Lightning Network: cos’è e come funziona

Lightning Network è la grande promessa del bitcoin, che renderà più veloce e facile la diffusione del Bitcoin come mezzo di pagamento destinato alla massa.

In effetti, malgrado gli oltre 10 anni passati dal suo lancio, Bitcoin ha ancora di questi problemi.

Vediamo dunque cos’è Lightning Network, come funziona Lightning Network e altre questioni relative alla piattaforma.

Cos’è Lightning Network

Il Lightning Network è un protocollo di pagamento di “livello 2” progettato per essere approcciato a una criptovaluta basata su blockchain.

Ha lo scopo di consentire transazioni veloci tra i nodi partecipanti ed è stato proposto come soluzione al problema della scalabilità di Bitcoin.

È dotato di un sistema peer-to-peer per effettuare micropagamenti di criptovaluta attraverso una rete di canali di pagamento bidirezionali senza delegare la custodia dei fondi.

Il normale utilizzo del Lightning Network consiste nell’aprire un canale di pagamento impegnando una transazione di finanziamento sulla relativa blockchain di base (livello 1). Seguita dall’effettuazione di un numero qualsiasi di transazioni Lightning Network che aggiornano la distribuzione provvisoria dei fondi del canale senza trasmetterli al blockchain.

Seguita ancora opzionalmente dalla chiusura del canale di pagamento trasmettendo la versione finale della transazione di regolamento per distribuire i fondi del canale.

Lightning Network : Riepilogo

👍 Cos’ è ?	Protocollo di pagamento di “livello 2” progettato per consentire transazioni veloci.
✅ Caratteristiche	Scalabilità / Velocità transazioni
👍 Tecnologia	Peer to Peer
💡Affidabilità	Massima
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Lightning Network: il progetto

Joseph Poon e Thaddeus Dryja hanno pubblicato una bozza del white paper di Lightning Network nel febbraio 2015.

Lightning Network è stato approvato dall’imprenditore di pagamenti mobili Jack Dorsey.

Il 19 gennaio 2019, l’utente Twitter pseudonimo hodlonaut ha iniziato un test promozionale simile a un gioco della rete Lightning inviando 100.000 satoshi (0,001 bitcoin) a un destinatario fidato in cui ogni destinatario ha aggiunto 10.000 satoshi ($ 0,34 al momento) da inviare al successivo destinatario fidato.

Il pagamento della “lightning torch” ha raggiunto personalità importanti tra cui il CEO di Twitter Jack Dorsey, il CEO di Lightning Labs Elizabeth Stark e il CEO di Binance “CZ” Changpeng Zhao, tra gli altri. E’ stata superata 292 volte prima di raggiungere il limite precedentemente codificato di 4.390.000 satoshi.

Il pagamento finale della lightning torch è stato inviato il 13 aprile 2019 come donazione di 4.290.000 satoshi (217,78 dollari all’epoca) a Bitcoin Venezuela, un’organizzazione no-profit che promuove bitcoin in Venezuela.

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Come funzionano le transazioni Bitcoin

Andreas Antonopoulos ha definito Lightning Network una rete di routing di secondo livello.

I canali di pagamento consentono ai partecipanti di trasferire denaro tra loro senza dover rendere pubbliche tutte le loro transazioni sulla blockchain. Questo viene fatto penalizzando i partecipanti non collaborativi. Quando si apre un canale, i partecipanti devono impegnare un importo (in una transazione di finanziamento, che è sulla blockchain).

Le estensioni di script basate sul tempo come CheckSequenceVerify rendono possibili le sanzioni.

Queste le parole con cui Antonopoulos ha presentato il progetto:

“Se presumiamo una vasta rete di canali sulla blockchain di Bitcoin, e tutti gli utenti di Bitcoin partecipano a questo grafico avendo almeno un canale aperto sulla blockchain di Bitcoin, è possibile creare una quantità quasi infinita di transazioni all’interno di questa rete Le uniche transazioni che vengono trasmesse prematuramente sulla blockchain di Bitcoin sono con controparti di canale non cooperative.”

La proposta di miglioramento Bitcoin CheckSequenceVerify (CSV) descrive in dettaglio come i contratti Hash Time-Locked vengono implementati con CSV e utilizzati in Lightning: BIP 0112.

CheckSequenceVerify cos’è

Si tratta di un blocco temporale relativo che opera a livello di script. Ciò ci permette di definire il momento esatto in cui terminerà un blocco su una determinata transazione. Con BIP 112 è stato definitivamente aggiunto al sistema Bitcoin.

L’utilità CheckSequenceVerify abilita funzionalità avanzate per sistemi di costruzione come canali di pagamento de Rete Lightning (LN). Inoltre consentirà in futuro di creare funzionalità avanzate per la gestione decentralizzata dei fondi, utili per scambi decentralizzati (DEX) o servizi di scambio P2P assicurazione.

Allo stesso modo, anche se il modo di operare CheckSequenceVerify (CSV) è abbastanza simile a quello di CheckLockTimeVerify (CLTV), in CSV lo stack superiore viene controllato con il campo di input, invece di controllare l’ora come nel caso di CLTV.

In tal modo, i blocchi temporali relativi come CheckSequenceVerify possono contrassegnare una transazione come non valida. E per questo monitorano che sia trascorso l’intervallo di tempo stabilito da quando sono state confermate le precedenti uscite della transazione.

Detta in soldoni, i relativi blocchi temporali ci consentono di definire esattamente il tempo che deve trascorrere prima che una transazione possa essere confermata. A differenza dei blocchi temporali assoluti che definiscono il momento esatto (numero di blocco o data e ora) in cui terminerà il blocco sulla transazione.

Le transazioni Bitcoin con Lightning Network

Partiamo da ciò che avviene normalmente nelle transazioni di criptovalute.

Il funzionamento della Blockchain di Bitcoin

Nel momento in cui un soggetto A invia un certo ammontare di Bitcoin (BTC) ad un soggetto B, le informazioni che compongono tale transazione, ancora non validata dalla rete del BTC, vengono propagate attraverso il network di computer che partecipano all’infrastruttura del BTC.

Ad occuparsene sono i cosiddetti miners, i quali raccolgono una serie di transazioni in sospeso che non può superare 1 MB di peso. I miners entrano in competizione per verificare che tali transazioni siano effettivamente valide.

Cosa fanno i miners nel concreto? Controllano che:

1. A abbia effettivamente a disposizione l’ammontare di BTC che intende trasferire
2. A non stia cercando di inviare questo ammontare contemporaneamente a più soggetti terzi.

Un miner, per poter svolgere il suo compito, usa una grande potenza di calcolo per effettuare questi controlli. E necessita di una remunerazione per essere incentivato a svolgere il suo ruolo di validatore.

L’incentivo consiste nell’arrivare per primi nella validazione del blocco ed è in parte composta da BTC di nuova generazione ed in parte dalle commissioni associate ad ognuna delle transazioni incluse nel blocco validato.

Solitamente, un blocco di transazioni viene validato (“minato”) ogni 10 minuti ed aggiunto alla catena di blocchi precedentemente validati dal network (blockchain).

Dunque, abbiamo riassunto in estrema sintesi come avviene la validazione dei blocchi dei bitcoin. Ed è qui che sopraggiungono vari problemi:

• Il mining di un blocco avviene in media ogni 10 minuti
• Un blocco può pesare massimo 1MB di dimensioni
• La dimensione di una semplice transazione è di circa 250 byte

Tutti questi fattori, sommati tra loro, fanno capire perché le transazioni in bitcoin siano lente e diano problemi a “colli di bottiglia”.

La velocità di accumulo delle transazioni non confermate supera la velocità con la quale i miner riescono a validare le transazioni stesse. Per ovviare a ciò, gli utenti finiscono per offrire commissioni più alte ai miners affinché validino più velocemente i blocchi che li riguardano. Creando anche un sistema poco democratico.

Il risultato finale risulta essere quello per cui una blockchain finisce per diventare lenta ed economicamente sconveniente da utilizzare.

Canali di pagamento Bidirezionali

Ed è qui che subentra il Lightning Network, per risolvere tali problemi.

Il Lightning Network (LN) parte dal presupposto che le transazioni che vengono effettuate da un individuo avvengono sempre con le stesse persone. Per pagare spese abituali: l’affitto di casa, la colazione al bar, l’happy hour con i colleghi dopo lavoro, il barbiere una volta al mese, il pagamento di una bolletta mensile o bimestrale.

Il LN consente quindi di aprire un canale di pagamento diretto tra 2 soggetti i quali vincoleranno a tale canale di pagamento un ammontare arbitrario di BTC.

Il canale di pagamento e le somme vincolate ad esso vengono registrati sulla blockchain, ma tutte le transazioni che prevedono una semplice redistribuzione delle cifre vincolate vengono gestite fuori dalla blockchain, attraverso il LN.

Il canale può essere chiuso quando si vuole, con il saldo delle transazioni che sarà registrato sulla blockchain del BTC.

Ma non solo. Il Lightning Network consente altresì il trasferimento di BTC off-blockchain anche quando 2 soggetti non siano direttamente collegati tra loro da un canale di pagamento. Ma entrambi sono collegati da una terza persona in comune. Sarà quest’ultima che fungerà da ponte tra le due. Con A che invierà soldi a B, inviandoli prima a C. Sarà quest’ultima, poi, ad inviarla a B.

Per creare un canale di pagamento bidirezionale, le parti coinvolte devono prima concordare una transazione di apertura. Cioè determinare quanti bitcoin vengono depositati nel canale da ciascuna delle due parti.

Per aprire il canale, due parti inviano un quantitativo di bitcoin ciascuno a un indirizzo multisig 2 di 2. Questa viene considera come la transazione di apertura. I bitcoin potranno essere spesi al di fuori di questo indirizzo solamente se le 2 parti firmano la transazione. Dando di fatto il loro consento. Inoltre, entrambe le parti creano un segreto, ovvero una stringa di numeri, e si scambiano il relativo hash.

Dopo aver messo in atto scambi di operazioni d’impegno “semi-valide”, entrambi firmano le transazioni e trasmettono l’operazione d’apertura alla blockchain per assicurarsi che essa venga registrata. A questo punto il canale è finalmente aperto.

Nessuna delle parti firma e trasmette completamente la propria parte delle transazione.

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Come funziona Lightning Network, second layer di bitcoin

Tuttavia sorge spontanea una domanda: cosa impedisce a Bob di trasmettere la vecchia transazione così da ottenere sei bitcoin invece che cinque? Ciò che impedisce a Bob di effettuare tale operazione è il suo primo segreto, posseduto ora da Alice.

Bob quindi non può più firmare e trasmettere la vecchia transazione perché Alice conosce il primo segreto di Bob. Se Bob firmasse e trasmettesse quella transazione, invierebbe immediatamente quattro bitcoin ad Alice e dovrebbe attendere 1000 blocchi per rivendicare i suoi sei bitcoin. Ma dato che Alice ora possiede il segreto, potrebbe sfruttare il tempo di attesa dei mille blocchi per firmare la vecchia transazione e dunque rivendicare gli altri sei bitcoin oltre ai quattro che ha già ricevuto.

E dal momento che Bob possiede anche il segreto di Alice, è possibile eseguire tale procedura anche sul proprio reciproco. Se Alice cerca di firmare e trasmettere una vecchia transazione, Bob può rubare tutti i bitcoin nel canale.

Questo implica quindi che sia Alice che Bob siano fortemente incentivati a firmare e trasmettere solo lo stato più recente del canale. Un vero e proprio meccanismo di fair play e fiducia reciproca.

Cosa cambia per le negoziazioni

Con il Lightning Network non si rende necessari la macchinosa validazione delle transazioni vista prima, ma solo una conferma sia da parte del soggetto che invia BTC, sia dal soggetto che li riceve. Dunque, tutto diventa veloce e senza commissioni.

Il sistema Proof of Work

Il sistema (o protocollo o funzione) proof-of-work (POW) è una misura economica che ha l’obiettivo di disincentivare gli attacchi denial of service (traducibili in negazione di servizio) e altri abusi di servizio, imponendo alcuni lavori dal richiedente del servizio.

Si tratta di schemi asimmetrici: il lavoro deve essere moderatamente complesso per il richiedente ma facilmente controllabile per il fornitore del servizio (service provider).

Un sistema famoso, usato anche nella creazione di moneta Bitcoin è l’hashcash, che usa inversioni di hash parziali per verificare che il lavoro sia fatto, come token di buona volontà da inviare via e-mail.

Viene utilizzato da diverse criptovalute per raggiungere un accordo decentralizzato tra diversi nodi nel processo di aggiunta di un blocco specifico alla blockchain.

Hashcash (SHA-256) è la funzione Proof of Work utilizzata dal Bitcoin. Il Proof of Work alla fine produce un singolo pezzo di dati che si adatta all’interno del protocollo Bitcoin.

Il Proof of Work viene sempre più sostituito dal Proof of Stake (PoS), che inquina molto meno ed è più veloce.

Come fare trading su Bitcoin

Ma come possiamo fare per fare trading su Bitcoin? Abbiamo tre strade principali davanti a noi:

• Mining: il processo visto prima, ma è diventato sempre più complicato, tanto che sono nate grandi società che si occupano di mining. Chiamate Mining Pool. Con sede nei paesi con costi di energia elettrica bassi.
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Diciamo che delle 3 modalità, la più consigliabile è proprio la terza. Ma su quali piattaforme? Eccone 3 che ci sentiamo di consigliarti:

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Domande Frequenti su Lightning Network

Conclusioni

A oltre 10 anni di distanza del lancio della prima criptovaluta basata su Blockchain, i problemi principali restano sempre i costi delle commissioni e la lentezza con la quale le transazioni avvengono.

Il Lightning Network mira a superare entrambe le problematiche, creando canali bidirezionali che mettono direttamente in contatto 2 parti, senza che vi sia bisogno di una ulteriore validazione.

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