La lightning network è una tecnologia di secondo livello applicata al Bitcoin che utilizza canali di micropagamento per ridimensionare la capacità della sua blockchain di condurre transazioni in modo più efficiente. Le transazioni condotte sulla lightning network sono più veloci, meno costose effettuate off-chain (ovvero operazioni effettuate tra utenti e non direttamente sulla blockchina) e più prontamente confermate rispetto a quelle condotte sulla blockchain Bitcoin (ovvero, on-chain).

Un canale Lightning Network dunuqe, è un metodo di transazione a due parti in cui i soggetti possono effettuare o ricevere pagamenti l’uno dall’altro. Denominato livello due, questa tecnologia migliora la scalabilità delle applicazioni blockchain gestendo le transazioni al di fuori della rete principale blockchain (livello uno), beneficiando comunque del potente paradigma di sicurezza decentralizzato della rete principale.

Togliendo le transazioni dalla blockchain principale e rendendole off-chain, la rete lightning è stata progettata per decongestionare la blockchain bitcoin e ridurre le commissioni di transazione associate. La rete Lightning può essere utilizzata anche per condurre altri tipi di transazioni off-chain che coinvolgono scambi tra criptovalute.

Ad esempio, è utile per facilitare gli “scambi atomici” che consentono di scambiare una criptovaluta con un’altra senza il coinvolgimento di un intermediario, come gli Exchange (vedi la nostra guida su Nexo per ottenere 25$ di bonus in BTC con i migliori interessi passivi) di criptovalute.

Le transazioni per il futuro

• Pagamenti istantanei: Pagamenti blockchain velocissimi senza preoccuparsi dei tempi di conferma dei blocchi. La sicurezza è garantita da contratti intelligenti blockchain senza creare una transazione su blockchain per i pagamenti individuali. Velocità di pagamento misurata da millisecondi a secondi.
• Scalabilità: Capace di effettuare da milioni a miliardi di transazioni al secondo, la capacità spazza via le vecchie linee di pagamento di molti ordini di grandezza.
• Basso costo: Effettuando transazioni e regolando fuori blockchain, la rete Lightning consente commissioni eccezionalmente basse, il che consente casi d’uso emergenti come i micropagamenti istantanei quotidiani.
• Blockchain incrociate: Gli swap cross-chain possono verificarsi istantaneamente off-chain con regole di consenso blockchain eterogenee. Finché le catene possono supportare la stessa funzione di hash crittografico, è possibile effettuare transazioni attraverso blockchain senza fiducia in custodi di terze parti.

La rete Lightning come nasce?

La rete lightning è stata proposta per la prima volta da Joseph Poon e Thaddeus Dryja nel 2015 ed è in fase di sviluppo da allora con l’obbiettivo di risolvere il tempo di transazioni “lente” e il throughput massimo di bitcoin. Se davvero Bitcoin vuole diventare un mezzo per le transazioni quotidiane ,BTC dovrà raggiungere decine o centinaia di migliaia di transazioni al secondo, simili alle carte di credito o alle reti di pagamenti elettronici.

A causa della natura della sua tecnologia decentralizzata che richiede il consenso di tutti i nodi all’interno della sua rete livello 1, bitcoin soffre di tali problemi nel suo stato attuale.

L’approvazione e l’archiviazione delle transazioni diventeranno costose e richiederanno molto tempo se i numeri sulla rete di bitcoin si moltiplicano esponenzialmente. Un aumento del numero di transazioni richiede anche un miglioramento di ordini di grandezza nella potenza di elaborazione dei computer necessari per eseguire transazioni che coinvolgono bitcoin.

Inoltre, l’energia necessaria per calcolare queste informazioni sarebbe enorme, rendendo proibitivo il mantenimento di bitcoin per le transazioni quotidiane.

La lightning network ha l’obbiettivo di risolvere il problema del ridimensionamento creando un secondo livello sulla blockchain principale di bitcoin. Quel secondo livello è costituito da più canali di pagamento tra parti o utenti bitcoin. Un canale lightning network è un meccanismo di transazione tra due parti. Utilizzando i canali, le parti possono effettuare o ricevere pagamenti direttamente l’una dall’altra.

Queste transazioni vengono elaborate in modo diverso rispetto alle transazioni standard che si verificano sulla blockchain di bitcoin e vengono aggiornati solo sulla blockchain principale quando due parti aprono e chiudono un canale.

Tra queste due parti, esse possono trasferire fondi tra loro all’infinito senza informare la blockchain principale delle loro attività. Questo approccio accelera notevolmente la velocità di una transazione perché non tutte le transazioni devono essere approvate da tutti i nodi all’interno di una blockchain. I singoli canali di pagamento tra le varie parti si combinano per formare una rete di nodi fulminei che possono instradare le transazioni tra di loro.

Le interconnessioni tra i vari canali di pagamento danno vita al Lightning Network.

Come funziona la Lightning Network?

Supponiamo che Nicolò apre un canale con la sua caffetteria preferita e deposita $ 100 in bitcoin. Le sue transazioni con la caffetteria sono istantanee perché ha un canale diretto con essa.

Chiara, che ha un altro canale aperto con il negozio di alimentari che visita più frequentemente, ma compra anche il caffè dalla caffetteria di Nicolò. La connessione tra Nicolò, la caffetteria e Chiara assicura che Nicolò possa utilizzare i fondi dal suo saldo con la caffetteria per acquistare generi alimentari dal negozio di Chiara. Allo stesso modo, Chiara può utilizzare il saldo del suo negozio di alimentari per condurre transazioni con le aziende nella rete di Nicolò.

Se Chiara chiude il suo canale con il negozio della farmacia precedentemente aperto (e non ci sono altri clienti in comune tra la farmacia ed il negozio alimentare), allora Chiara dovrà aprire un altro canale con la farmacia per fare altri acquisti lì. In questo modo, viene creata una rete di transazioni e instradata tra più nodi Lightning in modo decentralizzato.

A un livello più tecnico, la rete Lightning utilizza contratti intelligenti e script multi-firma per implementare la sua visione. Una transazione iniziale, chiamata transazione di finanziamento, viene creata quando una o entrambe le parti finanziano un canale. In un tipico ambiente multi-firma, vengono inizialmente scambiate due chiavi principali (una pubblica e l’altra privata). Lo scambio facilita l’accesso e la spesa dei fondi.

Nel caso di un nodo Lightning, invece, le firme non vengono scambiate. Questo viene fatto per evitare che la spesa delle transazioni di finanziamento venga riconosciuta dalla blockchain principale. Invece, le due parti si scambiano un’unica chiave che viene utilizzata per convalidare le transazioni di spesa (chiamate anche transazioni di impegno) tra di loro.

Le due parti possono condurre transazioni di impegno infinite tra loro e altri nodi sulla lightning network. Scambiano le loro chiavi principali solo quando il canale tra di loro è chiuso.

Quali sono i costi per l’utilizzo di Lightning Network?

Ovviamente ci sono dei costi, ovvero delle commissioni di transazione associate all’utilizzo della rete Lightning ma sono molto più basse rispetto ali costi di transazione di livello 1. Sono una combinazione di spese di “instradamento per l’instradamento” (tra canal9) delle informazioni di pagamento tra i nodi lightning e le spese di transazione di bitcoin per aprire e chiudere i canali.

I difetti della Lightning Network

Non risolve completamente il problema delle commissioni di transazione di Bitcoin

la Lightning Network è spesso pubblicizzata come una soluzione al problema delle commissioni di transazione di bitcoin. I suoi sostenitori affermano che le commissioni di transazione, che è una delle conseguenze dirette della rete intasata di Bitcoin, diminuiranno dopo che la tecnologia avrà eliminato le transazioni dalla blockchain principale. Ma la congestione di bitcoin è uno dei tanti fattori che influenzano le sue commissioni di transazione.

Inoltre, la commissione della criptovaluta stessa è una componente importante dei costi complessivi della Lightning Network.

Costi di apertura e chiusura del canale
In particolare, ci sono due parti di costo. La prima parte consiste in una commissione equivalente alle spese di transazione di Bitcoin per aprire e chiudere canali Lightning. Sebbene la rete Lightning consenta pagamenti tra due parti, è necessario effettuare una transazione di apertura o un deposito tramite catena di livello 1. Le due parti possono quindi elaborare più transazioni tra loro, ma una volta che la fattura sarà saldata, devono registrare una transazione di chiusura per l’importo regolato sulla blockchain.

Tariffe di instradamento (canale – canale)
Oltre alle commissioni di transazione per aprire e chiudere i canali, è prevista una commissione di routing separata per trasferire i pagamenti tra i canali. Poiché le tariffe per la rete Lightning sono piuttosto basse, in teoria dovrebbe attirare più partecipanti. Tuttavia, se le tariffe sono così basse per l’instradamento dei pagamenti tra i nodi, potrebbe non esserci alcun incentivo per i nodi a facilitare i pagamenti. Inoltre, poiché le aziende adottano la rete Lightning come metodo di pagamento, potrebbero anche addebitare commissioni

Rimanere sempre online rende i nodi suscettibili

I nodi sulla rete Lightning di Bitcoin devono essere sempre online per inviare e ricevere pagamenti. Poiché le parti coinvolte nella transazione devono essere online e utilizzare le proprie chiavi private per accedere, è possibile che le monete vengano rubate se il computer che contiene le chiavi private è stato compromesso. Tuttavia, però la conservazione a freddo delle monete, che è considerata il metodo più sicuro per archiviare le criptovalute, è possibile anche sulla Lightning Network.

Attacchi dannosi
Un altro rischio per la rete è la congestione causata da un attacco dannoso. Se i canali di pagamento diventassero congestionati e c’è un attacco dannoso in atto, i partecipanti potrebbero non essere in grado di recuperare i loro soldi abbastanza velocemente a causa della congestione. Se un malintenzionato creerebbe numerosi canali forzandoli a scadere tutti contemporaneamente, manderebbero la blockchain in congestione, causando un forte rallentamento.

Un utente malintenzionato potrebbe utilizzare la congestione per rubare fondi a parti che non sono in grado di prelevare i propri fondi a causa della congestione.

Il futuro della Lightning Network di Bitcoin

L’obbiettivo della rete Lightning di Bitcoin è quello di aumentare la scalabilità riducendo contemporaneamente le commissioni di transazione. Tuttavia, il team  che sta sviluppando la tecnologia ha incorporato nuovi casi d’uso e ha ricercato funzionalità aggiuntive. Di conseguenza, ci sono stati sviluppi significativi che miglioreranno sicuramente la rete nei prossimi anni.

Pagamenti più grandi tramite Lightning Network
Lightning aveva inizialmente limitato le dimensioni del canale a un massimo di 0,1677 BTC, ma nel 2020 è stato annunciato che i vincoli verranno rimossi in modo che i clienti potranno avere canali più grandi. Questi canali “Wumbo” sono progettati per aumentare l’utilizzo e l’utilità di Lightning Network per consumatori e aziende.

Gli Exchange di criptovalute
Uno dei casi d’uso iniziali più promettenti che emergono riguarda gli exchange. A metà del 2021, l’Exchange Binance e Kraken hanno annunciato che inizieranno a supportare Lightning Network nei prossimi mesi. All’inizio, saranno consentiti solo i prelievi, ma i canali di pagamento potrebbero diventare possibili in modo che le transazioni Lightning possano essere eseguite direttamente sugli Exchange.

Le torre di guardia
Le torri di guardia sono terze parti che funzionano sui nodi per prevenire le frodi all’interno di Lightning Network. Ad esempio, se Tizio e Caio stanno effettuando una transazione e uno di loro ha intenti dannosi, potrebbero essere in grado di rubare le monete all’altro partecipante. Diciamo che Tizio e Caio hanno effettuato un deposito iniziale di 10.000 bitcoin e ha avuto luogo una transazione di 3.000 in cui Tizio ha acquistato beni da Caio.

Se Caio si disconnette dal suo sistema, è aperto a possibili frodi. Tizio potrebbe trasmettere lo stato iniziale, il che significa che entrambi ottengono i loro depositi iniziali come se non fossero state effettuate transazioni. In altre parole, Tizio avrebbe ricevuto beni per un valore di 3.000 BTC gratuitamente.

Questo processo di chiusura del canale in base allo stato iniziale rispetto allo stato finale in cui sono state eseguite tutte le transazioni è chiamato chiusura fraudolenta del canale. La torre di guardia o una terza parte può monitorare le transazioni e aiutare a prevenire la chiusura fraudolenta del canale.

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