Les principaux défis actuels auxquels est confronté le Lightning Network

Auteur : RGB++ Fans ;; Source : ByteDance CKB

Dans l’article précédent “Comment fonctionne le Lightning Network (2)”, nous avons exploré le fonctionnement du réseau de paiement Bitcoin (Lightning Network). Fondamentalement, le Lightning Network est un système de canaux de paiement soigneusement conçu, qui relie les canaux de paiement les uns aux autres pour former un vaste et interconnecté réseau de paiement, permettant à des parties non directement connectées de se payer mutuellement via des routes multi-sauts, tandis que des contrats tels que HTLC et PTLC garantissent la sécurité de l’itinéraire.

Après des années de développement, malgré les progrès technologiques et l’expérience utilisateur réalisés par le Lightning Network, nous devons faire face à une réalité : il n’a pas encore atteint un niveau d’adoption à grande échelle. Dans cet article d’aujourd’hui, nous nous concentrerons sur un défi clé auquel est actuellement confronté le Lightning Network : le problème de Liquidité. Ce problème peut être subdivisé en deux aspects : d’une part, une liquidité globale insuffisante dans le réseau, et d’autre part, le problème de répartition de la liquidité.

Le manque de liquidité dans le réseau dans son ensemble

Selon les dernières données statistiques de la mempool, BTCLightning Network compte actuellement 12 389 nœuds et 48 000 canaux de paiement, pour une capacité totale de 5 311,8 BTC.

Le réseau Lightning est un réseau de Liquidité P2P, s’il veut vraiment être largement adopté, que ce soit le nombre de Nœuds, le nombre de canaux ou la capacité des canaux, il doit encore augmenter de façon spectaculaire, voire de 01928374656574839201 fois. Alors, comment attirer plus de Nœuds à rejoindre le réseau ?

Premièrement, il est crucial de réduire les barrières à l’entrée et à la maintenance des nœuds Lightning NetworkNœudGoutte, afin de permettre aux utilisateurs ordinaires sans compétences techniques de les exécuter facilement. Dans l’écosystème BTC, de nombreuses équipes ont déjà lancé des appareils matériels plug-and-play, tels que la boîte matérielle d’Umbrel, qui prend en charge l’exécution de nœuds BTCLightning NetworkNœud, ainsi que Fi5Box, qui prend en charge non seulement BTCLightning Network, mais également d’autres nœuds Lightning Network (comme le réseau Fiber de CKB). Ils offrent aux utilisateurs des solutions de nœuds Lightning NetworkNœud sans maintenance.

Deuxièmement, l’introduction d’incitations supplémentaires est essentielle pour faire entrer le Lightning Network dans un cercle vertueux. **Une fois que le Lightning Network a ouvert un canal, les fonds sont bloqués, si Alice veut être un fournisseur de services Lightning Network (LSP) et veut ouvrir un canal avec 100 personnes, et que chaque canal met 1 BTC, alors 100 BTC doivent être verrouillés. Le 100 BTC ne générera du rendement que lorsqu’il est en liquidité, et non lorsqu’il est au repos, car le rendement du Lightning Network Nœud est principalement dérivé des frais. Les frais sont facturés sous la forme de « Frais de base + Taux de frais », où les frais de base sont des frais fixes facturés par Lightning Network Nœud pour chaque facture de transaction, quel que soit le montant de la transaction, et le tarif par Satoshi est le pourcentage des frais facturés pour chaque Satoshi de la facture de transaction.

Selon les statistiques de mempool, le coût de base moyen du BTCLightning Network est actuellement de 950 mSat (soit 0,95 Satoshi), avec un taux moyen de frais de 764 ppm par Satoshi (soit 0,000764 Sat par Satoshi), ce qui signifie que les frais reçus par le Nœud de routage pour une transaction de 10 000 Satoshi (0,0001 BTC, environ 6,5 dollars actuellement) sont inférieurs à 9 Satoshi. De plus, le volume actuel du Lightning Network n’est pas élevé, et de nombreuses transactions ne nécessitent pas de passer par un Nœud de routage (c’est-à-dire que les deux parties de la transaction ont directement un canal de paiement). Par conséquent, pour les détenteurs de BTC qui souhaitent investir, la première option n’est pas de placer leurs BTC dans le Lightning Network pour gagner des frais, mais de prêter sur une plateforme d’échange ou de participer à des projets émergents pour le Staking/Restaking.

Si des mécanismes d’incitation supplémentaires peuvent être introduits pour inciter davantage de personnes à exécuter des nœuds du Lightning Network ou à devenir des fournisseurs de services Lightning (LSP), et inciter davantage de détenteurs de BTC à déposer leurs BTC dans le Lightning Network pour gagner des récompenses, le problème de liquidité du réseau pourrait être résolu, rendant le Lightning Network encore plus convivial. Une fois que le Lightning Network sera plus convivial, il attirera davantage d’utilisateurs, ce qui entraînera plus de transactions, augmentera les revenus des frais de routeurs de nœuds et incitera davantage de personnes à devenir des fournisseurs de services Lightning (LSP)… En fin de compte, cela permettra au Lightning Network d’entrer dans un cercle vertueux.

Actuellement, dans l’écosystème BTC, UTXO Stack a annoncé sa transformation en une couche Lightning Networkstake, en fournissant une meilleure Liquidité et un meilleur modèle de revenus pour Lightning Network grâce à la Décentralisationstakeprotocole. En même temps, UTXO Stack lancera un mécanisme d’incitation Jeton pour encourager les utilisateurs à stake BTC afin de renforcer la Liquidité des canaux de paiement Lightning Network.

Problème de répartition de la Liquidité

Même si le problème de Liquidité globale est résolu, la répartition efficace de cette Liquidité reste un défi.

Nous prenons l’exemple du paiement d’Alice à Carol via le nœud de routage Nœud, supposons qu’au départ, Alice et Carol ont chacun 20 000 Satoshi dans le canal, et Bob a 10 000 Satoshi dans chaque canal. Après plusieurs transactions, la répartition des soldes dans les canaux est la suivante (pour simplifier, nous ne considérons pas les frais prélevés par le nœud de routage Nœud).

Si Alice et Carol continuent à faire affaire dans un avenir proche et qu’Alice doit encore effectuer un paiement à Carol, que doit-elle faire ? Bob ne peut plus acheminer le paiement (c’est-à-dire que Bob ne peut plus transférer de fonds à Carol via leur canal). Il doit rééquilibrer son propre canal.

Ce genre de situation est très courant pour les Nœud de routage dans le réseau Lightning. Les opérateurs de Nœud doivent constamment équilibrer la Liquidité entre leurs propres canaux, sinon, s’il n’y a pas de fonds de votre côté du canal, vous ne pourrez pas effectuer de paiement; s’il y a des fonds uniquement de votre côté du canal, vous ne pourrez pas recevoir de paiement.

Dans l’exemple ci-dessus, l’une des méthodes consiste à fermer directement le canal entre Bob et Carol et à ouvrir un nouveau canal, mais cette méthode n’est pas économique car la transaction de fermeture de canal et d’ouverture de canal doit être effectuée on-chain et doit payer des frais de BTCfrais de gas. La conception initiale de Lightning Network est de réduire les opérations off-chain, de mettre autant de transactions que possible dans les canaux off-chain, et si Lightning Network a des centaines de millions de canaux à ouvrir et à fermer chaque jour, le chaîne de blocs BTCBloc sera constamment congestionnée et les frais de gas seront exorbitants.

Pour ce faire, la communauté BTC a proposé plusieurs solutions innovantes pour résoudre le problème de répartition de Liquidité :

Submarine Swap (Échange de sous-marins)

En termes simples, Submarine Swap permet à l’utilisateur d’envoyer des BTC du canal à des fournisseurs de services d’échange dans le Lightning Network, tandis que les fournisseurs de services d’échange envoient la quantité correspondante de BTC à l’Adresse de réception BTC hors chaîne, ou inversement, l’utilisateur envoie des BTC hors chaîne au fournisseur de services d’échange, qui envoie des BTC du canal au Nœud de réception spécifié. Bien que les fournisseurs de services d’échange soient impliqués dans ce processus, il n’y a pas besoin de faire confiance tout au long du processus grâce au contrat HTLC (Hashed TimeLock Contract).

Le Submarine Swap a également inspiré de nombreux successeurs, tels que le protocole de compensation des soldes de canal PeerSwap, qui permet aux utilisateurs d’échanger directement avec leur homologue de canal. Dans l’exemple ci-dessus, Carol peut agir directement en tant que prestataire de service d’échange, Bob transfère des BTC sur la chaîne à Carol, Carol paie à Bob la quantité correspondante de BTC dans le canal, et c’est tout. Pour être plus précis :

1. Bob génère une valeur secrète R (pre-image) et sa valeur de hachage H.
2. Bob crée un HTLC sur BTCBlocoff-chain en utilisant la valeur de hachage H : Bob paiera 10 000 satoshis à Carol, à condition qu’il puisse fournir la valeur secrète R dans les 5 blocs suivants, sinon cet argent sera renvoyé à Bob.
3. Carol utilise la même valeur de hachage H pour créer un HTLC dans son canal de paiement avec Bob : Carol paiera 10 000 satoshis à Bob dans le canal, à condition qu’il fournisse la valeur secrète R dans les 4 blocs suivants. Sinon, l’argent sera retourné à Carol (pour simplifier, nous ne prenons pas en compte les frais de service des fournisseurs de services d’échange).
4. Bob utilise la valeur secrète R pour déverrouiller l’HTLC dans le canal et prendre 10 000 satoshis.
5. Après que Bob a emporté les fonds, Carol a également découvert la valeur secrète R. Elle a utilisé R pour déverrouiller l’HTLC off-chain de Bitcoin et a pris 10 000 satoshis.

Comparé à fermer le canal puis ouvrir un nouveau canal, l’échange sous-marin ne comporte qu’une seule transaction off-chain, ce qui le rend plus économique et entièrement sans confiance.

Assemblage de canal (Splicing)

La jonction de canal est une méthode de rééquilibrage off-chain : Nœud ferme le canal dans une transaction unique puis le rouvre, modifiant ainsi l’équilibre des fonds verrouillés dans le canal. Lorsque Nœud verrouille plus de fonds de cette manière, on parle de “splice in” ; s’il libère des fonds verrouillés, on parle de “splice out”. Dans l’exemple ci-dessus, le canal entre Bob et Carol peut être prolongé par une jonction de canal.

L’assemblage des canaux est beaucoup plus pratique que de fermer et rouvrir les canaux avec deux transactions, mais il faut toujours diffuser les transactions sur le réseau, payer off-chain frais de gas et attendre la confirmation de la transaction.

多路径付款（MULTI-PATH PAYMENT，MPP）

Les paiements multi-chemins peuvent diviser un paiement en plusieurs parties, ces parties peuvent être en même temps stationnées ou circuler à différents endroits. Si Alice a besoin de continuer à payer 1 million de Satoshi à Carol, bien que Bob ne puisse plus acheminer le paiement, Alice peut payer 6000 Satoshi à Carol via le nœud de routage David, et 4000 Satoshi à Carol via le nœud de routage Eva, de sorte que la transaction de 1 million de Satoshi d’Alice peut être effectuée par paiement multi-chemins.

**L’objectif initial de la technologie de paiement multi-chemin est de surmonter les limitations des paiements à un seul chemin, permettant à des montants plus importants d’être envoyés en divisant en plusieurs parties plus petites, par exemple, une transaction Lightning Network de 1 BTC peut être divisée en 100 transactions de 0,01 BTC. Les paiements multi-chemins présentent des avantages en termes de décentralisation du réseau et de protection de la confidentialité des transactions. En termes de sécurité, la technologie de paiement multi-chemins atomique (AMP) garantit que si un chemin ne parvient pas à compléter le paiement, aucun paiement ne sera effectué, prévenant ainsi toute confusion et fraude.

Au fait, dans le Lightning Network, en plus des paiements multi-chemins, les grosses transactions peuvent également être effectuées via le canal Wumbo. Le canal Wumbo supprime la limite de quantité de BTC détenue par un canal Lightning classique - 0,1667 BTC - et permet aux nœuds de disposer d’une capacité de canal plus élevée pour prendre en charge les grosses transactions.

Conclusion

Liquidité是制约Lightning Network发展的主要因素之一。通过GoutteLightning NetworkNœud的搭建和维护门槛，引入额外的激励机制，可以帮助Lightning Network解决网络Liquidité不足的难题，而 Submarine Swap、通道拼接、多路径付款等方案，在解决Lightning NetworkLiquidité分配方面有一定的帮助。

En plus des solutions mentionnées ci-dessus, la communauté BTC a proposé d’autres solutions telles que Lightning Pool (un marché de location de canaux), Liquidity Advertisement (un plan de location de canaux), paiement en boucle (un Nœud se paie via une boucle formée par des canaux de paiement, pour réaliser une rééquilibrage hors chaîne) pour optimiser la Liquidité du réseau.

La gestion de la Liquidité est sans aucun doute un projet complexe auquel le Lightning Network est confronté, mais avec l’avancement continu de la technologie et les efforts soutenus de la communauté, nous avons toutes les raisons de croire que ces défis de Liquidité finiront par être résolus.