Réseau Bitcoin Lightning

Le Lightning Network (LN) a fait des progrès importants tout au long de 2018. L’évaluation du chemin parcouru par la deuxième couche de Bitcoin depuis son lancement révèle des développements impressionnants et un augmentation de l’adoption. Avec actuellement plus de 18000 canaux ouverts et près de 487 BTC au total dans ces canaux, le LN est sur le point de se développer davantage en tant que réseau de paiement P2P viable.

Cependant, le LN est toujours confronté à des obstacles notables avant de pouvoir atteindre son plein potentiel et gagner une adoption accrue par les commerçants et les utilisateurs. La navigation dans les problèmes liés au rééquilibrage des canaux LN et au développement de son espace de conception devrait s’avérer des étapes vitales dans l’adoption future du réseau, et des solutions intéressantes sont proposées..

Réseau Bitcoin Lightning

Le problème du rééquilibrage LN

Le problème du rééquilibrage découle de la conception du canal de paiement bidirectionnel du LN et de l’exigence d’une transaction de financement en chaîne. Le montant qu’un canal est financé par deux parties qui ouvrent un LN hors chaîne est prédéterminé par les parties et est appelé engagement de canal..

Si Alice et Bob ouvrent un canal et qu’Alice dépose 2 BTC tandis que Bob dépose également 2 BTC, alors l’engagement du canal est de 4 BTC. Bob et Alice peuvent échanger des BTC au sein de ce canal hors chaîne autant de fois qu’ils le souhaitent sans frais et règlement quasi instantané.

Cependant, le montant échangé dépend du solde de l’expéditeur, car il ne peut pas dépasser le solde de l’expéditeur, ce qui rend les canaux LN hors chaîne pratiques pour les entités qui financeront le canal avec une valeur plus élevée, car ils interagiront régulièrement via le canal. À l’inverse, l’utilisation du canal LN pour des cas ponctuels est actuellement peu pratique car la transaction de financement et la transaction de clôture du canal nécessitent des frais de chaîne et du temps pour être exécutées..

Là où les limites fonctionnelles du problème de rééquilibrage entrent en jeu, c’est lorsque les utilisateurs cherchent à effectuer des transactions via le LN avec plusieurs parties ou parties avec lesquelles ils n’ont pas de canal ouvert. Si Alice veut ouvrir une chaîne avec Bob, Charlie et Daisy, elle doit ouvrir chaque chaîne individuellement et les financer avec un montant fixe. Elle ne peut traiter de transactions importantes avec aucune des parties car son financement est réparti et verrouillé dans des canaux séparés, ce qui l’oblige à ouvrir et fermer constamment de nouveaux canaux en fonction de la dynamique évolutive de qui elle paie et du montant qu’elle les paie..

Le LN aborde ce problème en permettant aux utilisateurs d’effectuer des transactions via des canaux de paiement enchaînés dans le réseau à l’aide de contrats Hash Time-Locked (HTLC). Les utilisateurs n’ont pas explicitement besoin d’ouvrir des canaux de paiement direct avec d’autres parties avec lesquelles ils souhaitent effectuer des transactions, car les HTLC créent la possibilité que des nœuds intermédiaires entre deux parties en interaction fonctionnent comme des nœuds de routage.

Finalement, le potentiel des HTLC et des nœuds de routage étend la capacité LN au point où les utilisateurs n’auront pas besoin d’ouvrir des canaux directs avec quiconque sur le réseau, et les paiements seront automatiquement acheminés entre les utilisateurs en fonction du protocole. Cependant, le problème du rééquilibrage fait obstacle à la réalisation pratique de cet objectif. Alors quel est exactement le problème?

Si Alice et Bob souhaitent effectuer des transactions sans ouvrir de canal de paiement direct, ils peuvent le faire si Charlie a un canal de paiement ouvert avec les deux..

Alice 2 → 2 Charlie 2 → 2 Bob

Dans l’exemple ci-dessus, Charlie a un solde de 2 BTC avec Alice et Bob (4 BTC au total) tandis qu’Alice et Bob ont tous deux un solde (solde d’envoi) de 2 BTC avec Charlie.

Si Alice souhaite envoyer à Bob 1 BTC sans ouvrir de canal direct avec lui, elle peut le faire via Charlie comme nœud de routage. Cependant, cela nécessite que tous les soldes de la chaîne de paiement soient mis à jour en conséquence, conduisant aux soldes suivants ci-dessous.

Alice 1 → 3 Charlie 1 → 3 Bob

La chaîne de Charlie avec Alice reçoit 1 BTC pour passer à 3 BTC tandis que son solde avec Bob diminue à 1 BTC car il a envoyé 1 BTC (d’Alice) à Bob. Charlie conserve toujours 4 BTC, mais sa chaîne avec Bob a été réduite à 1 BTC. Vous pouvez voir où cela va à mesure que les transactions deviennent plus complexes avec plusieurs parties impliquées.

Finalement, si Alice souhaite envoyer à Bob un autre 1 BTC via le même itinéraire de paiement, Charlie aura 0 BTC dans son solde d’envoi avec le canal partagé avec Bob, désactivant ainsi le canal de routage entre Alice et Bob car il est déséquilibré. Ils pourraient tous simplement fermer leurs chaînes et les rouvrir avec de nouveaux soldes, mais cette méthode ne s’adapte pas bien et présente des inconvénients que les commerçants aimeraient éviter..

Le dilemme qui en résulte est le problème du rééquilibrage, et il devient plus complexe avec de multiples voies de paiement issues de plus d’intermédiaires et de nœuds de routage.

Les nœuds de routage reçoivent de petits frais pour leur travail, le rééquilibrage est donc en grande partie leur objectif dans le contexte du problème. Plusieurs solutions ont été proposées pour surmonter le problème du rééquilibrage, dont beaucoup sont astucieuses et offrent divers avantages et inconvénients.

Résoudre le rééquilibrage LN

Bien qu’il existe plusieurs solutions proposées pour le rééquilibrage dans le LN, aucune d’entre elles n’est parfaite. Fournir un exemple de certains des plus connus offrira un aperçu de l’innovation en cours dans ce domaine. Il existe deux principaux types de méthodes pour contourner les problèmes de rééquilibrage:

  1. Sur chaîne
  2. Hors chaîne

Évaluons deux des méthodes principales; épissage pour les paiements en chaîne et circulaires pour les paiements hors chaîne.

Méthodes en chaîne

La méthode la plus simple consiste à ouvrir et fermer des chaînes, à les rembourser et à recommencer. Cependant, cela coûte à la fois des frais de chaîne et du temps pour chaque canal (ainsi que du temps de confirmation sur la chaîne) que Charlie ferme et ouvre, une solution peu pratique. Une autre solution qui utilise une méthode en chaîne est connue sous le nom d’épissage, qui est un moyen légèrement plus efficace d’exploiter la fonctionnalité d’ouverture / fermeture en chaîne..

Par exemple, utilisons la situation où Charlie se retrouve avec 1 BTC dans sa chaîne avec Bob et Alice souhaite envoyer à nouveau 1 BTC à Bob. Par souci d’exemple, Alice a maintenant 3 BTC dans son canal d’envoi avec Charlie.

Alice 3 → 3 Charlie 1 → 3 Bob

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Alice 2 → 4 Charlie 0 → 4 Bob

Sur la base de cette dynamique, si Alice veut envoyer plus de 1 BTC à Bob, elle ne le peut pas car Charlie n’a plus de BTC dans son solde d’envoi avec Bob. L’épissage permet à Charlie de fermer sa chaîne avec Alice et de la rouvrir en deux étapes.

  1. Épissage
  2. Épissage

Dans l’épissure, Charlie ferme sa chaîne avec Alice et la rembourse avec 3 BTC tout en conservant 1 BTC sur la chaîne, toujours équivalent aux 4 BTC totaux qu’il avait auparavant. Maintenant, la configuration dans le canal ressemblerait à ceci:

Alice 2 → 3 Charlie 0 → 4 Bob

1 BTC sur chaîne (Charlie)

La deuxième étape – l’épissage – est l’endroit où Charlie ferme son canal avec Bob et ajoute le 1 BTC qui est sur la chaîne après l’épissure, conduisant à la dynamique suivante:

Alice 2 → 3 Charlie 1 → 4 Bob

Charlie peut désormais acheminer à nouveau un paiement de 1 BTC ou moins entre Alice et Bob. Cependant, Charlie encourt deux instances distinctes de frais en chaîne pour l’épissure et l’épissure. Les frais encourus expliquent pourquoi Charlie peut facturer de petits frais pour être le nœud de routage entre Alice et Bob.

Dans l’ensemble, l’épissage est plus efficace que la fermeture et la réouverture des canaux entre les parties puisque seul Charlie est impliqué. Malgré son efficacité accrue, il entraîne toujours des coûts en frais et nécessite le temps de confirmation d’une transaction en chaîne, ce qui n’est pas idéal pour les commerçants pour rééquilibrer leur canal. Les structures tarifaires de ce modèle conduisent également à rééquilibrage supplémentaire des complexités.

Méthodes hors chaîne

Une méthode distincte pour le rééquilibrage des canaux utilisant une structure entièrement hors chaîne est connue sous le nom de paiements circulaires, et elle est mieux comprise avec un modèle de paiement légèrement plus complexe. Essentiellement, les paiements circulaires sont des auto-paiements via un chemin de routage spécifié où un nœud se rééquilibre en se payant via des transactions hors chaîne enchaînées plutôt qu’en ouvrant un nouveau canal..

Par exemple, Charlie souhaite rééquilibrer sa chaîne avec Bob dans le tableau ci-dessous. Les paiements circulaires peuvent en fait fonctionner comme un triangle car il doit simplement y avoir un minimum de 3 nœuds impliqués.

Dans l’exemple ci-dessus, Charlie enverrait 1 BTC (dans le sens inverse des aiguilles d’une montre) de sa chaîne avec Alice à lui-même dans le sens des flèches, recevant finalement le 1 BTC dans sa chaîne avec Bob. En conséquence, le solde d’envoi de Charlie avec Bob est désormais de 2 BTC.

Charlie peut ensuite acheminer un paiement de 2 BTC d’Alice à Bob dans le sens inverse (sens horaire). Alice ne peut pas envoyer directement 2 BTC via sa chaîne avec Bob car elle n’a qu’un seul BTC dans la chaîne, mais elle peut utiliser Charlie pour l’envoyer à Bob.

Avec plus de nœuds et de valeurs de canal, le processus peut devenir un écosystème autonome basé sur des structures de frais. Les nœuds de rééquilibrage sont réalisés entièrement hors chaîne sans nécessiter de transactions en chaîne. Un nœud de routage peut rééquilibrer son canal quand il le souhaite, en lançant simplement une transaction vers lui-même.

Cependant, les paiements circulaires sont également accompagnés de leurs mises en garde. Ils entraînent des frais par les nœuds de routage dans le cycle d’auto-paiement. Plus la chaîne de transaction est grande, plus les frais payés sont élevés. Les nœuds n’ont toujours pas besoin d’attendre les délais de confirmation des transactions en chaîne, mais la structure des frais peut devenir compliquée et est plafonnée par les soldes des nœuds de routage dans la chaîne de paiement..

Les commerçants d’un tel écosystème regrouperaient également la plupart des BTC échangés en paiements circulaires s’ils faisaient partie de la chaîne pendant une période prolongée, car ils ne font que recevoir plutôt que payer. Un tel système peut finir par produire un routage concurrentiel et des soldes de canaux inutilement importants par des non-commerçants pour qu’il fonctionne de manière cohérente..

Autres développements dans la LN

Surmonter le rééquilibrage des canaux LN est vital pour la capacité du LN à fonctionner sans que les utilisateurs aient à ouvrir des canaux de paiement direct les uns avec les autres, l’une de ses propriétés les plus puissantes. Imaginez que vous vous rendiez dans un nouveau café ou un restaurant de restauration rapide et que vous deviez ouvrir un canal de paiement et déposer un montant spécifique de BTC à chaque fois. Cette méthode est peu pratique non seulement pour le client mais aussi pour le commerçant.

À terme, ces solutions devraient fonctionner de concert avec d’autres développements pour permettre aux utilisateurs d’effectuer des transactions en toute transparence en utilisant le LN sans avoir à ouvrir un canal direct. La seule exigence serait que le commerçant et le client aient tous deux des portefeuilles Bitcoin compatibles LN.

Au fur et à mesure que le LN progresse, plusieurs autres éléments importants méritent d’être mentionnés. Plus précisément, le LN permet également Micropaiements avec acheminement des oignons pour une confidentialité améliorée de la couche réseau et Lightning Labs a fait des progrès dans la mise à jour du Sécurité de leur LN application de bureau sorti en septembre.

Pour le moment, l’expérience utilisateur du LN est principalement orientée vers les développeurs. Un obstacle technique élevé à l’adoption est naturel avec les technologies émergentes, mais l’interface utilisateur / UX s’améliore rapidement avec le LN déjà. Pierre Rochard fournit d’excellents guides sur l’utilisation du LN, en particulier avec Joule – la nouvelle extension LN Chrome.

Swaps sous-marins

Lire: Que sont les swaps sous-marins?

En outre, la progression des échanges de sous-marins devrait également faciliter le remplissage des canaux et l’interopérabilité, une considération importante pour accroître la flexibilité du LN parmi les commerçants. L’inclusion récente de Blockstream de compatible satellite Les micropaiements LN constituent également une autre avancée significative pour les utilisateurs sans connexion Internet, ouvrant la puissance de LN à de nombreuses personnes sans accès bancaire..

Le LN de Bitcoin fait des progrès notables en matière de développement et d’adoption. Le rééquilibrage des canaux dans les chaînes de routage présente un obstacle pour que le réseau atteigne son plein potentiel mais devrait finir par se révéler un ralentisseur dans son accélération vers une couche de paiements P2P viable et omniprésente.

Mike Owergreen Administrator
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