Что такое фабрики каналов в Lightning Network?

768
Просмотры
Как работает Lightning Network и в чем преимущества протокола

Фабрики каналов — это промежуточный слой между блокчейном биткоина и Lightning Network. Он был предложен Конрадом Берчертом, Кристианом Декером и Роджером Ваттенхофером в статье в 2017 году. Изначально концепция называлась «Масштабируемое финансирование каналов для микроплатежей для биткоин-сетей каналов».

Фабрики предназначены для уменьшения внутрисетевых транзакций, необходимых для открытия и закрытия каналов LN. Эти каналы представляют собой нечто похожее на магистрали. Они помогают пользователям свободно открывать и закрывать платежные каналы, не загружая основную сеть. Это важно, если LN масштабируется до миллионов пользователей.

Суть каналов в LN

Чтобы открыть канал LN между двумя участниками, нужно провести транзакцию для его финансирования, где замораживается BTC в блокчейне биткойнов. Как только канал открыт и подкреплен монетами на основном блокчейне, пользователи могут обмениваться BTC бесконечное число раз в пределах баланса в канале.

Необходимо надежно обновлять баланс канала без задействования транзакции на блокчейне. Если все транзакции будут попадать на блокчейн, пропускной способности биткоина не хватит.

С увеличением числа пользователей LN возрастает число каналов, а значит, растет количество транзакций внутри сети. Необходимо решить проблему с записью транзакций.

Если 1000 активных пользователей LN открывают по 5 каналов каждый, это создает 10000 транзакций в цепочке (5*2, так как канал двунаправленный). На каждом канале фиксированное число BTC, которые заморожены на счете в основной сети. Это неудобно при перебалансировке каналов.

В концепции фабрики каналов рассматриваются эти проблемы. В этом случае пользователи могут создавать произвольное количество каналов в составе группы:

«Для группы из 20 пользователей со 100 внутригрупповыми каналами стоимость транзакций блокчейна снижается на 90% по сравнению со 100 обычными каналами микроплатежей, открытыми в блокчейне. Число может быть увеличено до 96%, если биткоин введет подписи Шнорра с агрегацией подписей».

Включение подписей Шнорра в протокол биткоина уже решено, так что у биткоина есть условия для создания более компактных транзакций через фабрики каналов.

Фабрики каналов

Фабрика каналов состоит из разных каналов микроплатежей, которые принадлежат группе участников. Они создают и закрывают оффчейн каналы без переноса данных на блокчейн. Это происходит таким образом:

  • средства передаются группе пользователей, когда как в классическом варианте — получателю на конце канала,
  • средства можно перемещать по каналу через несколько транзакций,
  • сотрудничающая группа снижает риск плохой связи.

Фабрика блокирует средства многосторонних каналов, используя «hook transaction», которая открывает право совместной собственности на внесенные средства. Финансирование каналов идет через «распределение», когда одна или несколько последовательных транзакций извлекают заблокированные средства многостороннего канала.

«Хук» позволяет выводить свои средства из канала, если другие стороны перестают сотрудничать. Открытие вторичных платежных каналов внутри фабрики каналов происходит практически мгновенно, поскольку сама фабрика каналов имеет достаточное количество подтверждений. Это каналы внутри канала.

Также фабрики каналов используют временные блокировки и дерево недействительности (только одна ветвь может транслироваться после истечения временных блокировок). Это делается для безопасности, чтобы ни одна сторона не могла произвольно тратить средства.

Эффект от введения фабрик каналов в LN.

  • Фабрики значительно улучшают LN, снимая некоторые ограничения по балансам. В общем канале сохраняется доля каждой стороны, но распределение делает процесс передачи балансов легче.
  • В последствии фабрики помогут перемещать средства между адресами, создавать и удалять каналы без нагрузки на блокчейн биткоина.
  • Большие фабрики потенциально могут ускорить оплату между узлами в одной группе, даже если между ними нет прямых открытых каналов.
  • Концепция делает сеть более распределенной и в то же время ликвидной.

Принятие Lightning Network быстро набирает обороты, и фабрики каналов являются практическим инструментом для лучшей масштабируемости сети за счет повышения эффективности.