بیت‌کوین را نمی توان به راحتی هک کرد یا خاموش کرد و هر کسی می تواند از آنها برای انتقال ارزش در سراسر جهان بدون دخالت شخص ثالث استفاده کند.

برای اطمینان از باقی ماندن این ویژگی ها، باید سرعت تراکنش ها به میزان قابل توجهی زیاد باشد. اما تعداد تراکنش‌ها در ثانیه (TPS) بیت‌کوین محدود (حداکثر ۷ تراکنش بر ثانیه) و برای فناوری‌ای که هدف آن پذیرش توسط مردم است، نسبتاً کم است.

برای غلبه بر محدودیت های ذاتی بیت‌کوین، یکی از راهکاری هایی که بیشتر استفاده می‌شود، شبکه لایتننیگ است.

شبکه لایتنینگ

لایتنینگ، راهکار لایه دو و خارج از شبکه (Off-chain) برای شبکه بیت کوین است که با ساخت کانال‌های پرداخت، امکان پرداخت امن دو طرفه بین دو یا چند نفر را بدون نیاز به اعتماد فراهم می‌کند.

این شبکه جدا از شبکه بیت‌کوین است و گره‌ها و نرم‌افزارهای خاص خود را دارد و با زنجیره اصلی تنها در هنگام باز کردن و بستن کانال ارتباط برقرار می‌کند که می‌تواند به کاهش بار شبکه بیت کوین نیز منجر شود. حتی اگر این کاهش چندان به‌چشم نیاید؛ با توجه به سرعت بالا و کارمزد کم این راهکار، می‌تواند گزینه مناسبی برای پرداخت‌های خرد روزانه باشد.

شبکه پرداخت LN فاقد سوابق تراکنش قابل اعتماد برای حسابرسی شخص ثالث است. بنابراین، برای مشاغل یا هرگونه پرداخت قانونی ممکن است مناسب نباشد.

اثرات منفی گسترش شبکه لایتنینگ بر بیتکوین

شبکه لایتنینگ علیرغم مزایای بالقوه ای که دارد، با چالش ها و انتقادات متعددی مواجه است:

حمله DDos به فول نودهای بیت‌کوین

اینجا باید با دو BIP یا پروپوزال بهبود بیت‌کوین، اشنا شوید؛ BIP 157 و BIP 158 :

در نوامبر 2019 بیت‌کوین Core 0.19 منتشر شد؛ که حاوی یک ویژگی به نام Compact Block Filters یا (BIP158) و جایگزینی برای فیلترهای Bloom یا BIP37 در همان نسخه بود.

این فیلترها یک راه سریع برای بررسی اینکه آیا یک آدرس عضوی از یک بلاک است یا خیر ارائه می‌دهد. به طور دقیق تر اینکه آیا یک بلاک خاص به نحوی روی یک آدرس تأثیر می گذارد یا خیر. اگرچه چک ممکن است این بررسی نتایج مثبت کاذب داشته باشد، و احتمال آن هم 1 در 784931 است. ضمنا؛ این بررسی، هرگز یک جواب منفی کاذب ارائه نمی‌کند.

سعی میکنم بازم ساده‌تر توضیح بدم؛ با این روش اگر UTXO یا آدرس در بلاک‌های خاص داشتیم، صرفا همان بلاک‌ها دانلود می‌شود. فیلترهای بلاک فشرده از GCS استفاده می‌کنند که مزیت آنها، ارائه همان نرخ نتایج مثبت کاذب با سایز (حجم) بسیار کمتر، نسبت به فیلترهای Bloom است.

از نظر هدف، BIP158 و BIP157 را می توان به عنوان یک چیز واحد در نظر گرفت. به بیان دقیق، BIP158 تعریف ساختار داده فیلتر است، در حالی که BIP157 سرویسی است که فیلتر مبتنی بر BIP158 را در قابل استفاده می‌کند. بنابراین، نود‌ها BIP158 را ارائه نمی دهند. آنها BIP158 را پیاده سازی می کنند و سپس از آن برای ارائه خدمات BIP157 استفاده می کنند.

حالا که متوجه شدید هدف این دو پروپوزال چیست؛

بعضی از والت های تلفن‌های همراه به خصوص Breez و Blixt برای اجرای لایتننیگ با پیاده‌سازی BIP158 و BIP157 به فول نودها متکی هستند و ممکن است به صورت ناخواسته با گسترش سریع شبکه لایتنینگ منجر به DDos فول‌نودهای بیت‌کوین شود.

اگر به فرض مثال با گسترش لایتنینگ، 50 میلیون کاربر، نود لایتنینگ خودشان را با پروتکل سبک BIP157 Neutrino اجرا کنند و هر کدام حداقل 120 مگابایت برای دانلود فیلترها/هدر ها استفاده کنند، به این معنی است که ماهانه 5.6 پتابایت بار به فول نودها تحمیل می‌کنند. این می تواند منجر به کاهش تعداد فول نودهای عمومی شود. این امر امنیت بیت‌کوین را به خطر می‌اندازد.

اگر بیت‌کوین ناامن شود، هیچ مشکلی را حل نمی‌کند؛ در نتیجه ارزشی نخواهد داشت.

جدول زیر به طور خلاصه نشان می دهد که چه مقدار داده توسط یک گره کامل، یک نود سبک و یک نود الکتروم استفاده می شود.

Data Size Peers Queried Returned Values Blocks-Only Full Node Block Filter Light Client Electrum Light Client
Peer Addresses 30 B 8 1000 234 KB 234 KB 234 KB
Block Headers for Current Chain Tip 80 B 8 1 640 B 640 B 640 B
Filter Headers for Filter Chain Tip 32 B 8 1 - 256 B -
Block Headers back to Genesis Block 80 B 1 650,000 50 MB 50 MB 50 MB
New Block Headers (1 week) 80 B 8 1008 630 KB 630 KB 630 KB
New Block Filters (1 week) 15 KB 1 1008 - 15 MB -
Blocks back to Genesis Block 1 to 1.5 MB 1 650,000 200 GB - -
New Blocks (1 week) ~2 MB 1 1008 2 GB - -
Blocks per Transaction 1 MB 1 1 - 1 MB -
Merkle Proofs per Transaction ~400 B 1 1 - - 400 B
Max Initial Sync 200 GB 50 MB 50 MB
Max Weekly 2 GB 25 MB 630 KB
Max Per Transaction - 1 MB 400 B

با پیاده سازی BIP 157 بدون بهبودهای جدی در نسبت گره کامل به گره سبک Neutrino، اگر از بحث حریم خصوصی تراکنش‌های کانال‌ها فعلا صرف‌نظر کنیم، بیت کوین در صورت افزایش سریع نود‌های لایتننیگ که از این ویژگی استفاده می‌کنند، احتمالاً در بحث امنیت و غیرمتمرکزسازی در آینده شکست خواهد خورد.

نود‌های Stratum /Electrum حتی با وجود ضعف از نظر امنیت شبکه نسبت به Bitcoin Core (توضیحات بیشتر را از اینجا بخوانید)، امنیت و پایداری بیشتری را نسبت به نودهای سبک، صرفا برای شبکه بیت‌کوین به ارمغان می‌اورند. در واقع نودهای الکتروم برای این کار بسیار بهتر از BIP 157 نوترینو است.

از طرفی برخلاف نودهای الکتروم SPV ، در این مورد فول‌نودهایی که BIP 158 را فعال کردند، میتوانند در مورد شبکه به نودهای سبک که Watchtower ندارند دروغ بگویند که آیا کانال توسط طرف مقابل بسته شده یا خیر.

حداقل کمترین کاری که توسعه‌دهندگان لایتنینگ و کیف‌پول‌های لایتنینگ نویترینو میتوانند انجام دهند این است که تنها نودهای سبک به فول نود شرکت خودشان متصل شود یا حداقل برای اجرای هر 10,000 نود لایتنینگ Neutrino برای دانلود فیلترها/هدر ها، یک فول‌نود هم اجرا کنند، که باعث بالا رفتن امنیت شبکه نیز می‌گردد.

شاید در آینده:

  • نودهای سبک مجبور به پرداخت هزینه باشند.
  • فول نودهای کافی برای پشتیبانی از نودهای سبک وجود نداشته باشد.
  • اکثر کیف پول های لایتنینگ از نود الکتروم استفاده کنند.

البته که BIP 157 مزیت‌هایی هم دارد:

  • می‌توان بلاک‌ها را کش کرد.
  • نیاز به هیچ محاسباتی ندارد و فقط از I/O و ترافیک استفاده می‌کند.
  • کلاینت‌ها می‌توانند از هر فول‌نود به دلخواه فیلترها/هدرها را دانلود کنند.
  • حریم خصوصی بهتر.

و در انتهای این بخش هم باید بگم که:

برای فعال کردن ویژگی BIP 158 و 157؛ فول‌نودها باید blockfilterindex=1 را به فایل bitcoin.conf خود اضافه کنند و daemon را مجددا راه اندازی کنند. با انجام این کار، یک blockfilter ایجاد می شود که بیش از 5 گیگابایت فضای دیسک را مصرف می‌کند.

البته فول‌نودها می‌توانند blockfilterindex=0 را به‌جای blockfilterindex=1 به فایل bitcoin.conf خود اضافه کنند و دیگر از این افزایش ترافیک در امان باشند :)

حمله ماینر‌های زنجیره‌های فورک شده به زنجیره اصلی

در این قسمت اول باید با مفهوم تراکنش coinbase و خصوصیات آن آشنا شوید و بعد به نوع حمله بپردازیم؛

تمام تراکنش‌های شبکه بیت کوین به طور یکسان ایجاد نمی‌شوند. تراکنش کوین بیس (Coinbase) یا تراکنش پیدایش (Generation Transaction) تراکنش خاصی در پروتکل بیت کوین است که با تراکنش های استاندارد متفاوت است زیرا در اینجا کوین ها از هیچ ایجاد می شوند. تراکنش کوین بیس پاداشی است که ماینر برای استخراج موفقیت آمیز یک بلاک دریافت می کند و در واقع به دست خود ماینر ایجاد می‌شود.

نکته مهمی که باید به یاد داشت این است که بیت کوین‌های موجود در یک تراکنش کوین بیس فقط زمانی قابل خرج شدن هستند که ۱۰۰ تائیدیه از بلاک چین دریافت کنند. دریافت ۱۰۰ تائید از سوی بلاک چین چیزی حدود شانزده ساعت و چهل دقیقه به طول می‌انجامد. به این دلیل که اگر فورک در شبکه اتفاق افتاد، ماینر زنجیره کوتاه‌تر قادر به خرج کردن پاداش نباشد.

در حال حاضر با استفاده از شبکه لایتننیگ، ماینرها می توانند مستقیماً از تراکنش کوین بیس، قبل از گذشت 100 بلاک یک کانال لایتنینگ باز کنند تا وجوه قفل شده در آنجا را خرج کنند. همینطور کانال های ایجاد شده از تراکنش های coinbase نمی‌توانند در 100 بلاک پس از استخراج بلاک بسته شوند./منبع

این را می توان با هر کدام از روش‌های زیر رفع کرد ولی به هر حال در زمان نگارش مشکل مرتفع نشده:

  • عدم ایجاد کانال با تراکنش‌های کوین‌بیس

  • پیاده‌سازی‌های لایتنینگ باید به‌طور خاص بررسی کنند که آیا تراکنش تأمین مالی یک تراکنش coinbase بوده یا خیر، و در این صورت باید channel_ready را تا گذراندن 100 بلاک به تأخیر بیندازند.

افزایش سایز بلاک

بیت کوین در ابتدا به عنوان پول نقد همتا به همتا طراحی شده بود که با افزایش اندازه بلاک مقیاس‌پذیر می شد، با این حال اندازه بلاک موضوع بحث برانگیزی بود. بسیاری استدلال کرده‌اند که سقف اندازه بلاک پروتکل یک پارامتر حفاظتی حیاتی است و افزایش اندازه بلاک تمرکززدایی را تهدید می‌کند، زیرا در نهایت تنها تعداد انگشت شماری از رایانه‌ها قادر خواهند بود تاریخچه کامل تراکنش‌های BTC را ذخیره کنند، زیرا حجم بلاکچین برای اکثر سیستم‌ها بسیار بزرگ است.

طبق وایت پیپر شبکه لایتنینگ، برای اینکه شبکه لایتنینگ به میلیاردها نفر برسد، اندازه بلاک بیت کوین باید افزایش یابد. به وایت پیپر اصلی شبکه لایتنینگ که توسط جی پون و تی درایجا در صفحه 55 منتشر شده است:

وایت پیپر لایتننیگ

در حال حاضر با اندازه بلاک فعلی، میانگین نرخ تراکنش‌ها معمولاً 3 تا 4 یا کمتر در ثانیه است و ایجاد یک کانال شبکه لایتنینگ برای هر فرد در جهان، با ظرفیت فعلی شبکه بیت‌کوین تقریباً 140 سال طول می‌کشد.

برای اینکه ابتدا باید بیت کوین را دریافت کنید – تراکنش اول. سپس، برای ایجاد یک کانال لایتنینگ به تراکنش دوم بیت کوین نیاز است، و تسویه کانال پس از آن به تراکنش سوم نیاز دارد. یعنی 3 تراکنش برای هر نفر در بلاک‌چین بیت کوین!

اگر کانال ها تسویه نشوند باید انتظار روند رو به رشد قفل شدن بیت‌کوین در قرار‌دادها را داشت و خیلی از صرافی ها هم از شبکه لایتنینگ پشتیبانی نمی‌کنند

از آنجایی که حداکثر میانگین تراکنش های بیت کوین در خوشبینانه‌ترین حالت در روز حدود 350000 است، این بدان معناست که روزانه بیش از 116000 نفر می توانند به شبکه لایتنینگ متصل شوند:

350,000 tpd / 3 txs = 116000

اکنون اگر 50 میلیون نفر بخواهند کانال ایجاد کنند، با نرخ 116 هزار نفر در روز، حدود 431 روز طول می کشد که باعث تایید نشدن بسیاری از تراکنش‌ها می‌شود و عملا لایتنینگ کمکی به افزایش مقیاس‌پذیری بیت‌کوین در این حالت نکرده است.

با این حال، اکثر کاربران فیات خود را در صرافی‌ها تبدیل کرده و از طریق شبکه لایتنینگ با استفاده از واسطه‌هایی مانند Kraken، Bitfenix یا… ، آن را به کیف‌پول‌های متمرکز میفرستند.

راهکار برای عدم افزایش سایز بلاک با Channel Factories

در صورت بازکردن کانال، خروج از شبکه لایتنینگ ضروری نیست. لایتنینگ برای خرج کردن پولی که به طور منظم دریافت میکنید استفاده می‌شود، نه پس‌انداز زندگی‌تان. بهترین سناریو برای لایتننیگ این است که کاربر کانال را ایجاد کند و باز نگه دارد. تنها دلیل واقعی برای خروج از شبکه لایتنینگ این است که مشکلی پیش بیاید و کاربران نیاز داشته باشند که با خیال راحت سرمایه خود را در بلاک چین حفظ کنند.

به منظور رفع این مشکل، توسعه دهندگان لایتنینگ مفهومی به نام Lightning Channel Factories ارائه کردند که مدیریت کانال را با کاهش تعداد نهایی تراکنش های زنجیره ای کارآمدتر می کند.

در Channel Factories به جای انجام مولتی سیگ 2 از 2، می توانید مولتی سیگ 5 از 5 یا 10 از 10 را انجام دهید که در آن وجوه توسط چندین طرف تخصیص می یابد.

مفهوم Channel Factories اجازه می دهد تا چندین کاربر همزمان در شبکه لایتنینگ در یک تراکنش کانال ایجاد کنند. برای گروهی از 20 کاربر با 100 کانال درون گروهی، هزینه تراکنش های بلاک چین 90 درصد کاهش می یابد. اما هنوز نودهای لایتننیگ از Channel Factories استفاده نمی‌کنند.

کاهش هش‌ریت و امنیت شبکه بیت‌کوین

امنیت شبکه بیت‌کوین با گذشت زمان به کارمزد تراکنش‌ها وابسته است؛ از این‌جهت با گسترش لایتنینگ به خصوص کیف‌پول‌های حضانتی، تراکنش های در صف تایید ممپول کاهش می‌یابند و باعث کم شدن کارمزد تراکنش‌های آنچین میگردد؛ در نتیجه ماینر‌هایی که انگیزه اقتصادی دارند با هر هاوینگ از شبکه خارج، و باعث کاهش هشریت و امنیت می‌شوند. (این قسمت میتونه احتمالات جالب و سناریو‌های تلخی برای بیتکوین داشته باشه ولی دیگه مرتبط با لایتننیگ نیست - شاید بعدا توی یک مطلب جدا تعریف کردم؛ اگر علاقه‌مند بودید)

پیچیدگی فنی

شبکه لایتنینگ، لایه‌ای از پیچیدگی را به تراکنش‌های بیت‌کوین اضافه می‌کند و به طور بالقوه، درک و استفاده از آن را برای مبتدیان چالش برانگیزتر می‌کند. این پیچیدگی می‌تواند مانع پذیرش گسترده‌تر در بین کاربران روزمره شود.

تحریم

نحوه‌ی پیکربندی شبکه LN، به‌ویژه تراکنش‌های ناشناس، منجر به نقض قوانین و مقررات مالی مختلف مانند قانون رازداری (BSA) و اجرای جرایم مالی (FinCEN) می‌شود، که مانند تورنادوکش خطر تحریم ایالات متحده را افزایش می‌دهد.

اثرات مثبت گسترش شبکه لایتنینگ بر بیتکوین

شبکه لایتنینگ وعده داده است که با رفع محدودیت‌های موجود در معاملات، کاهش کارمزدهای بالا و حل مشکلات مقیاس‌پذیری، چندین تغییر کلیدی در اکوسیستم بیت کوین را به وجود خواهد آورد. این تغییرات ممکن است تأثیر عمیقی بر نحوه استفاده و درک بیت کوین، به عنوان یک ارز دیجیتال و همچنین به عنوان یک سیستم مالی، داشته باشد.

بهبود تجربه کاربری

با تراکنش‌های سریع‌تر و ارزان‌تر، شبکه لایتنینگ پتانسیل این را دارد که بیت‌کوین را برای تراکنش‌های روزمره کاربرپسندتر و مناسب‌تر کند. این بهبود تجربه کاربر می‌تواند باعث پذیرش بیشتر بیت‌کوین به‌عنوان وسیله مبادله می‌شود، نه فقط ذخیره‌سازی ارزش؛ در نتیجه مورد توجه‌ بیشتری از سمت توسعه دهنده و سرمایه گذاران قرار می‌گیرد.

یکی از موارد دیگر استفاده اولیه شبکه لایتنینگ، پرداخت‌های خرد است. شبکه لایتنینگ با کارمزدهای پایین و تراکنش‌های آنی خود، امکان انجام تراکنش‌های کوچک و مکرر را برای کاربران فراهم می‌کند. این شامل پرداخت برای محتوای دیجیتال، انعام یا حتی پرداخت‌های ماشین به ماشین در اکوسیستم اینترنت اشیا (IoT) می‌شود.

تارو و سرمایه قفل شده در بیت‌کوین

پروتکل تارو از طریق شبکه لایتنینگ امکان ارسال تراکنش‌های سریع، با حجم بالا و کارمزد کم را برای استیبل‌کوین‌ها و سایر توکن‌ها، در شبکه بیت کوین امکان‌پذیر می‌کند. تارو در هسته خود از امنیت و ثبات شبکه بیت کوین و سرعت، مقیاس‌پذیری و هزینه‌های پایین شبکه لایتنینگ بهره می‌برد.

تارو با استفاده از ساختار جدید در درخت مرکل به توسعه‌دهندگان امکان می‌دهد، ابرداده‌های (Metadata) دلخواه خود را در خروجی موجود تراکنش‌های بیت کوین جاسازی کنند. پروتکل تارو به Taproot و لایتنینگ متکی است. این پروتکل از امضاهای Schnorr برای بهبود سادگی انجام تراکنش‌ها و مقیاس‌پذیری استفاده می‌کند و برای انجام تراکنش‌ها از شبکه لایتنینگ بهره می‌برد.

سازگاری دارایی‌هایی مانند استیبل کوین‌ها با پروتکل تارو، امکان پردازش میلیاردها تراکنش را فراهم می‌کند.

سازگاری دارایی‌هایی مانند استیبل کوین‌ها با پروتکل تارو، امکان پردازش میلیاردها تراکنش را فراهم می‌کند.

با ایجاد پروتکل‌هایی مثل تارو یا RGB شبکه بیت‌کوین ارزشمندتر می‌شود و بیت‌کوین فارغ از قیمت، برای پرداخت کارمزد تراکنش‌ها هم ارزشمند است. که در اینصورت تراکنش های بیشتری بر بستر شبکه بیت‌کوین انجام میگیرد و با کارمزدهای بیشتر تراکنش‌ها، از ماینرها و امنیت بیت‌کوین حمایت میشود.

خدمات مالی غیرمتمرکز

قابلیت‌های شبکه لایتنینگ می‌تواند توسعه خدمات مالی غیرمتمرکز را بر روی بلاک‌چین بیت‌کوین امکان‌پذیر کند. این خدمات می‌تواند شامل، توکنیزه کرده دارایی‌های فیزیکی، صرافی‌های غیرمتمرکز، پلتفرم‌های وام دهی و ابزارهای مالی مختلف باشد، که از سرعت و کارایی شبکه لایتنینگ استفاده کنند و در عین حال امنیت و اعتماد بلاک‌چین بیت‌کوین را حفظ کنند.

اثرات زیست محیطی

با انتقال بیشتر تراکنش‌ها به خارج از بلاک‌چین، شبکه لایتنینگ می‌تواند به کاهش اثرات زیست محیطی استخراج بیت کوین کمک کند. چرا که تراکنش‌های خارج از زنجیره نیازی به ماینینگ یا اثبات کار پرانرژی ندارند، مصرف انرژی کلی مرتبط با تراکنش‌های بیت کوین می‌تواند به میزان قابل توجهی کاهش یابد یا دیگر افزایش نیابد.

حریم خصوصی

شبکه لایتنینگ علاوه بر افزایش کارایی پرداخت‌های بیت کوین، حریم خصوصی را برای کاربران فراهم می‌کند؛ زیرا تراکنش‌ها در کل شبکه پخش نمی‌شوند. این تراکنش‌ها به راحتی قابل ردیابی یا پیوند دادن به کاربران، مانند تراکنش‌های زنجیره‌ای نیستند. این حفظ حریم خصوصی می‌تواند برای کاربرانی که به حفظ حریم خصوصی مالی و ناشناس بودن اهمیت می‌دهند، جذاب باشد.

با استفاده گسترده از لایتننیگ، راه را برای بیت کوین در جهت پذیرش گسترده‌تر در موارد مختلف از جمله پرداخت‌های کوچک، حواله‌ها و تراکنش‌های روزمره هموار می‌شود.

جمع‌بندی

بنظر من؛ فعلا احتمال تاثیرگذاری منفی BIP 157 و 158 یا حتی افزایش سایز بلاک بر روی شبکه بیت‌کوین به دلیل شتاب بسیار کم استفاده از سرویس‌های غیرحضانتی لایتنینگ وجود ندارد. و حتی BIP 158 به راحتی توسط فول‌نودهای بیت‌کوین میتواند غیرفعال شود.

موفقیت شبکه لایتنینگ به غلبه بر چالش‌های تمرکز، پذیرش گسترده و پیچیدگی فنی بستگی دارد. همانطور که شبکه لایتنینگ همچنان به محبوبیت خود ادامه می دهد، این پتانسیل را دارد که آینده بیت کوین را تغییر دهد و آن را تبدیل به یک ارز دیجیتال قابل دسترس تر و پرکاربرد کند.

از طرفی بیت‌کوین یک فناوری ثابت نیست، بلکه مجموعه‌ای از پروتکل‌های دائماً در حال تکامل است و دانش انسان هم برای کمک به بیت‌کوین محدودیت ندارد. البته اگر Ordinals و Stampsها بگذارند!

اگر این مطلب بنظرتون مفید بود و بهتون کمک کرد، خوشحال میشم از طریق لایتننیگ آدرس [email protected] یک پیام دلگرم کننده روی شبکه لایتنینگ از طرف شما دریافت کنم :)