritieke bronnen vrij zonder de veiligheid in gevaar te brengen. Met andere woorden: blockchains met laag-XNUMX-protocollen zijn gebruiksvriendelijker en schaalbaarder, wat betekent dat ze kunnen concurreren met grotere, meer gecentraliseerde systemen.

Bitcoin versus Ethereum: Layer XNUMX-protocollen

Zowel Bitcoin als Ethereum hebben laag XNUMX-protocollen geïntroduceerd om de snelheid en schaalbaarheid te verbeteren. Terwijl Bitcoin het Lightning Network gebruikt, biedt Ethereum verschillende schaaloplossingen op de tweede laag, zoals optimistische vouwen, nulkennisvouwen en plasmaketens. De Layer XNUMX-protocollen van Ethereum, waaronder Polygon en Arbitrum, zijn bedoeld om schaalbaarheids- en kostenproblemen op te lossen door off-chain computing mogelijk te maken.

De tweede laag van Bitcoin is het Lightning Network, dat slimme contracten gebruikt om vrijwel onmiddellijke en goedkope transacties mogelijk te maken, evenals platformonafhankelijke ‘atomaire uitwisselingen’ waar gebruikers de ene munt voor de andere kunnen verhandelen zonder gebruik te maken van een beurs.

SegWit versus tweedelaagsoplossing

Segregated Witness, of SegWit, is de meest opvallende modernisering van het Bitcoin-protocol tot nu toe. Hiermee kunt u transactiegegevens effectief scheiden van getuigengegevens, waardoor elke transactie op de blockchain uit twee delen bestaat:

• Basisgegevens: Dit heeft betrekking op de beweging van bitcoins en de gegevens die verband houden met deze beweging.
• Getuigegegevens: fungeert als handtekening en bewijst in wezen dat de eigenaar van de BTC de transactie heeft geautoriseerd.

SegWit is een zachte vork, of achterwaarts compatibele codewijziging, die transacties in twee segmenten splitst. Hierdoor worden de getuigengegevens (of handtekening) van het oorspronkelijke segment naar het getuigensegment overgedragen.

De SegWit-implementatie verdubbelt feitelijk de blokgrootte, van 1 MB naar 2 MB, zonder dat er grote wijzigingen in de bestaande code nodig zijn. Hoewel SegWit het schaalbaarheidsprobleem niet noodzakelijkerwijs oplost, biedt het wel ondersteuning voor laag XNUMX-oplossingen zoals het Lightning Network.

Hoe het Lightning-netwerk de problemen van Bitcoin helpt bestrijden

Door meerdere microtransacties in één te consolideren, vermindert het Lightning Network het netwerkverkeer. Door deze microtransacties buiten het hoofdnetwerk te verplaatsen, kunt u ruimte vrijmaken voor grotere transacties met hogere prioriteit en de verwerkingssnelheid verhogen.

Het Lightning Network verbetert ook de schaalbaarheid door off-chain transacties en afwikkelingen mogelijk te maken.

Hoe kan een gebruiker profiteren van het Lightning Network van Bitcoin?

De belangrijkste voordelen van het Lightning Network zijn de snelheid en beschikbaarheid. Zoals hierboven besproken, kunnen vergoedingen en wachttijden op het basisniveau van het Bitcoin-netwerk onbetaalbaar zijn. Met het Lightning Network is het echter mogelijk om kleine betalingen te versturen en te ontvangen op een manier die simpelweg niet mogelijk is op het Bitcoin netwerk. U kunt meerdere keren betalingen uitwisselen voordat u het kanaal sluit en één transactie voltooit, allemaal tegen één vergoeding.

Omdat het Lightning Network als secundaire laag bovenop het hoofdnetwerk functioneert, biedt het gebruikers nog steeds alle standaard beveiligingsprotocollen van Bitcoin. Gebruikers kunnen ook tussen netwerken schakelen, afhankelijk van hun behoeften, waarbij ze zich voor grote transacties tot het Bitcoin-netwerk wenden en voor microtransacties terugschakelen naar het Lightning Network. Transacties die verband houden met het Lightning Network zijn privé, worden buiten de keten uitgevoerd en registreren alleen de algehele resultaten.

Ten slotte breidt de nieuwste update van Taproot Assets de mogelijkheden van Bitcoin-technologie uit naar een breder scala aan gebruikers, omdat echte activa zoals fiatvaluta en goud kunnen worden uitgegeven met behulp van het Taproot Assets-protocol.

Impact van het Lightning Network op de adoptie van Bitcoin

Lightning Network-knooppunten van januari 2018 tot oktober 2023.
Bron: Bitcoin-visuals

Door het aantal knooppunten en kanalen in het Bitcoin-netwerk te vergroten, kan de doorvoersnelheid voor Bitcoin-transacties worden vergroot. Terwijl de doorvoer wekelijks blijft groeien, adopteren steeds meer mensen de technologie, waardoor het een cruciale troef wordt in het Bitcoin-ecosysteem. Het Lightning Network kan de belangrijkste methode zijn die het schaalbaarheidsprobleem van Bitcoin zal oplossen.

Lightning Network-prestaties van januari 2018 tot oktober 2023.
Bron: theblock.co

Als de doorvoer van het Lightning Network in 2021 meer dan 1 Bitcoins bedroeg, dan is deze vanaf 000 oktober 22 gestegen tot meer dan 2023 BTC. Dit toont ook de hogere schaalbaarheid van het Bitcoin-netwerk als betalingssysteem aan.

Het Lightning Network en Bitcoin werken samen om meer mensen aan te moedigen beide technologieën te gebruiken. Degenen die al Bitcoin gebruiken, zullen zich uiteraard tot het Lightning Network wenden om snelle, kleine of goedkope betalingen te doen. Deze flexibiliteit en efficiëntie van het Lightning Network zal steeds meer gebruikers aantrekken om Bitcoin en Lightning te gebruiken. Naarmate meer mensen het Lightning Network en Bitcoin gebruiken, zullen ze erkend worden op reguliere beurzen en geaccepteerd worden als meer traditionele vormen van betaling.

Nadelen van Lightning Network

Hoewel het Lightning Network het potentieel heeft om enkele van de problemen van Bitcoin op te lossen, heeft het ook nadelen.

Ten eerste is het Lightning Network mogelijk niet altijd goedkoop in gebruik. Dit komt omdat voordat een microbetaling tussen partijen kan worden gedaan, de gebruiker eerst op de keten moet storten. Daarnaast moet ook het uiteindelijke bedrag om de transactie af te sluiten in de Bitcoin-keten worden vastgelegd.

Ten tweede is het Lightning Network als blockchain onderhevig aan verschillende veiligheidsrisico’s. Een daarvan is te wijten aan het feit dat aanvallers veel kanalen creëren die tegelijkertijd verlopen, wat leidt tot overbelasting van de blockchain en de mogelijke diefstal van geld van gebruikers die deze vanwege de overbelasting niet kunnen opnemen.

Tenslotte is het integreren van het Lightning Network in bestaande betaalsystemen ook een complex proces. Verkopers zijn mogelijk niet geïnteresseerd in een overstap naar het Lightning Network, vooral gezien de volatiliteit van Bitcoin.

De toekomst van het Lightning-netwerk

Totale waarde vergrendeld (TVL) op het Lightning Network van april 2022 tot oktober 2023.
Bron: DefiLlama

Momenteel zit er meer dan $160 miljoen vast in het Lightning Network, waarbij mensen de tweedelaagsoplossing gebruiken om te betalen voor goederen, diensten, applicaties en meer.

Ondanks enkele beperkingen biedt het gebruikers meer opties en veelzijdigheid. Naarmate mensen het steeds vaker gebruiken om bliksemsnelle microbetalingen te doen, zullen ontwikkelaars interoperabele portemonnees en ondersteuningssystemen blijven creëren om het netwerk te ontwikkelen en te versterken.

Totaal

Het Lightning Network, gelanceerd in 2018, verandert snel het gezicht van Bitcoin. Ontwikkelaars hebben onvermoeibaar gewerkt aan het creëren van de betrouwbare technologie die nodig is om het netwerk te ondersteunen en promoten, en aan het creëren van een gebruiksvriendelijk platform. Iedereen heeft toegang tot het Lightning Network en kan het gebruiken met alleen zijn smartphone, waardoor een schat aan mogelijkheden voor naadloze betalingen ontstaat. De recente integratie van het Taproot Assets-protocol breidt de mogelijkheden van Lightning voor zowel Bitcoin als zijn gebruikers verder uit. Met het groeiende aantal Lightning Network-gebruikers wordt de visie van een sneller en schaalbaarder Bitcoin-ecosysteem realistischer.