(50/50) Концепция Lightning Network

20 октября первое приложение с пользовательским интерфейсом для проведения Lightning Network транзакций перешло в стадию альфа-тестирования. На фоне этой новости курс биткоина впервые преодолел отметку в 6000$. В этой статье я постараюсь объяснить, почему технология Lightning Network так важна для крипто-сообщества.

Lightning Network позволяет проводить моментальные транзакции без комиссий без взаимодействия с блокчейном. Рассмотрим технологию на примере Алисы (А) и Боба (Б).

Для проведения Lightning Network транзакций, А и Б должны предварительно создать общий сейф и пополнить его. Допустим, А и Б создали общий сейф, пополнив его на 5 BTC каждый. При создании сейфа была сформирована транзакция-обязательство (ТО), которая хранит инфомацию о том, сколько BTC кому принадлежит. Сейчас каждому принадлежит по 5 BTC, поэтому запишем ТО как ТО(5а, 5б). Если ТО загрузить в блокчейн, то сейф раскроется, и каждому достанется по 5 BTC. ТО подписывается и А, и Б, и хранится у каждого, т.е. любой из них может загрузить её в блокчейн.

Предположим, что А оплатила Б за какой-либо товар 3 BTC. ТО(5а, 5б) меняется на ТО(2а, 8б). Теперь если ТО будет загружена в блокчейн, то А получит 2 BTC, а Б 8 BTC. Для обмена мы не взаимодействовали с блокчейном, а лишь поменяли текст в ТО. Наша транзакция была ограничена лишь скоростью интернет соединения между А и Б.

Но А может загрузить и старую ТО в сеть, получив 5 BTC вместо 2. Для предотвращения таких ситуаций, в ТО добавляется блокировка средств по времени (timelock). Если А загрузит ТО в сеть, то BTC она получит лишь через 48 часов (условно). В течение этих 48 часов Б может "оштрафовать" А, получив все 10 BTC. Также и с Б, если он загрузит ТО в сеть, в течение 48 часов его сможет оштрафовать А.

Для предотвращения ожидания и штрафов, в тот момент, когда А и Б согласуют вывод, они формируют ТО без timelock'а, и сразу загружают её в блокчейн. Каждый получит свою долю.

Моментальные сделки между двумя участниками это хорошо, но не имеет смысла без масштабирования. Предположим, у А и Б создан общий сейф, с ТО1(5а, 5б). Также у Б и Вэнди (В) есть общий сейф с ТО2(5б, 5в). Как А передать В 1 BTC, не взаимодействуя с блокчейном и не создавая новый сейф?

Для проведения такой операции получатель (В) должна сгенерировать случайное число х, и посчитать число h=H(x), где H() - необратимая хэш функция.

Для тех, кто не в курсе, что такое хэш, объясню на простом примере: возьмём в качестве ключа случайный мобильный телефон 79123456789. Сложим все цифры номера: 7+9+1+2+3+4+5+6+7+8+9 = 61. Сложим 6+1 = 7. Хэш нашего номера равен 7. В данном случае невозможно получить из хэша ключ, но человек, знающий хэш, может проверить, верный ли мы ключ ему передали. Используя этот алгоритм, мы можем получить ровно такой же хэш и из другого ключа, поэтому на деле используются более сложные алгоритмы.

B отправляет А число h, после чего А переделывает ТО1(5а, 5б) => ТО1(4а, 5б, 1). Этот 1 BTC достанется Б, если Б сообщит А число х. Б в свою очередь делает то же самое с ТС2(5б, 5в) => ТС2(4б, 5в, 1), где 1 BTC достанется В, если В сообщит Б число х. Так как А и Б знают h, они могут проверить, верно ли число х.