Przemysł blockchain stale się rozwija, a rozwiązania związane ze skalowalnością zajmują centralne miejsce w rozwiązywaniu ograniczeń głównych sieci blockchain. Wśród tych innowacji, kanały płatności warstwy 2 stały się przełomowym rozwiązaniem problemów ze skalowalnością, z którymi borykają się główne sieci blockchain, takie jak Bitcoin i Ethereum. Te kanały reprezentują znaczący krok naprzód w przetwarzaniu transakcji, oferując zwiększoną prędkość i obniżone koszty przy zachowaniu gwarancji bezpieczeństwa podstawowego blockchain.
Czym są kanały warstwy 2?
Kanały warstwy 2 działają jako połączenia peer-to-peer między dwiema stronami, umożliwiając im przeprowadzanie nieograniczonej liczby transakcji poza łańcuchem przy jedynie dwóch wymaganych transakcjach w łańcuchu.
Pierwsza transakcja ustanawia połączenie między głównym łańcuchem (warstwa 1) a kanałem (warstwa 2), podczas gdy druga transakcja zamyka to połączenie i zapisuje stan końcowy. Dzięki temu innowacyjnemu podejściu znacznie poprawia się szybkość i efektywność transakcji, ponieważ większość transakcji odbywa się poza głównym blockchainem, co zmniejsza zatory sieci, opłaty i opóźnienia, które często są zmorą rozwiązań warstwy 1.
Dwa typy kanałów warstwy 2: Kanały stanowe vs. Kanały płatności
Choć zarówno kanały stanowe, jak i kanały płatności działają na podobnych zasadach, pełnią różne funkcje w ekosystemie blockchain. Kanały stanowe obsługują ogólne aktualizacje stanu w sieci blockchain, wykraczając poza typowe transakcje płatnicze.
Weźmy pod uwagę scenariusz, w którym dwóch graczy chce zagrać w grę szachową na blockchainie Ethereum. Najpierw stworzą multisig smart kontrakt zawierający zasady gry, informacje o graczach i nagrodę. W miarę postępu gry każdy ruch generuje transakcję poza łańcuchem zapisaną w smart kontrakcie. Po zakończeniu gry gracze zamykają kanał, podpisując stan końcowy i przesyłając go do kontraktu multisig, gdzie zwycięzca otrzymuje nagrodę.
Z kolei kanały płatności koncentrują się wyłącznie na transakcjach finansowych. Sieci takie jak Lightning Network Bitcoina i Raiden Ethereum demonstrują tę specjalizację tj. aplikację.
Te kanały umożliwiają nieograniczoną ilość transakcji peer-to-peer bez angażowania głównej sieci blockchain aż do momentu zamknięcia kanału. Proces zaczyna się od tego, że uczestnicy deponują środki w portfelu multisig, co umożliwia kolejne transakcje poza łańcuchem. Aby zapobiec oszustwom, systemy te wdrażają mechanizmy karnych, zgodnie z którymi próba oszustwa skutkuje utratą wszystkich środków na rzecz uczciwej strony.
Jak używać kanału płatności warstwy 2 w swojej firmie?
Wdrażanie kanałów płatności warstwy 2 w operacje biznesowe wymaga zrozumienia technicznych zawiłości systemu. Przyjrzyjmy się, jak dwaj partnerzy biznesowi, Sarah i Michael, mogą ustanowić i obsługiwać kanał płatności dla swoich regularnych transakcji.
Aby zainicjować kanał płatności, Sarah (inicjatorka) tworzy transakcję finansującą, wpłacając 10 BTC na adres wielosignatury. Ta kwota reprezentuje pojemność kanału, określając maksymalną wartość, jaką można przetransferować w danym momencie.
Jednak przed opublikowaniem tej transakcji finansującej Sarah musi zabezpieczyć transakcję zwrotną podpisaną przez Michaela. Ten kluczowy krok zapewnia, że może odzyskać swoje środki, jeśli Michael stanie się nieodpowiedzialny lub niechętny do współpracy.
Kanał działa poprzez transakcje zobowiązaniowe, które reprezentują bieżący podział salda między Sarah a Michaelem. Na przykład, jeśli Sarah płaci Michaelowi 2 BTC za usługi doradcze, tworzą i podpisują nowe transakcje zobowiązaniowe odzwierciedlające zaktualizowane saldo: 8 BTC dla Sarah i 2 BTC dla Michaela. Transakcje te zawierają zaawansowane mechanizmy timelock i sekrety odwołania, aby zapobiec oszukańczemu zachowaniu.
Protokół bezpieczeństwa wdraża system karny, gdzie próba przesłania zaktualizowanej transakcji zobowiązaniowej skutkuje utratą wszystkich środków na rzecz uczciwej strony. Ten mechanizm zapewnia finalność transakcji bez potrzeby zaufania między stronami. Każda nowa transakcja obejmuje wymianę sekretów odwołania, efektywnie unieważniając poprzednie transakcje zobowiązujące i utrzymując integralność kanału.
Zamykanie kanału może nastąpić na trzy sposoby: za obopólną zgodą, jednostronne zamknięcie lub wymuszenie kary. W przypadku zamknięcia za zgodą obydwie strony zgadzają się na opublikowanie ich końcowego salda, co skutkuje najbardziej efektywnym i opłacalnym rozwiązaniem. Jednostronne zamknięcie następuje, gdy jedna strona staje się nieaktywna, co wymaga od aktywnej strony opublikowania swojej ostatniej transakcji zobowiązującej i czekania na wygaśniecie limitu czasu. Wymuszenie kary jest stosowane, gdy jedna strona próbuje oszukać, publikując nieaktualną transakcję, co pozwala uczciwej stronie na przejęcie wszystkich środków poprzez mechanizm odwołania.
Prawdziwa siła kanałów płatności ujawnia się, gdy są one zintegrowane z większymi sieciami kanałów płatności. Na przykład, Sarah mogłaby przesyłać płatności do Rachel poprzez węzły pośrednie, takie jak Michael i Emma, nawet bez bezpośredniego połączenia kanałowego. Ta zdolność do routingu wykorzystuje kontrakty Hashed Timelock (HTLCs), aby zapewnić bezpieczne i atomowe transakcje przez wiele kanałów, znacznie rozszerzając użyteczność sieci przy jednoczesnym zachowaniu bezpieczeństwa i efektywności.
Wdrażając kanały płatności, firmy muszą wziąć pod uwagę pojemność kanału, dystrybucję płynności i wymagania dotyczące monitorowania. Prowadzenie węzła lub korzystanie z usług nasłuchiwania (watchtower) staje się niezbędne do ochrony przed próbami oszukańczymi zamknięcia. Inwestycja w tę infrastrukturę zwraca się jednak wielokrotnie dzięki dramatycznie obniżonym kosztom transakcji i możliwościom natychmiastowego rozliczenia, czyniąc ją atrakcyjnym rozwiązaniem dla firm wymagających częstych transakcji blockchainowych.
Jakie korzyści płyną dla firm z integracji Lightning Network?
Dla firm dążących do integracji kanałów płatności warstwy 2 Sieć Lightning, oferuje cztery kluczowe zalety, które sprawiają, że jest szczególnie atrakcyjna. Po pierwsze, znacznie poprawia skalowalność poprzez przesuwanie transakcji poza główny blockchain, co pozwala firmom na przetwarzanie wielu transakcji bez zatorów w sieci Bitcoin. Po drugie, umożliwia niemal natychmiastowe transakcje, eliminując długie czasy oczekiwania zwykle związane z transferami Bitcoin. Po trzecie, wspiera mikropłatności, co umożliwia firmom przetwarzanie transakcji o małej wartości bez nadmiernych opłat.
Wreszcie, wymaga znacznie mniej energii niż tradycyjne transakcje Bitcoin, co przemawia do firm świadomych ekologicznie.
Wyobraź sobie kawiarnię wdrażającą sieć Lightning do codziennych transakcji. Zamiast przetwarzać każdy zakup kawy na głównym blockchainie, co mogłoby zająć godziny i wiązać się z wysokimi opłatami, sklep może ustalić kanały płatności z regularnymi klientami. Te kanały pozwalają na natychmiastowe płatności przy minimalnych opłatach, co znacznie poprawia doświadczenie klienta przy jednoczesnym obniżeniu kosztów operacyjnych. Gdy saldo kanału się wyczerpie, klienci mogą je doładować lub zamknąć kanał, a wszystkie transakcje zostaną skonsolidowane i zarejestrowane na głównym blockchainie.
Jednak firmy muszą starannie rozważyć pewne wyzwania związane z wdrożeniem. Początkowa konfiguracja kanałów płatności wymaga wstępnej inwestycji i wiedzy technicznej. Dodatkowo, firmy muszą zarządzać ryzykiem związanym z kontrahentami oraz utrzymywać odpowiednią płynność kanałów. Aby zminimalizować te ryzyka, wiele firm korzysta z usługodawców Lightning i wież strażniczych, które monitorują kanały w poszukiwaniu potencjalnych oszustw lub problemów technicznych.
Pomimo tych wyzwań, przyjęcie Lightning Network nadal rośnie, z ponad 5400 BTC zablokowanymi w sieci i około 75700 aktywnych kanałów.
Ekosystem nowo obejmuje przyjazne dla użytkownika mobilne portfele, takie jak Breez i Wallet of Satoshi, co czyni go coraz bardziej dostępnym dla firm każdej wielkości. Przy kosztach transakcji średnio wynoszących zaledwie 0,0016 satoshi, sieć stanowi atrakcyjne rozwiązanie dla firm, które chcą przyjąć wydajne płatności kryptowalutowe, jednocześnie zachowując korzyści z bezpieczeństwa i decentralizacji sieci Bitcoin.
Dla firm rozważających integrację, kluczowe jest rozpoczęcie od małej skali, być może otwierając ograniczoną liczbę kanałów płatności z regularnymi klientami i stopniowo rozszerzając je w miarę wzrostu pewności co do systemu. Taki umiarkowany podejście pozwala firmom uczyć się na doświadczeniu przy jednoczesnym minimalizowaniu potencjalnych ryzyk i wyzwań technicznych.