Lightning Network là một giao thức ngoài chuỗi nhằm giải quyết các vấn đề về khả năng mở rộng của Bitcoin ( BTC ). Các giải pháp ngoại tuyến, đôi khi được gọi là giải pháp lớp hai, cho phép người dùng tạo các kênh thanh toán ngang hàng với nhau.
Nói chung, các kênh thanh toán ngoài chuỗi dành cho các giao dịch Bitcoin nhỏ hơn như mua cà phê. Trên kênh thanh toán, các giao dịch không làm tắc nghẽn mạng chính và thay vào đó, trình xác thực có thể tập trung vào các giao dịch quan trọng hơn.
Sự tập trung của mạng Bitcoin vào các giao dịch quan trọng là rất quan trọng, vì blockchain chỉ có thể xác nhận một lượng nhỏ bảy giao dịch mỗi giây (TPS). Để tham khảo, Visa có thể quản lý hơn 47.000 giao dịch mỗi giây. Lightning Network có khả năng mang TPS của Bitcoin gần hơn với TPS.
Lightning Network mang đến các vấn đề riêng của nó như yêu cầu ví cụ thể hoặc việc triển khai ngẫu nhiên lỗi lừa đảo giao dịch. Tuy nhiên, ngay cả với những nhược điểm như vậy đối với Lightning Network, trường hợp sử dụng của giao thức không thể bị phủ nhận. Lightning Network là một lớp bổ sung của chuỗi khối Bitcoin sử dụng các kênh thanh toán hai chiều, cho phép người dùng giao dịch với nhau với các khoản phí thấp và chỉ các giao dịch đầu tiên và cuối cùng được ghi lại trên chuỗi khối Bitcoin sau khi các bên đóng kênh. Người dùng trong một kênh thanh toán có thể thực hiện bao nhiêu giao dịch tùy thích và họ có thể thực hiện nhanh chóng với mức giá thấp.
Mục tiêu của Lightning Network là giảm tắc nghẽn chuỗi khối của Bitcoin và đạt được các giao dịch nhanh chóng bằng cách loại bỏ nhu cầu người dùng phải đợi giao dịch được hoàn thành. Những người tham gia trên Lightning Network có thể thực hiện các giao dịch mà không cần biết hoặc tin tưởng lẫn nhau.
Việc loại bỏ các giao dịch nhỏ hơn khỏi mạng chính đảm bảo số lượng TPS cao hơn và giúp người dùng không phải trả phí cắt cổ cho một giao dịch Bitcoin nhỏ.
Mặc dù Lightning Network được tạo ra để giải quyết vấn đề về khả năng mở rộng của Bitcoin, nhưng nó đang được một số loại tiền điện tử và altcoin khác xem xét để cải thiện khả năng mở rộng của chính chúng. Một số dự án như Litecoin ( LTC ) có phiên bản chuyên biệt của Mạng Lightning của Bitcoin. Những người khác như Ethereum có các giải pháp độc đáo lấy cảm hứng từ Lightning Network với một vài điểm khác biệt chính.
Sơ lược về lịch sử của Lightning Network
Thaddeus Dryja và Joseph Poon, hai nhà nghiên cứu đang tìm cách giải quyết các vấn đề về khả năng mở rộng của Bitcoin, đã đề xuất Lightning Network vào năm 2015. Trong một bài báo có tiêu đề “The Bitcoin Lightning Network”, các nhà nghiên cứu đã đi sâu vào một khái niệm gọi là kênh thanh toán ban đầu được thảo luận bởi người sáng lập ẩn danh của Bitcoin, Satoshi Nakamoto.
Các kênh thanh toán là các đường hầm ngang hàng (P2P) ngoài chuỗi cho phép hai bên không đáng tin cậy gửi tiền qua lại mà không làm nghẽn chuỗi chính. Các kênh hướng đến các giao dịch nhỏ hơn như thanh toán một ly cà phê bằng Bitcoin. Ví dụ: khi mở một kênh giữa khách hàng và siêu thị, hai bên có thể gửi ngay lập tức số lượng Bitcoin không giới hạn cho nhau với phí giao dịch tối thiểu.
Lưu trữ các giao dịch nhỏ ngoài chuỗi để lại chỗ cho các giao dịch quan trọng hơn trên chuỗi chính, vì các thợ đào Bitcoin có xu hướng xác thực các giao dịch quan trọng hơn để kiếm được phần thưởng lớn hơn. Trước khi có các kênh thanh toán, các giao dịch nhỏ hơn sẽ mất hàng giờ để xác thực, vì chúng mang lại ít giá trị cho các thợ đào.
Việc mở kênh được thể hiện bằng một giao dịch trên chuỗi chính. Tất cả các giao dịch trong kênh được giữ ngoài chuỗi cho đến khi một bên quyết định đóng kênh, hợp nhất tất cả các giao dịch của mình thành một và cam kết với chuỗi chính.
Mặc dù Lightning Network dường như là một triển khai lý tưởng theo đề xuất của nó vào năm 2015, nhưng mạng Bitcoin không thể xử lý việc nâng cấp cho đến khi triển khai Segregated Witness (SegWit) thông qua một soft fork, phải đến năm 2017. SegWit mới được nâng cấp lên mạng Bitcoin cung cấp nhiều không gian hơn cho các giao dịch trong mỗi khối Bitcoin và loại bỏ một lỗi cho phép người dùng giả mạo các giao dịch.
Để thúc đẩy sự phát triển của Lightning Network về phía trước, Dryja và Poon đã thành lập Lightning Labs vào năm 2016. Tuy nhiên, phải đến năm 2018 khi Lightning Labs tung ra phiên bản beta của Lightning Network trên chuỗi chính của Bitcoin. Những người đam mê Bitcoin khác như người sáng lập Twitter Jack Dorsey cũng dành các nguồn lực cho Lightning Network.
Tầm quan trọng của Lightning Network đối với Bitcoin
Mặc dù Bitcoin được coi là một công cụ hỗ trợ thanh toán tức thì trên toàn cầu, nhưng mạng lưới này phải vật lộn với thời gian giao dịch chậm và phí cao. Lightning Network, mặc dù không phải là một phương pháp khắc phục hoàn hảo, nhưng là một bước tiến đối với tầm nhìn ban đầu của Bitcoin.
Việc triển khai Lightning Network của Lightning Labs đang mở đường cho một thế giới mà bất kỳ ai cũng có thể dễ dàng sử dụng Bitcoin cho các giao dịch hàng ngày. Mặc dù ngoài chuỗi hiện tại, Lightning Network có thể khai thác các giao thức bảo mật của Bitcoin, vì vậy người dùng không phải hy sinh khả năng bảo vệ cho tiện ích.
Kể từ khi Lightning Network ra mắt, các nhà phát triển đã phát hành các ứng dụng và ví cờ bạc đặc biệt khai thác sức mạnh của các giao dịch nhanh hơn và rẻ hơn. Các sàn giao dịch tiền điện tử tích hợp hỗ trợ Lightning Network, đảm bảo rằng người dùng có thể rút và chuyển số lượng Bitcoin nhỏ hơn mà không phải trả phí cắt cổ. Hơn nữa, số Bitcoin trị giá 110 triệu đô la bị khóa vào Lightning Network, theo DappRadar, có nghĩa là mọi người đang sử dụng mạng ở mức độ lớn. Người dùng bị ràng buộc phải khóa nhiều tiền hơn nữa vào Lightning Network khi công nghệ phát triển.
Có lẽ yếu tố thú vị nhất là các nhà phát triển khai thác việc triển khai Lightning Network của Bitcoin và tích hợp nó vào các dự án blockchain khác, được gọi là altcoin. Các chuyên gia tiền điện tử cho rằng việc triển khai Lightning Network trong các altcoin là không cần thiết, vì ngay từ đầu, nhiều loại được thiết kế để nhanh hơn và rẻ hơn so với Bitcoin. Mặt khác, Bitcoin được hỗ trợ bởi Lightning Network có thể khiến nhiều loại altcoin khác nhau trở nên lỗi thời. Rốt cuộc, nếu Bitcoin đột nhiên nhanh hơn và rẻ hơn các tài sản cạnh tranh, thì việc thêm Lightning Network vào các altcoin có thể là vô ích. Bất kể, các dự án altcoin đang nỗ lực để triển khai Lightning Network hoặc một số biến thể của nó.
Sự mở rộng của Lightning Network sang các mạng blockchain khác
Altcoin là bất kỳ loại tiền điện tử nào khác không phải là Bitcoin. Nói chung, các altcoin là các sản phẩm thay thế cho Bitcoin nhằm che đậy các lỗi hoặc hạn chế của chuỗi khối Bitcoin. Ethereum, Litecoin, Dogecoin và mọi loại tiền điện tử khác là một loại tiền thay thế. Nhiều altcoin đã điều chỉnh công nghệ Lightning Network của Bitcoin vào mạng của riêng họ, với Lightning Labs đã tự triển khai Lightning Network trong một số dự án.
Khi Lightning Labs ra mắt Lightning Network trên Bitcoin, nhóm cũng đã khởi chạy nó trên Litecoin. Ra mắt Lightning Network trên Litecoin là một sự mở rộng tương đối đơn giản đối với Lightning Labs, coi Litecoin là một nhánh của Bitcoin, có nghĩa là chúng chia sẻ một cơ sở hạ tầng tương tự. Litecoin đã tích hợp SegWit vào năm 2017, cung cấp cho nó kích thước khối lớn hơn. Kích thước khối Bitcoin lớn hơn có nghĩa là nhiều giao dịch hơn có thể phù hợp với mỗi khối. Nhiều giao dịch hơn trong mỗi khối Bitcoin dẫn đến nhiều giao dịch được xác thực cùng một lúc và tổng TPS cao hơn.
Những người đam mê tiền điện tử lập luận rằng việc triển khai Lightning Network của Litecoin là vô ích, vì blockchain đã tạo điều kiện cho các giao dịch rẻ hơn và nhanh hơn so với Bitcoin.
Tuy nhiên, việc mở rộng Lightning Network không chỉ dừng lại ở Litecoin. Các kênh thanh toán ngoài chuỗi của Lightning Network đã được chứng minh là cực kỳ hữu ích, với nhiều blockchain khác áp dụng giao thức theo cách riêng của họ.
Các loại tiền thay thế có hỗ trợ Lightning Network
Trước khi thảo luận về việc triển khai Lightning Network với các altcoin, điều cần thiết là phải hiểu sự phụ thuộc của ngành công nghiệp tiền điện tử vào các tài sản thay thế so với Bitcoin.
Hàng nghìn altcoin tồn tại trên thị trường tiền điện tử. Nhiều lựa chọn thay thế nhằm giải quyết các vấn đề về khả năng mở rộng của Bitcoin thông qua kích thước khối lớn hơn hoặc một phương pháp đồng thuận khác như bằng chứng cổ phần (PoS). Các altcoin khác cho phép thử nghiệm blockchain mà không làm thay đổi mã lõi của Bitcoin.
Các trò chơi dựa trên chuỗi khối, nền tảng cờ bạc, hệ thống quản trị và nền tảng chuỗi cung ứng tồn tại nhờ các altcoin, trong số các trường hợp sử dụng khác. Ví dụ, Ethereum có hàng nghìn nhà phát triển thử nghiệm với các altcoin bằng cách xây dựng các ứng dụng phi tập trung (DApps) thay thế các hoạt động tài chính truyền thống như sử dụng ngân hàng để cho vay tiền. Cho ngân hàng vay tiền có nghĩa là tổ chức sẽ cắt giảm bất kỳ khoản lãi nào kiếm được. DApps cắt đứt ngân hàng, có nghĩa là những kẻ thất bại kiếm được nhiều tiền lãi hơn từ tiền của họ.
Nhiều DApp không thể thực hiện được trên Bitcoin do hạn chế về khả năng mở rộng và thiếu công nghệ tiền điện tử hiện đại như hợp đồng thông minh . Các nhà phát triển đã giới thiệu các mạng như Ethereum để bù đắp cho việc Bitcoin thiếu khả năng hợp đồng thông minh.
Giờ đây, các mạng thay thế cũng đang vay mượn khái niệm Lightning Network của Bitcoin. Mỗi altcoin trong danh sách này có triển khai Lightning Network của Lightning Labs hoặc sự lặp lại của công nghệ tương tự.
Litecoin
Bản nâng cấp SegWit năm 2017 của Litecoin đã mở đường cho việc triển khai Lightning Network. Kể từ khi Lightning Labs ra mắt giao thức trên Litecoin, mạng blockchain đã có tốc độ giao dịch thậm chí còn nhanh hơn và phí thấp hơn trước.
Việc triển khai Lightning Network trong cả Bitcoin và Litecoin cũng cho phép hoán đổi tiền điện tử giữa hai mạng. Việc triển khai Lightning Network vào Litecoin tuân theo một quy trình tương tự như Bitcoin. Litecoin và Bitcoin chia sẻ kiến trúc giống hệt nhau vì cái trước là một nhánh của cái sau.
Việc triển khai Lightning Network cũng đã giới thiệu hoán đổi nguyên tử, cho phép các nhà giao dịch hoán đổi Bitcoin của họ thành số lượng Litecoin tương đương. Hai mạng blockchain tương tác theo cách như vậy được gọi là khả năng tương tác. Với Lightning Network, một phiên bản hoán đổi nguyên tử được sửa đổi cho phép người dùng hoán đổi tiền điện tử giữa các kênh thanh toán ngoài chuỗi thay vì trên mạng chính. Hoán đổi kênh thanh toán nhanh hơn và rẻ hơn so với hoán đổi nguyên tử truyền thống, cải thiện khái niệm khả năng tương tác của tiền điện tử.
Zcash và Bolt
Zcash là một loại tiền điện tử tập trung vào quyền riêng tư cho phép người dùng giao dịch tiền điện tử ẩn danh. Tính ẩn danh trên mạng là do tính năng zk-SNARKS độc đáo của Zcash, tạo điều kiện thuận lợi cho các giao dịch giữa người dùng mà không cần tiết lộ địa chỉ ví.
Điều đó nói rằng, nếu Zcash chấp nhận Lightning Network ở dạng truyền thống, mạng này sẽ phá hỏng khía cạnh ẩn danh do cách Lightning Network xác nhận công khai các kênh thanh toán. Sau đó, một công ty có tên là Bolt Labs đã tạo ra Giao dịch nhẹ ngoài chuỗi (BOLT), một giao thức thanh toán ngoài chuỗi tập trung vào quyền riêng tư được lấy cảm hứng từ Lightning Network. Bolt triển khai zk-SNARKS vào mọi kênh thanh toán, đảm bảo người dùng có thể chuyển giá trị mà không nhất thiết phải nhìn thấy địa chỉ ví của nhau.
Hơn nữa, Bolt đảm bảo rằng các khoản thanh toán được thực hiện trên cùng một kênh thanh toán không thể được liên kết, ngay cả với các bên giao dịch, thông qua việc sử dụng hai công nghệ: chữ ký mù và cam kết. Người dùng có thể ẩn giá trị của các giao dịch bằng cách sử dụng các cam kết. Sau đó, chữ ký yêu cầu người dùng ký cho một giao dịch không xác định, vì vậy không có cách nào để theo dõi nó trở lại địa chỉ ví.
Tuy nhiên, một vấn đề quan trọng của Zcash chuyển sang cho Bolt. Do tính ẩn danh của Zcash, người nhận không biết liệu họ có hợp pháp số tiền mà họ đang nhận hay không. Trên Lightning Network của Bitcoin, nếu một bên nhìn thấy địa chỉ ví của bên kia và tra cứu, họ có thể tìm thấy hoạt động tội phạm liên quan và đóng kênh ngay lập tức. Với Bolt, một bên không thể khám phá ra danh tính của bên kia.
Mạng Raiden
Mạng Raiden là câu trả lời của Ethereum cho Mạng Lightning của Bitcoin. Mặc dù Mạng Raiden không phải là công nghệ giống như Mạng Lightning, nhưng nó khá gần gũi.
Mạng Raiden là một giao thức ngoài chuỗi lớp hai cho phép hai bên tạo kênh thanh toán. Tuy nhiên, Mạng lưới Raiden hiện đang được phát triển và không ở đâu xa bằng Mạng lưới Lightning.
Điều đó nói rằng, các nhà phát triển có thể dễ dàng cắm vào Mạng Raiden thông qua giao diện lập trình ứng dụng (API) của nó. Các API được sử dụng để dễ dàng tích hợp một dự án này vào một dự án khác. Các nhà phát triển có thể dễ dàng tích hợp Mạng Raiden nhờ API của nó, vì giao thức hỗ trợ tất cả các mã thông báo ERC-20 được phát triển trên chuỗi khối của Ethereum. Ngoài ra, Mạng lưới Raiden có thể hỗ trợ thanh toán giữa hai bên ngay cả khi họ không thiết lập kênh. Miễn là một tập hợp các kênh kết nối hai bên, họ có thể giao dịch với nhau. Ví dụ: nếu hai người đã tiêu tiền tại cùng một quán cà phê, họ có thể giao dịch mà không cần kênh thanh toán trực tiếp.
Có thể khách hàng bên thứ ba điều hành kênh Raiden Network, chẳng hạn như quán cà phê, sẽ tính phí rất nhỏ khi sử dụng kênh. Nếu không, chuyển tiền giữa kênh thanh toán ngang hàng sẽ không mất phí.
Thật không may, Mạng lưới Raiden yêu cầu người dùng khóa một số tiền nhỏ của họ để tạo kênh thanh toán, một vấn đề tương tự mà Lightning Network chia sẻ. Phí này về cơ bản là chi phí trọn đời của việc vận hành một kênh thanh toán.
Mạng Decred
Tương tự như Litecoin, nền tảng Decred là một phiên bản của giao thức Lightning Network được Bitcoin áp dụng. Giao thức của Decred dựa trên một nhánh mã cụ thể của Decred của Lightning Network được gọi là Decred Lightning Network Daemon, hoặc dcrlnd.
Decred bắt đầu như một nhánh mã nguồn của btcd, một cách triển khai Bitcoin đầy đủ thay thế. Decred code fork bao gồm các điều chỉnh khác nhau đối với quy trình Bitcoin truyền thống, chẳng hạn như điều chỉnh các quy tắc đồng thuận, lớp Proof-of-Stake (PoS) để kích hoạt một thuật toán băm mới, quản trị trên chuỗi và hơn thế nữa.
Decred là một mã fork, không phải là một hard fork, bởi vì nó được khởi chạy từ khối đầu tiên của chính nó, khối genesis, chứ không phải sao chép trạng thái của mạng Bitcoin. Khởi chạy từ một khối gốc có nghĩa là blockchain Decred bắt đầu ở độ cao khối bằng 0, vì độ cao khối được xác định bởi số khối đứng trước nó. Chiều cao khối hiện tại của blockchain được đo dựa trên kích thước hiện tại của nó.
Decred fork đã không có quyền truy cập vào Lightning Network cho đến giữa năm 2019, một năm sau khi Bitcoin và Litecoin tích hợp giao thức. Do sự chậm trễ tích hợp, phiên bản Lightning Network của Decred không được phát triển như Bitcoin và Litecoin.
Tài liệu chính thức của Decred nói rằng trong khi Lightning Network của nó hoạt động trên mạng thử nghiệm Decred, bạn nên giữ một số tiền tối thiểu trong kênh Lightning Network cho đến khi mạng được cải thiện. Mạng Decred Lightning cũng không có sẵn trên mạng chính.
Ưu và nhược điểm của việc triển khai Lightning Network trong altcoin
Mặc dù có nhiều cách triển khai khác nhau của các giao thức off-chain, lớp hai trong các altcoin, nhiều người trong số họ gặp phải các vấn đề tương tự như Lightning Network của Bitcoin.
Ví dụ, khóa tiền trong kênh thanh toán không phải là giải pháp lâu dài khả thi. Các kênh thanh toán dành cho các khoản thanh toán nhỏ hơn. Tính phí khóa để tạo kênh có thể khiến người dùng tiềm năng của Lightning Network bị tắt.
Ẩn danh vừa là ưu điểm vừa là nhược điểm với các blockchain dựa trên Lightning Network, đặc biệt là trong Zcash và Bolt. Trong trường hợp của Zcash, ẩn danh có nghĩa là không thể biết liệu tiền có đến từ một nguồn bất hợp pháp hay không. Mặc dù tính ẩn danh đó là một điểm bán hàng lớn đối với Zcash, nhưng nó có thể gây ra các vấn đề về quy định và ngăn cản việc áp dụng rộng rãi, vì các chính phủ sẽ không có cách nào để theo dõi các giao dịch.
Đối với các blockchain dựa trên Lightning Network khác, việc mở và đóng kênh thanh toán là những hoạt động duy nhất được ghi lại trên mạng chính. Các giao dịch được thực hiện trong các kênh thanh toán là hoàn toàn ẩn danh. Người dùng sẽ đánh giá cao tính ẩn danh giới hạn của Lightning Network, vì hầu hết mọi người muốn giao dịch của họ bị ẩn khỏi phần còn lại của thế giới giống như trong không gian tài chính truyền thống.
Hơn nữa, có những lợi ích rõ ràng của việc triển khai Lightning Network. Các kênh thanh toán ngoại tuyến ngăn các giao dịch nhỏ hơn làm tắc nghẽn mạng chính, giải quyết vấn đề quan trọng về khả năng mở rộng mà hầu hết các mạng gặp phải. Nhờ tính chất ngang hàng của các kênh thanh toán, các giao dịch cũng diễn ra tức thì và tương đối rẻ so với các giao dịch qua mạng chính.
Trong các trường hợp như Mạng Raiden, các kênh thanh toán cũng cho phép hoán đổi giữa các mã thông báo loại ERC-20 khác nhau. Loại khả năng tương tác này có nghĩa là toàn bộ hệ sinh thái có thể tận dụng các kênh thanh toán. Người dùng có thể lấy một loại tiền từ một ứng dụng phi tập trung và chuyển đổi nó sang một ứng dụng khác. Chuyển đổi cũng rẻ và tức thì trong các kênh thanh toán.
Tuy nhiên, phát triển giao thức ngoài chuỗi vẫn còn nhiều cách để tiếp tục. Trong khi các giao thức lớp hai cung cấp một giải pháp khả thi cho khả năng mở rộng của blockchain, việc triển khai các mạng ngoài chuỗi sẽ đưa ra các vấn đề mới và rủi ro bảo mật.
