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Lightning Network: cos'è e come funziona

Inviato su Sep 14, 2023
Lightning Network: cos'è e come funziona

Bitcoin, sin dal suo inizio, è stato concepito come un sistema di cassa elettronico decentralizzato peer-to-peer che consente agli utenti di trasferire valore senza intermediari. Questa attenzione primaria al trasferimento decentralizzato ha fatto sì che la scalabilità e la velocità delle transazioni non avessero la priorità. Con transazioni che durano da pochi minuti a ore e una velocità di transazione reale compresa tra 3 e 7 transazioni al secondo (TPS), la capacità di Bitcoin di gestire in modo efficiente le microtransazioni quotidiane è diventata discutibile. Al contrario, le piattaforme di pagamento tradizionali come VISA vantavano 6.000 TPS nel 2020.

Con l’evoluzione della tecnologia blockchain, sono emersi nuovi contendenti con un throughput di transazioni superiore, con Ethereum che ha raggiunto fino a 30 TPS e Solana che ha mostrato l’incredibile cifra di 65.000 TPS. Questa rapida evoluzione ha evidenziato la sfida della scalabilità di Bitcoin. Inoltre, le commissioni di transazione imprevedibili di Bitcoin, che potrebbero variare da un massimo di 50 dollari a un minimo di 2,50 dollari nell’arco di pochi mesi nel 2021, hanno indicato la necessità di una soluzione, soprattutto per le transazioni più piccole.

Affrontando queste sfide, Lightning Network è emersa come la principale soluzione layer-2 di Bitcoin. Proposto originariamente da Joseph Poon e Thaddeus Dryja nel 2016, il Lightning Network utilizza canali di micropagamento per migliorare l'efficienza della blockchain, riducendo drasticamente i costi di transazione. Abilitando le transazioni fuori catena, Lightning Network non solo aumenta la velocità delle transazioni, ma mantiene anche il principio fondamentale di Bitcoin di rimuovere gli intermediari finanziari. Con l'introduzione di Lightning Network, sono stati aggiunti livelli secondari e terziari al framework della criptovaluta, arricchendo il livello blockchain primario con funzioni e capacità aggiuntive.

Ora, gli utenti Bitcoin possono gestire in modo efficiente le transazioni, dai trasferimenti su larga scala all’acquisto di una tazza di caffè, con la garanzia di velocità ed efficienza in termini di costi, grazie alle innovazioni apportate da Lightning Network.

Qual è la storia dietro l'evoluzione del Lightning Network?

Comprendere la discendenza e la metamorfosi del Lightning Network è fondamentale per apprezzarne lo stato attuale. Nel febbraio 2015, la collaborazione tra Joseph Poon e Tadge Dryja ha preso forma con un'unica missione: affrontare le crescenti commissioni di transazione in Bitcoin, che stavano diventando un punto dolente per molti utenti.

Traendo ispirazione dai concetti fondamentali discussi dall'inafferrabile creatore di Bitcoin, Satoshi Nakamoto , riguardo ai canali di pagamento, questi due pionieri hanno intrapreso un viaggio per ridurre i crescenti costi di transazione. Nel gennaio 2016, i loro sforzi si sono concretizzati in un white paper completo, segnando la nascita di Lightning Network. Questo traguardo è stato fondamentale, poiché ha catalizzato il coinvolgimento di più sviluppatori nel perfezionamento ed espansione delle capacità della rete.

Nei due anni successivi, Lightning Labs, l’entità principale che supervisiona Lightning Network, ha compiuto un passo epocale. Hanno lanciato una versione beta per gli sviluppatori, attirando l'attenzione dei giganti del settore tecnologico incuriositi dalla potenziale trasformazione che una soluzione layer-2 potrebbe apportare all'ecosistema di Bitcoin. Tra i sostenitori più influenti c'era Jack Dorsey, l'allora CEO di Twitter, che prevedeva una perfetta integrazione di Lightning Network con Twitter.

Il tumultuoso anno 2020, profondamente segnato dalla pandemia di COVID-19, ha paradossalmente visto risultati rivoluzionari per il team di Lightning Labs. Le versioni esclusive includevano funzionalità come Keysend e Wumbo Channel, con quest'ultimo che espandeva la dimensione massima della transazione consentita su Lightning Network.

Oggi, l'ambito di Lightning Network è pieno di diversi prodotti e applicazioni che abbracciano più settori, dai giochi e pagamenti alle infrastrutture e all'analisi. Alcune caratteristiche e offerte salienti includono:

  • Loop : facilita un ponte tra le transazioni Lightning e gli indirizzi Bitcoin on-chain.
  • Pool : soddisfa i requisiti di liquidità per la base utenti di Lightning Network.
  • Taro : apre la strada all'emissione o all'introduzione di nuove risorse su Lightning Network.
  • Faraday : un sofisticato strumento di analisi su misura per gli operatori dei nodi, che migliora la gestione di canali e fondi.

Il panorama attuale di Lightning Network è una testimonianza di innovazione continua e di approvazione diffusa. Con uno sviluppo incessante e il sostegno dei sostenitori del settore, Lightning Network si sta ritagliando la sua nicchia come pietra angolare nella criptosfera in evoluzione.

Quali problemi cerca di risolvere Lightning Network?

Bitcoin, nella sua progettazione iniziale, non prevedeva l’aumento esponenziale delle transazioni giornaliere che avrebbe dovuto affrontare. Man mano che questa rivoluzionaria valuta digitale guadagnava importanza, emersero alcune sfide che richiedevano attenzione immediata:

  • Latenza nelle conferme delle transazioni : con l'espansione della rete Bitcoin, la conferma delle transazioni è diventata più costosa e richiedeva più tempo. La combinazione di una maggiore base di utenti e di crescenti difficoltà di mining ha reso necessaria una revisione del modo in cui le transazioni venivano autenticate.
  • Consumo energetico crescente : la pura potenza computazionale necessaria per convalidare le transazioni e mantenere la blockchain di Bitcoin ha portato a costi energetici sconcertanti, minacciandone la sostenibilità a lungo termine.
  • Protezione delle transazioni e garanzia di trasferimenti di fondi corretti : per rafforzare l'integrità e l'accuratezza delle transazioni, Lightning Network sfrutta meccanismi all'avanguardia come contratti intelligenti e firme multiple. Questi strumenti garantiscono che i fondi navighino senza problemi attraverso la rete, raggiungendo le destinazioni previste.

Per affrontare queste preoccupazioni, Lightning Network utilizza un approccio basato sul canale. Crea canali privati tra le entità partecipanti, consentendo loro di condurre numerose transazioni fuori catena. Questo metodo garantisce che i partecipanti possano trasferire fondi avanti e indietro entro i confini del proprio canale privato, aggirando i ritardi intrinseci della rete principale. Solo quando decidono di chiudere questo canale i risultati netti vengono caricati e confermati sulla blockchain principale di Bitcoin.

Questa innovativa soluzione di livello 2 ottimizza la velocità delle transazioni e riduce la congestione, dimostrando come le soluzioni adattive possono rimodellare e ringiovanire i sistemi consolidati.

Come funziona la rete Lightning?

Per cogliere veramente le sfumature e le potenziali sfide del Lightning Network, è fondamentale immergersi nel cuore stesso di Bitcoin. Uno dei vincoli intrinseci della rete Bitcoin risiede nella sua architettura, in cui ogni transazione deve adattarsi a un blocco appena estratto. Dato che un nuovo blocco viene aggiunto ogni 10 minuti circa, questa struttura crea un collo di bottiglia inevitabile per il throughput delle transazioni, soprattutto se il protocollo Bitcoin fondamentale rimane intatto.

Approfondimento: disimballaggio delle transazioni Bitcoin.

Storicamente, le proposte di revisione significativa del protocollo Bitcoin hanno suscitato accesi dibattiti, portando a momenti cruciali nella storia delle criptovalute come gli "hard fork". Il più notevole di questi ha portato alla nascita di Bitcoin Cash. Tuttavia, invece di tracciare la strada verso una nuova blockchain, il Lightning Network si presenta come una soluzione di livello 2. Questo approccio ingegnoso conserva l'essenza del protocollo Bitcoin estendendone al tempo stesso le capacità.

In sostanza, Lightning Network opera stabilendo un canale di pagamento dedicato tra due parti. Solo le transazioni inaugurali e conclusive vengono registrate sulla blockchain di Bitcoin. Questa struttura garantisce che le transazioni intermedie, che avvengono fuori catena, non siano vincolate dalle limitazioni del protocollo Bitcoin.

Per avviare ciò, entrambe le parti impegnano una certa quantità di Bitcoin nel canale, che rimane bloccato finché il canale è attivo. La capacità transazionale del canale è pari alla somma totale dei Bitcoin impegnati. Ad esempio, considera una situazione ipotetica che coinvolge Alice e Bob:

Alice decide di aprire un canale con Bob. Lei contribuisce con 10 BTC, mentre Bob aggiunge 5 BTC. I loro 15 BTC combinati vengono quindi ancorati a una transazione di apertura sulla blockchain di Bitcoin. Una volta convalidati, operazione che può richiedere fino a 10 minuti o più, possono impegnarsi in una serie infinita di transazioni rapide e praticamente gratuite. Per esempio:

Alice trasferisce 1 BTC a Bob; che porta ad Alice: 9 BTC, Bob: 6 BTC.

Altri 2 BTC da Alice a Bob danno come risultato Alice: 7 BTC, Bob: 8 BTC.

Bob ricambia inviando ad Alice 3 BTC, cambiando la dinamica in Alice: 10 BTC, Bob: 5 BTC.

Bob trasferisce un altro 1 BTC ad Alice, terminando con Alice: 11 BTC, Bob: 4 BTC.

Quando decidono di terminare il canale, una transazione finale che riflette gli 11 BTC di Alice e i 4 BTC di Bob viene aggiunta alla blockchain.

Ma cosa succede quando Alice vuole effettuare transazioni con Carol, con la quale non condivide un canale diretto? Convenientemente, Bob ha un canale attivo con Carol. Alice può instradare la sua transazione attraverso Bob, che potrebbe trattenere una minuscola commissione per facilitare questo inoltro. Basandosi sul concetto di "sei gradi di separazione", Lightning Network, nel tempo, offre ad Alice la possibilità di effettuare transazioni senza problemi praticamente con chiunque nella rete.

Vantaggi della rete Lightning

Come descritto sul suo portale ufficiale, Lightning Network si identifica come "l'avanguardia nel campo dei calcoli finanziari multilaterali che utilizzano Bitcoin". Gli attributi intrinseci del Lightning Network, se giustapposti alla blockchain convenzionale di Bitcoin, mostrano le seguenti superiorità:

Scalabilità : una limitazione saliente della blockchain di Bitcoin sono stati i suoi problemi di scalabilità. La necessità di incapsulare ogni transazione all'interno di un blocco riduceva la capacità operativa della rete. Lightning Network affronta questa sfida, garantendo che le transazioni vengano elaborate fuori catena pur rispettando i principi di sicurezza e privacy.

Velocità : grazie all'architettura di elaborazione off-chain di Lightning Network, le transazioni vengono accelerate in modo esponenziale. Operando nell’ambito dei blocchi di livello 2, la rete migliora l’efficienza. Tutte le transazioni si basano su un meccanismo di accordo bilaterale, noto come canale di pagamento, che consolida la posizione di Lightning Network come pietra angolare nel panorama Bitcoin.

Funzionalità di micropagamento : l'abilità di Lightning Network si estende alla facilitazione dei micropagamenti istantanei, un ambito in cui la struttura intrinseca di Bitcoin impone una soglia transazionale, che è significativamente più alta. I micropagamenti rapidi sono fondamentali per le applicazioni Web3 emergenti, come i giochi, rendendoli indispensabili per l’adozione tradizionale della blockchain.

Efficienza in termini di costi : i micropagamenti rapidi, sebbene vitali, devono anche essere convenienti. Lightning Network garantisce commissioni di transazione ridotte al minimo, affrontando una delle sfide predominanti che hanno persino portato piattaforme come Ethereum a perdere terreno a causa delle crescenti tariffe del gas nel 2021. È stato durante questi intervalli che catene alternative come Solana e Avalanche hanno amplificato la loro presenza sul mercato, ed Ethereum ha cercato rifugiarsi in soluzioni layer-2 come Polygon e Immutable X .

Consumo energetico sostenibile : uno dei meriti sottovalutati di Lightning Network è la sua impronta ecologica. Poiché la maggior parte delle transazioni avviene fuori catena, il consumo energetico associato alle operazioni dei nodi è notevolmente ridotto. Questo non è solo un vantaggio tecnico ma anche ambientale, soprattutto in un’era in cui Bitcoin si trova spesso sotto il controllo degli investitori ESG (ambientali, sociali e di governance). Diminuendo l'impatto energetico e decentralizzando la maggior parte delle transazioni lontano dalla blockchain primaria di Bitcoin, Lightning Network rafforza la posizione di Bitcoin da un punto di vista ESG.

In sintesi, Lightning Network non affronta solo le sfide tecniche della blockchain di Bitcoin, ma apre anche la strada a un futuro crittografico sostenibile dal punto di vista ambientale.

Frode a canale chiuso

Una delle principali preoccupazioni per la sicurezza quando si sfrutta Lightning Network ruota attorno ai potenziali rischi associati alla chiusura del canale, soprattutto se un partecipante va offline. Immagina uno scenario in cui due utenti, Sam e Judy, intraprendono una transazione e uno di loro nutre intenzioni malevole. Ciò può dar luogo ad una tattica ingannevole nota come "chiusura fraudolenta del canale".

Considera un esempio in cui sia Sam che Judy contribuiscono con un deposito iniziale di 0,5 BTC per avviare un canale. Successivamente, avviene una transazione da 1 BTC, in cui Sam acquista beni da Judy. Se Judy, dopo aver spedito la merce, decide di uscire dal canale e Sam rimane attivo, possiede la capacità di trasmettere lo stato originale. Ciò significa che potrebbe tornare allo stato iniziale prima del trasferimento di 1 BTC. Di conseguenza, questa manipolazione consente a Sam di ottenere beni del valore di 1 BTC senza alcun dispendio finanziario e di poter comunque recuperare il deposito iniziale.

Per contrastare tali vulnerabilità e rafforzare il quadro di sicurezza, diventa indispensabile l'introduzione di entità terze, denominate " torri di guardia ". Queste torri di guardia operano come sentinelle, supervisionando meticolosamente le transazioni all'interno del Lightning Network. La loro funzione principale è quella di scoraggiare e neutralizzare qualsiasi tentativo di chiusura fraudolenta del canale, garantendo che l'integrità delle transazioni non sia compromessa e i partecipanti siano tutelati da manovre ingannevoli.

In sostanza, sebbene Lightning Network offra funzionalità di transazione rapide ed efficienti, è fondamentale che gli utenti siano consapevoli delle potenziali insidie e dei meccanismi di protezione in atto, come le torri di guardia, per migliorare la sicurezza.

Commissioni di rete Lightning

L'utilizzo di Lightning Network comporta il pagamento di determinate commissioni di transazione . Questi costi possono essere suddivisi in più componenti:

Commissioni di instradamento : si tratta di spese associate alla guida delle informazioni di pagamento attraverso i diversi nodi Lightning. Mentre la transazione si snoda attraverso più nodi per raggiungere la sua destinazione, ciascun nodo in genere addebita una piccola commissione per il suo ruolo nel trasmettere le informazioni.

Commissioni per la gestione dei canali : l'apertura e la chiusura dei canali, processi essenziali per l'inizializzazione e la conclusione delle transazioni all'interno della rete Lightning, comportano costi associati.

Commissioni di rete Bitcoin : oltre alle tariffe esclusive di Lightning Network, gli utenti devono anche tenere conto delle commissioni di transazione standard di Bitcoin, soprattutto quando si aprono e chiudono canali, poiché queste azioni richiedono interazioni con la blockchain di Bitcoin.

Commissioni per i servizi della Watchtower : dato che le torri di guardia svolgono un ruolo fondamentale nel mantenere la sicurezza e l'integrità delle transazioni monitorando le attività fraudolente, spesso impongono tariffe per i loro servizi. Poiché si tratta di entità di terze parti, i loro servizi non sono gratuiti e il costo può variare in base al fornitore della torre di guardia e alla portata dei servizi offerti.

Quando arriva il momento per due parti partecipanti di riconciliarsi e concludere la transazione, è necessario registrare sulla blockchain di Bitcoin una transazione di chiusura che rifletta l'importo concordato. Questo processo include le commissioni associate all'inoltro di queste transazioni. La struttura tariffaria può assumere due forme:

  • Tariffa base : si tratta di una tariffa fissa, indipendentemente dalla dimensione o dal valore della transazione.
  • Tariffa : in alternativa, alcune transazioni potrebbero essere soggette a una tariffa, ovvero una commissione basata su una percentuale dipendente dal valore complessivo della transazione.

Per massimizzare i vantaggi di Lightning Network, gli utenti dovrebbero conoscere bene questi costi associati e scegliere canali e servizi watchtower che offrono tariffe competitive e servizi affidabili.

Qual è il futuro di Lightning Network?

Il Lightning Network, tra tutte le soluzioni di livello 2, ha generato notevole attenzione e discussione nella comunità crittografica. Anche se le sue statistiche di crescita non sono così astronomiche come quelle di alcune catene layer-2 di Ethereum, sta guadagnando terreno e si sta evolvendo costantemente, grazie agli sforzi persistenti di Lightning Labs .

Metriche di adozione e crescita :

Secondo la piattaforma di analisi 1ml.com, specializzata nel monitoraggio della rete Lightning, attualmente sono protetti all'interno della rete un totale di oltre 5.400 BTC (equivalenti a 145 milioni di dollari). Questo vasto ecosistema comprende quasi 16.400 nodi e 75.700 canali. Sorprendentemente, la commissione di transazione media su questa rete è di soli 0,0016 satoshi ($ 0,000000443), posizionandola come la scelta migliore per l'esecuzione di microtransazioni.

Diverse applicazioni :

Riflettendo le versatili applicazioni su Ethereum, Lightning Network ospita ora una gamma di applicazioni che vanno dalla DeFi e NFT ai giochi. Il toolkit in continua espansione fornito da Lightning Labs è stato determinante nell'attrarre sviluppatori e nel promuovere l'innovazione all'interno della rete.

Integrazione dello scambio :

Numerosi scambi di criptovaluta stanno integrando il protocollo Lightning Network, una mossa volta ad espandere la sua portata a una base più ampia di trader. Questa integrazione apre la strada ai trader per eseguire prelievi di Bitcoin più piccoli in modo rapido e a costi ridotti.

La strada da percorrere :

Anche se Lightning Network presenta una serie di sfide, l'ecosistema su cui si fonda è in continua evoluzione per migliorarne la robustezza, la scalabilità e l'esperienza utente. La spinta collettiva degli sviluppatori e della comunità sottolinea un futuro promettente per questa soluzione di livello 2.

Cosa sono i pagamenti Lightning?

I pagamenti Lightning, una caratteristica integrante della Lightning Network, forniscono una soluzione innovativa alle tradizionali transazioni Bitcoin offrendo trasferimenti quasi istantanei e a basso costo. Costruito come protocollo di livello 2 sopra la blockchain di Bitcoin, il suo inizio ha rappresentato un punto di svolta per la più ampia comunità crittografica.

Informazioni su Lightning Network e pagamenti:

Fondamentalmente, il Lightning Network è una costellazione di canali di pagamento tra due parti. Questi canali sono il fondamento delle transazioni off-chain, il che significa che non vengono immediatamente aggiunti alla blockchain di Bitcoin, offrendo velocità e discrezione.

Vantaggi rispetto alle transazioni tradizionali:

Il vantaggio principale che i pagamenti Lightning hanno rispetto a quelli tradizionali è la velocità e la convenienza. Poiché evitano la necessità di una convalida immediata della blockchain, sono più veloci e comportano commissioni più basse, rendendoli particolarmente adatti per transazioni più piccole.

Crescita e adozione più ampia:

Il panorama delle criptovalute ha assistito a una crescente adozione dei pagamenti Lightning. Numerosi portafogli, scambi e persino aziende Bitcoin li stanno integrando. Con organizzazioni come Plisio che aprono la strada a soluzioni di livello aziendale, è evidente che Lightning Network non è solo il futuro ma sta ridefinendo il presente delle transazioni crittografiche.

Ti ricordiamo che Plisio ti offre anche:

Crea fatture crittografiche in 2 clic and Accetta donazioni in criptovalute

12 integrazioni

6 librerie per i linguaggi di programmazione più diffusi

19 criptovalute e 12 blockchain

Qualsiasi domanda?

SegWit (Segregated Witness) è un aggiornamento del protocollo per Bitcoin che ha corretto la malleabilità delle transazioni, un problema di vecchia data. Risolvere questo problema ha reso Lightning Network, una soluzione di secondo livello per transazioni veloci e a basso costo, più sicura e più facile da implementare su Bitcoin. In sostanza, sebbene svolgano funzioni diverse, l'implementazione di SegWit ha aperto la strada a una rete Lightning più solida.

Sebbene Lightning Network sia stato progettato principalmente per Bitcoin, il suo protocollo può essere adattato ad altre blockchain. A partire dal mio ultimo aggiornamento, Litecoin è una delle monete degne di nota che si è integrata anche con Lightning Network. Tuttavia, le monete specifiche supportate possono evolversi nel tempo man mano che gli sviluppatori adattano la tecnologia per altre blockchain.

La rete Lightning può teoricamente gestire milioni di transazioni al secondo, poiché la maggior parte delle transazioni sono off-chain. Tuttavia, il numero esatto può variare in base alla topologia della rete e ad altri fattori.

Per inviare Bitcoin a Lightning Network, avrai bisogno di un portafoglio abilitato per Lightning. Crea una fattura Lightning o ricevine una dal destinatario, quindi utilizza il tuo portafoglio per pagare tale fattura, trasferendo effettivamente BTC alla rete Lightning.

Nessuno possiede Lightning Network. È un protocollo decentralizzato, con più entità e individui che contribuiscono al suo sviluppo e funzionamento.

La rete Lightning facilita le transazioni Bitcoin fuori catena attraverso canali di pagamento, consentendo trasferimenti più rapidi ed economici. Una volta finalizzate, le transazioni vengono raggruppate e aggiunte alla blockchain principale.

Non è possibile investire direttamente in LN, ma investire in Bitcoin e in servizi o startup abilitati a LN è un approccio indiretto.

Utilizza un portafoglio abilitato per Lightning, apri un canale di pagamento ed effettua transazioni off-chain istantaneamente.

Il Lightning Network è un protocollo di livello 2 per transazioni Bitcoin più veloci e a basso costo.