Перейти к основному содержимому

Lightning Network и решения второго уровня

Проблема масштабируемости блокчейна​

Первые блокчейны, включая Bitcoin, изначально проектировались с приоритетом безопасности и децентрализации. Это привело к ограниченной пропускной способности сети и относительно высокой задержке подтверждения транзакций.

По мере роста популярности блокчейна стало очевидно, что для массового использования требуются дополнительные решения, позволяющие увеличить скорость и снизить стоимость транзакций. Именно здесь на помощь приходят концепции Layer 2 (L2) — надстройки над базовым блокчейном, которые сохраняют безопасность основного протокола, но позволяют проводить множество операций вне него, сокращая нагрузку и стоимость транзакций.

Концепция Lightning Network​

Lightning Network — это протокол второго уровня (L2), предложенный в 2015 году, который работает поверх блокчейна Bitcoin. Его основная идея заключается в переносе большинства транзакций за пределы основного блокчейна при сохранении его безопасности. Таким образом, Lightning Network является конкретной реализацией L2 для масштабирования Bitcoin.

Lightning Network не заменяет блокчейн, а дополняет его, снижая нагрузку на основную сеть и позволяя быстрее и дешевле обрабатывать платежи.

Терминологическое пояснение: Layer 1 и Layer 2

Layer 1 (L1) — это базовый блокчейн-протокол, который:

  • обеспечивает консенсус между участниками сети,
  • хранит полную историю транзакций,
  • отвечает за финальную фиксацию данных и безопасность системы.

Примерами Layer 1 являются Bitcoin, Ethereum и другие публичные блокчейны.

Layer 2 (L2) — это надстроенные решения, работающие поверх Layer 1, которые:

  • выполняют транзакции или изменения состояния вне основного блокчейна,
  • периодически фиксируют итоговое состояние в Layer 1,
  • наследуют безопасность базового протокола.

Примерами Layer 2 являются Lightning Network, Base, Arbitrum и другие решения.

Ключевое различие:
Layer 1 отвечает за безопасность и консенсус, а Layer 2 — оптимизирует производительность и стоимость операций. Концепции Layer 3 как дополнительный слой ускорения и удешевления обсуждаются, но на текущий момент такие решения слабо распространены.

Платёжные каналы​

Основным элементом Lightning Network являются двусторонние платёжные каналы. Для открытия канала стороны создают специальную транзакцию в блокчейне Bitcoin и блокируют в ней определённое количество средств.

После открытия канала участники могут совершать множество транзакций между собой вне базового блокчейна. Эти транзакции затем агрегируются и периодически фиксируются в Layer 1, что снижает нагрузку на сеть и экономит комиссии.

Работа сети платёжных каналов​

Платёжные каналы образуют сеть, в которой пользователи могут отправлять средства даже тем участникам, с которыми у них нет прямого канала. Платёж проходит через цепочку промежуточных узлов, если в сети существует маршрут с достаточной ликвидностью.

Узлы Lightning Network выполняют функцию платёжных посредников и обеспечивают маршрутизацию транзакций, сохраняя согласованность и безопасность системы.

Закрытие каналов и финализация​

Платёжный канал может быть закрыт в любой момент. При закрытии в блокчейн транслируется только итоговое состояние канала, отражающее все предыдущие операции.

Таким образом, множество транзакций L2 агрегируются в одну запись в блокчейне, обеспечивая масштабируемость и экономию ресурсов.

Преимущества и ограничения Lightning Network​

Преимущества:

  • высокая скорость транзакций,
  • низкие комиссии,
  • снижение нагрузки на блокчейн.

Ограничения:

  • необходимость онлайн-доступа получателя,
  • ограниченная ликвидность каналов,
  • сложность инфраструктуры.

Краткий вывод​

Lightning Network является важным этапом развития блокчейна Bitcoin, демонстрируя возможность масштабирования без изменения базового протокола. Реализация решений второго уровня (L2) позволяет проводить операции быстрее и дешевле, сохраняя безопасность базового блокчейна. Несмотря на ограничения, L2 оказала значительное влияние на развитие всей криптоиндустрии.