Lightning Network là gì?

Tóm tắt:
Trong phần này, chúng tôi giải thích động cơ đằng sau việc tạo ra Lightning Network và tại sao các đặc tính mở rộng của nó lại vượt trội so với những gì chúng ta có ngày nay, có khả năng tạo ra một cải tiến chuyển đổi. Chúng tôi mô tả một số các khối xây dựng kỹ thuật cơ bản làm Lightning khả thi. Sau đó chúng tôi kiểm tra một số hạn chế của nó, bao gồm những bất lợi của an ninh kém hơn so với giao dịch trên chuỗi và tại sao điều này làm Lightning có khả năng không phù hợp với các khoản thanh toán có giá trị lớn hơn.

Động cơ đằng sau mạng lưới Lightning

Các hệ thống thanh toán dựa trên Blockchain điển hình hoạt động ở chế độ ‘phát sóng cho mọi người’, nghĩa là khi thanh toán, người ta cần phải phát sóng giao dịch cho tất cả người tham gia trong mạng.

Các nút trong một hệ thống như vậy phải:

– lưu trữ các giao dịch vô thời hạn,
– xác minh giao dịch, và
– chuyển tiếp giao dịch.

Trong khi đó, các máy khai thác (miner) buộc phải tham gia quá trình cạnh tranh đòi hỏi nhiều năng lượng để xác định xem giao dịch có làm cho nó vào sổ cái, chỉ trong trường hợp xảy ra giao dịch mâu thuẫn.

Thậm chí không có xử lý riêng đối với người nhận thanh toán. Ví dụ, nếu một người mua cà phê sử dụng Bitcoin, giao dịch được phát sóng mạng Bitcoin toàn bộ mà không cần ưu tuyên truyền các dữ liệu giao dịch tới shop cà phê hoặc bộ phận xử lý thanh toán cửa hàng cà phê. Nhiều người xem xét quá trình này là không hiệu quả. Nếu mục tiêu là để xây dựng một hệ thống thanh toán được sử dụng bởi hàng triệu người trên toàn cầu, phương pháp này có vẻ không hợp lý.

Minh họa – Hệ thống phát sóng cho mọi người (broadcast to everyone)

football-image-1024x578

Cách thức thông báo ‘phát sóng cho mọi người’ trước đây tại các sự kiện thể thao, trong trận hòa 3-3 của Arsenal ở sân nhà Sheffield thứ tư, tháng 5, 2000. Trước khi phổ biến rộng rãi thông qua điện thoại di động, sân vận động phát sóng thông điệp cá nhân trên khu vực công cộng cho tất cả những người tham dự. Điện thoại di động đã thực hiện quá trình này nhanh hơn và hiệu quả hơn, như tin nhắn có thể được gửi trực tiếp đến người nhận.

Lightning Network đại diện cho một sự cải tiến hiệu quả và sử dụng một cấu trúc mạng thanh toán hợp lý hơn. Thay vì phát sóng một giao dịch với tất cả mọi người, các giao dịch có thể được gửi trực tiếp hơn tới người nhận thanh toán. Chỉ khi các bên tham gia giao dịch là không trung thực, ai đó cần phải nhờ đến quá trình rườm rà, chịu sự kiểm duyệt hệ thống phân phối yêu cầu để duy trì sự đồng thuận. Bằng cách này, người ta có thể đạt được hiệu suất và hiệu quả gần như tương đương với truyền thông trực tiếp giữa các bên trên Internet, đồng thời giữ lại một số đặc điểm an toàn của blockchain của Bitcoin.

Tuy nhiên, việc xây dựng một hệ thống thanh toán trong đó tất cả các bên đều có thể trở lại chuỗi và đòi lại tiền nếu có vấn đề, là phức tạp và có một số rủi ro và hạn chế đáng kể.

Các khối xây dựng kỹ thuật cơ bản của Lightning

ln-building-blocks-diagram-994x1024

Kênh micropayment một chiều. Nguồn: BitMEX Research

Sơ đồ trên mô tả cách truyền thống để thiết lập một kênh thanh toán đơn phương cơ bản. Mặc dù việc thiết lập kênh liên quan đến phát sóng một giao dịch cho tất cả mọi người, một khi kênh được thiết lập, nhiều khoản thanh toán từ Bob đến Alice có thể xảy ra bằng cách chỉ đơn giản gửi dữ liệu từ Bob đến Alice, tránh phát sóng cho toàn bộ mạng. Quá trình thanh toán có thể được lặp đi lặp lại nhiều lần cho đến khi số tiền trong kênh, trong trường hợp này là 1 BTC, đã hết.

Về lý thuyết, kênh trên là an toàn vì những lý do sau:

– Nếu Bob cố không chấp nhận thanh toán của mình, tất cả Alice cần làm là đăng nhập và phát sóng tới giao dịch mạng P1, mà Bob đã ký kết khi ban đầu thực hiện thanh toán. Miễn là điều này được xác nhận trước khi locktime một tuần trong giao dịch B, Alice an toàn nhận được BTC 0.1 của mình bất kể Bob làm gì.
– Nếu Alice từ chối để đăng bất cứ điều gì để làm Bob thất vọng, tất cả Bob cần phải làm là chờ đợi một tuần cho giao dịch B trở thành hợp lệ, và anh ấy sau đó có thể di chuyển tiền từ các kênh chính mình bởi phát sóng giao dịch B, mà Alice đã đăng ký.

Quá trình này là an toàn hơn nếu giao dịch A không thể bị can thiệp bởi một bên thứ ba (thay đổi TXID) nếu không Bob có thể đã tạo ra giao dịch B chỉ để nó trở nên không hợp lệ như giao dịch A thay đổi, do đó cho phép Alice giữ con tin tiền vô thời hạn.

Theo một e-mail mà Satoshi gửi cho nhà phát triển Bitcoin, Mike Hearn, cấu trúc cơ bản này là ý tưởng của Satoshi:
“Khi sử dụng nLockTime là các giao dịch tần số cao giữa một nhóm các bên. Họ có thể tiếp tục cập nhật một tx bằng sự nhất trí thống nhất. Bên đưa tiền sẽ là người đầu tiên ký vào bản kế tiếp. Nếu một bên không đồng ý thay đổi thì trạng thái cuối cùng sẽ được ghi lại tại nLockTime. Nếu muốn, giao dịch mặc định có thể được chuẩn bị sau mỗi phiên bản để các bên n-1 có thể đẩy một bên không phản hồi ra. Các giao dịch trung gian không cần phải được phát sóng. Chỉ có kết quả cuối cùng được ghi lại bởi mạng. Ngay trước khi nLockTime, các bên và một vài nút chứng nhận phát sóng tx nối tiếp cao nhất họ nhìn thấy.

Source: https://lists.linuxfoundation.org/pipermail/bitcoin-dev/2013-April/002417.html

Lightning thực sự hoạt động như thế nào

Cấu trúc thanh toán vi mô (micropayment) này có thể được coi là khối xây dựng cốt lõi của Lightning Network, về cơ bản là một mạng lưới các cấu trúc thanh toán giống như vậy. Các khoản thanh toán tìm thấy một con đường dọc theo các kênh đã kết nối trực tiếp với nhau cho đến khi họ đến được người nhận cuối cùng.

Việc xây dựng kênh được sử dụng trong Lightning dựa trên cấu trúc cơ bản này với các công nghệ tiên tiến và phức tạp hơn. Cấu trúc trên là 1 chiều, trong khi để sử dụng, các thanh toán cần phải được thực hiện ở cả hai chiều. Ví dụ: người ta có thể nghĩ đến việc tạo các kênh thanh toán hai chiều bằng cách xây dựng hai kênh giữa Alice và Bob, mỗi hướng theo chiều ngược lại. Chính xác hơn, Lightning sử dụng phương pháp xây dựng kênh Poon-Dryja. Điều này có yêu cầu về thanh khoản thấp hơn việc chỉ đơn giản thiết lập một mạng lưới các kênh thanh toán đơn phương theo hướng ngược lại, điều này sẽ yêu cầu hai lần số tiền bị khóa bên trong kênh. Tuy nhiên, xây dựng kênh Poon-Dryja có những điểm yếu đáng kể so với cách tiếp cận khác. Kênh Poon-Dryja yêu cầu mỗi bên ký một giao dịch mới mỗi khi kênh được cập nhật (thanh toán được thực hiện), trong khi ngược lại, trong một kênh đơn, chỉ người gửi được yêu cầu ký khi kênh được cập nhật.

Các tính năng khóa cũ có thể được thay thế bằng các chức năng tiên tiến hơn:
– Kiểm tra xác minh thời gian khóa (BIP65) có thể chứng minh rằng output không thể được sử dụng đến một ngày nào đó thay vì đảm bảo chi tiêu cụ thể của output không hợp lệ cho đến ngày nhất định, đó là thời điểm khóa.

– Locktime tương đối (BIP68) có thể thay thế một ngày cụ thể kết thúc với một ngày tương ứng với output tương ứng. Điều này có thể cho phép các kênh thanh toán tiếp tục mở trong thời gian không xác định, với giao dịch đóng cửa kích hoạt một cửa sổ thời gian trong thời gian đó bên kia có khoảng thời gian hữu hạn (ví dụ: hai tuần) để phát hành giao dịch đòi lại và thu hồi khoản tiền.
– Hợp đồng thời gian khóa được mã hóa mã băm hash (HTLC) có thể yêu cầu người nhận thanh toán để cung cấp một chuỗi mà băm đến một giá trị nhất định theo một ngày nhất định hoặc trả lại tiền cho người trả tiền. Cùng một hash này có thể được sử dụng để kích hoạt thanh toán khác trong mạng kênh, cho phép thanh toán được thực hiện qua một chuỗi kênh.

Kết quả Lightning Network và lợi thế của nó

Về lý thuyết Lightning Network cho phép mọi người tham gia trong mạng lưới để làm cho gần giao dịch tức thì và giá rẻ trong tất cả các hướng dẫn bằng cách tìm một con đường giữa các nút. Điều này do đó tránh phát sóng vào mạng Bitcoin, miễn là không có vấn đề, và kết quả trong một mạng có khả năng mở rộng. Kiến trúc thậm chí còn cho phép các hoạt động vi mô và cải thiện sự riêng tư của thanh toán.

Các kênh có thể được mở vô thời hạn do tính năng locktime tương đối và không có rủi ro đối tác; nếu có ai đó cố gắng ăn cắp tiền thông qua việc đóng cửa kênh, thì những người tham gia khác vào giao dịch sẽ có một cửa sổ thời gian quan trọng để phát hành giao dịch trả lại của họ và lấy lại tiền của họ.

Chức năng mạng và trải nghiệm người dùng

Một điều chưa biết là làm thế nào mà con người và doanh nghiệp thực sự sử dụng mạng, và các nhà bình luận dường như có những tầm nhìn khác nhau. Một số người cho rằng Lightning Network đã trở nên phổ biến với các khoản thanh toán nhỏ, với sự phức tạp được xử lý một cách tự động. Những người khác tỏ ra hoài nghi về Lightning, điển hình là các thành phần khác nhau của mạng yêu cầu nhiều công trình xây dựng bằng tay khi hệ thống được sử dụng và trải nghiệm người dùng kém do việc đóng cửa kênh không mong muốn và thời gian sụp mạng của Lightning Network.

Quan điểm hoài nghi của Lightning Quan điểm đầy tham vọng của Lightning
Thiết lập kênh Để thiết lập một kênh Lightning, người dùng phải tự tạo ra một giao dịch trực tuyến đắt tiền mới. Thiết lập một kênh Lightning sẽ là một quá trình liền mạch được xây dựng trong ví và hệ thống hiện có.
Đóng kênh Khi việc thanh toán hoàn tất, người ta cần phải đóng kênh, với giao dịch trực tuyến tốn kém bằng tay. Có thể không cần phải đóng kênh và người dùng có thể giữ tiền túi của họ trong các kênh vô thời hạn hoặc trong một khoảng thời gian dài.
Định tuyến mạng Định tuyến có thể là một vấn đề đáng kể, vì việc tìm kiếm một đường dẫn ngắn giữa các bên là một vấn đề khó giải quyết theo thuật toán. Nếu không có tuyến đường nếu được tìm thấy, người dùng và người bán sẽ phải tham gia vào quá trình rườm rà để lựa chọn một giao dịch trên chuỗi bằng cách thay đổi thủ công quá trình thanh toán. 1. Mạng P2P hiện tại đã yêu cầu một topo mạng và chuyển tiếp tin nhắn, với các nút thường có tám kết nối. Các topo mạng Lightning chỉ đơn giản là một phần mở rộng của điều đó.

2. Định tuyến không phải là một vấn đề đáng kể, vì ngay cả trong các mạng lớn, số bước trung bình của một đường dẫn giữa các người dùng là nhỏ.

3. Ngay cả khi có vấn đề với định tuyến, thanh toán chỉ đơn giản có thể được thực hiện trên dây chuyền mà không có người sử dụng thậm chí nhận thấy sự khác biệt.

4. Một số lượng nhỏ các nhà khai thác kênh lớn có thể ngăn cản các vấn đề định tuyến.

Tập trung các kênh thanh toán Mạng sẽ tập trung quanh một vài trung tâm lớn vì đây là mô hình hiệu quả nhất. Việc tập trung hóa này làm tăng nguy cơ lỗi hệ thống kênh, đó là khi một vài kênh lớn lỗi, dẫn đến một cuộc di cư tối đa đồng thời từ các kênh thanh toán và tắc nghẽn trên dây chuyền, đảm bảo một số không thể thoát khỏi các kênh trước khi hết hạn. Có những biện pháp khuyến khích kinh tế chống lại sự tập trung, bất cứ ai cũng có thể thiết lập một nút vì có rào cản nhập cảnh thấp. Ngoài ra, có một khuyến khích để cắt đứt các nút khác bằng cách tính lệ phí thấp hơn.

Ngay cả khi mạng tập trung quanh một vài hub lớn, Lightning Network vẫn cung cấp một hệ thống hữu ích và thú vị. Bitcoin đã có một số ít các tổ chức lớn như Coinbase đang tạm giữ một số tiền lớn. Theo Lightning, các thực thể không có quyền chăm sóc của quỹ và chỉ đơn thuần là hành động để chuyển tiếp dữ liệu được sử dụng cho thanh toán.

Thanh khoản Các kênh thanh toán sẽ có thanh khoản không đủ và do đó phạm vi thanh toán sẽ bị hạn chế. Thanh toán bằng bất kỳ kích thước hợp lý nào gần như ngay lập tức có thể làm giảm thanh khoản của toàn bộ kênh, như vậy sẽ cần phải tạm ngưng thanh toán Lightning. Người sử dụng sẽ được khuyến khích sử dụng các nút Lightning và cung cấp tính thanh khoản để nhận các khoản phí và mạng sẽ được sử dụng cho các khoản thanh toán nhỏ, nhỏ hơn nhiều so với dung lượng kênh tối đa, đảm bảo đủ khả năng thanh toán.
Yêu cầu trực tuyến khi nhận thanh toán Với giao dịch trên chuỗi, tất cả nhu cầu của người gửi là địa chỉ thanh toán để thực hiện thanh toán và người nhận không cần phải trực tuyến. Ngược lại với điều này, như được giải thích ở trên, trong Lightning, người nhận cần phải ký một giao dịch đòi lại trước khi nhận được khoản thanh toán. Đây là một giới hạn đáng kể và người nhận có nghĩa là người giữ phải giữ chìa khóa riêng của họ để lộ trong ví nóng. Điều này làm cho Lightning không thực tế trong nhiều tình huống, chẳng hạn như thanh toán có giá trị cao, tại các máy ATM, ở các hệ thống PoS cửa hàng hoặc thanh toán cho những người có kết nối Internet hạn chế. Mặc dù người nhận phải trực tuyến để nhận thanh toán, điều này không dẫn đến động lực khác biệt đáng kể đối với hầu hết các khoản thanh toán trên mạng, vì nếu người nhận không trực tuyến, họ không biết hoặc không thể xác minh thanh toán. Cũng không cần thiết là người dùng hoặc thiết bị trực tiếp nhận thanh toán cần lưu trữ các khóa cá nhân. Ví dụ như một cửa hàng tại PoS hoặc máy rút tiền tự động có thể nhận được giao dịch mua lại đã ký qua internet từ trụ sở của công ty trước khi nhận khoản thanh toán, thông tin liên lạc cần thiết khi thực hiện thanh toán.
Yêu cầu tiềm năng để theo dõi kênh Người tham gia Lightning Network có thể được yêu cầu theo dõi các kênh thanh toán và sau đó thực hiện hành động theo một thời hạn nhất định để bảo vệ quỹ của họ. Ví dụ, một giao dịch đòi lại thù địch có thể bắt đầu thời kỳ mà bên kia cũng phải phát hành một giao dịch đòi lại để bảo vệ quỹ của họ, trước thời hạn nhất định. Đây là một gánh nặng đáng kể cho người dùng. Các kênh không cần phải được theo dõi ở tất cả các lần, vì điều này phụ thuộc vào cửa sổ được cung cấp bởi thời gian khóa tương đối. Các dịch vụ giám sát kênh (watchtowers) có thể giảm thiểu rủi ro này bằng cách giám sát các kênh thay mặt cho người dùng: các dịch vụ này có thể cảnh báo người dùng trong trường hợp có giao dịch đòi bồi thường hoặc có thể phát hành lại bản thân, nếu họ đã ký trước và cung cấp trước bởi người dùng.

Trong thực tế, sự thật có thể nằm ở đâu đó giữa hai tầm nhìn này, với mạng có khả năng di chuyển đến tầm nhìn đầy tham vọng hơn theo thời gian. Sự bất đồng này dường như đi xuống là những người hoài nghi lightning nhìn nhận nó như một hệ thống thanh toán phức tạp, không đầy đủ và không thực tế dựa trên hệ thống xây dựng kênh một mình. Những người đề xướng xem Lightning là một khối xây dựng có thể mở rộng cho lớp 2 trên đầu trang blockchain của Bitcoin, và cuối cùng sẽ được bổ sung bằng ví, hệ thống thanh toán và các công ty phục vụ kênh, dẫn đến trải nghiệm người dùng đơn giản và liên tục. Cuối cùng, ví có thể giao tiếp với nhau và sau đó tự động quyết định phương pháp thanh toán nào là tốt nhất, trên mạng hay phương pháp thực tế nhất thông qua Lightning, mà không có người dùng thậm chí biết hoặc quan tâm.

Các nguy cơ bảo mật tăng lên của Lightning
– Yêu cầu trực tuyến khi nhận thanh toán: Như đã giải thích ở trên, trước khi nhận khoản thanh toán, người nhận cần phải ký một giao dịch đòi lại để người gửi biết họ có thể đòi lại tiền trong trường hợp đóng cửa kênh thù địch hoặc từ chối ký. Do đó, để nhận tiền cần một ví tiền nóng, có nghĩa là các khóa cá nhân có thể bị phơi nhiễm nếu xảy ra sự cố bảo mật.
– Yêu cầu giám sát kênh: Người tham gia Lightning Network có thể được yêu cầu chủ động theo dõi các kênh thanh toán. Điều này đặt một gánh nặng cho người sử dụng và làm giảm sự an toàn của các quỹ trong một kênh liên quan đến Bitcoin được lưu trữ trên mạng. Có nguy cơ bị thiếu thời hạn giao dịch đòi lại, hoặc do không theo dõi kênh thích hợp hoặc có thể do tắc nghẽn mạng trên mạng.
– Người khai thác mỏ có thể kiểm duyệt các giao dịch đóng kênh: 51% hashrate có thể có khả năng ăn cắp tiền từ người sử dụng Lightning bằng cách kiểm duyệt một giao dịch đóng cửa kênh, đó là các miner. Mặc dù những hậu quả tiềm tàng của loại tấn công này đã tàn phá mà không có Lightning. Hệ thống Lightning có thể cung cấp cho các thợ mỏ thù địch một bề mặt tấn công lớn hơn một chút.

Mặc dù mỗi yếu tố trên có thể không quan trọng nhưng cần phải có khả năng để lộ chìa khóa cá nhân của mình vào Internet khi nhận thanh toán, nguy cơ đóng cửa kênh thù địch và nguy cơ các cuộc mua lại kênh trả tiền cho người khai thác mỏ, an ninh kém hơn đáng kể, theo quan điểm của chúng tôi – mặc dù tất cả những rủi ro này có thể được quản lý đến một mức độ nào đó.
Có nguy cơ người lười biếng hoặc người sử dụng thông tin kém giữ được nhiều tiền trong một kênh và các quỹ bị mất hoặc đánh cắp do một trong những kịch bản lỗi. Cũng có nguy cơ biến động giá cả dẫn đến việc người dùng giữ nhiều tiền hơn trong các kênh thanh toán hơn mức dự tính.

Kết luận

Theo quan điểm của chúng tôi, Lightning Network dường như có khả năng cung cấp các cải tiến đáng kể và cải tiến liên quan đến khả năng mở rộng. Do đó tốc độ giao dịch và tỷ lệ phí giao dịch sẽ cải thiện đáng kể mà không ảnh hưởng đến an ninh cơ bản của giao thức chính. Tuy nhiên, các đặc tính an ninh kém hơn liên quan đến thanh toán của Lightning có thể khiến Lightning Network không phù hợp với các khoản thanh toán lớn hơn (hoặc ít nhất là thiếu trách nhiệm nếu sử dụng cho các khoản thanh toán lớn hơn). Các dòng đầu cơ và đầu tư, đòi hỏi những khoản thanh toán lớn hơn, hiện nay dường như là động lực chính trong không gian bí mật, với khối lượng các khoản thanh toán nhỏ lẻ tương đối nhỏ so với so sánh. Bởi vì điều đó, Lightning có thể không phải là lớn của một người thay đổi trò chơi như một số tưởng tượng, ít nhất là trong trung hạn. Mặc dù những người đam mê dường như chấp nhận công nghệ này một cách nhanh chóng, việc áp dụng rộng rãi có thể mất nhiều thời gian.

Nguồn: 

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s