A principal dificuldade enfrentada pela Rede de iluminação no momento

Autor: RGB++ Fans; Fonte: ByteDance CKB

No artigo anterior “Como funciona a Rede de iluminação (2)”, discutimos os princípios de funcionamento da Rede de iluminação do BTC (Lightning Network). Em essência, a Rede de iluminação é um sistema de canais de pagamento cuidadosamente projetado que interconecta canais de pagamento para formar uma ampla e interligada Rede de pagamento, permitindo que partes não diretamente conectadas realizem pagamentos mútuos através de roteamento multissalto, com contratos como HTLC e PTLC garantindo a segurança do roteamento.

Após anos de desenvolvimento, embora a Rede de iluminação tenha feito avanços significativos em termos de tecnologia e experiência do usuário, temos de enfrentar uma realidade: ainda não atingiu um nível de adoção em larga escala. Neste artigo, vamos focar num desafio crucial que a Rede de iluminação enfrenta atualmente: o problema de Liquidez. Este problema pode ser subdividido em dois aspectos, um deles é a insuficiência de Liquidez na rede como um todo, e o outro é o problema de distribuição de Liquidez.

Liquidez geral da rede insuficiente

De acordo com os dados estatísticos mais recentes do mempool, o Bitcoin atualmente possui 12.389 nós e 48.000 canais de pagamento na Rede de iluminação, com uma capacidade total de canal de 5.311,8 BTC.

Rede de iluminação é uma rede de Liquidez P2P, se quiser ser adotada em grande escala, seja o número de Nós, o número de canais ou a capacidade dos canais, ainda precisa subir centenas ou mesmo milhares de vezes. Então, como atrair mais Nós para se juntarem à rede?

Em primeiro lugar, é crucial reduzir a barreira de entrada para a construção e manutenção do Nó da Rede de iluminação, permitindo que até mesmo usuários comuns sem formação técnica possam facilmente operar o Nó da Rede de iluminação, no ecossistema BTC, muitas equipes já lançaram dispositivos de hardware plug-and-play, como a caixa de hardware da Umbrel, que suporta a execução do Nó da Rede de iluminação do BTC, e o Fi5Box, que não só suporta a Rede de iluminação do BTC, mas também suporta a execução de outros Nós da Rede de iluminação (como a Rede de Fibra do CKB), eles fornecem soluções de Nó da Rede de iluminação sem manutenção para os usuários.

Em segundo lugar, a introdução de um mecanismo de incentivo adicional é fundamental para impulsionar a Rede de iluminação para um ciclo virtuoso. Após a abertura do canal da Rede de iluminação, os fundos ficam bloqueados. Se Alice deseja se tornar um prestador de serviços da Rede de iluminação (LSP), ela terá que abrir canais com 100 pessoas, depositando 1 BTC em cada canal, o que resultaria no bloqueio de 100 BTC. Esses 100 BTC só gerarão lucros quando em movimento, não gerando lucros quando parados, pois a principal fonte de receita do Nó da Rede de iluminação é proveniente das taxas. As taxas são compostas por “Taxa Base + Taxa por Satoshi”, em que a Taxa Base é uma taxa fixa cobrada pelo Nó da Rede de iluminação por fatura de transação, independentemente do valor da transação, enquanto a Taxa por Satoshi é a proporção da taxa cobrada por cada Satoshi na fatura de transação.

De acordo com estatísticas do mempool, a taxa média de base atual do BTC é de 950 mSat (ou seja, 0.95 Satoshi), com uma taxa média de 764 ppm por Satoshi (ou seja, 0.000764 Sat por Satoshi). Isso significa que uma transação de 10.000 Satoshis (0.0001 BTC, atualmente cerca de $6.5) receberia menos de 9 Satoshis em taxas de roteamento. Além disso, o volume atual da Rede de iluminação não é alto e muitas transações não precisam passar por nós de roteamento (ou seja, as partes da transação têm canais de pagamento direto). Portanto, aqueles que possuem BTC e desejam investir não escolheriam necessariamente depositar BTC na Rede de iluminação para ganhar taxas de transação, mas prefeririam emprestar em exchanges ou participar de projetos emergentes de Staking/Restaking.

Se for possível introduzir um mecanismo de incentivo adicional para fazer com que mais pessoas estejam dispostas a executar um Nó da Rede de iluminação ou se tornar um suporte LSP, e fazer com que mais suportes BTC estejam dispostos a depositar BTC na Rede de iluminação para ganhar incentivos, o problema da falta de Liquidez na rede pode ser resolvido, tornando a Rede de iluminação mais utilizável. Com a melhoria da utilidade da Rede de iluminação, mais pessoas serão atraídas para usá-la, o que trará mais transações, aumentando a receita de taxas de roteamento do Nó e incentivando mais pessoas a se tornarem LSP… No final, a Rede de iluminação entrará em um ciclo virtuoso.

Atualmente, no ecossistema do Bitcoin, **UTXO Stack anunciou a transição para a camada de stake da Rede de iluminação, fornecendo melhor liquidez e um modelo de ganhos melhorado através do protocolo de stake descentralizado. Ao mesmo tempo, o UTXO Stack também lançará um mecanismo de incentivo de Token, incentivando os usuários a fazer stake no BTC para aumentar a liquidez dos canais de pagamento da Rede de iluminação.

Problema de distribuição de Liquidez

Mesmo que o problema da Liquidez insuficiente seja resolvido, como distribuir efetivamente essa Liquidez ainda é um desafio.

Vamos tomar o pagamento de Alice para Carol através do Nó de roteamento como exemplo, supondo que no estado inicial Alice e Carol têm 20.000 Satoshi em cada canal, e Bob tem 10.000 Satoshi em cada canal. Após várias transações, a distribuição de saldo nos canais é a seguinte (para simplificar, não consideramos as taxas cobradas pelo Nó de roteamento Bob):

Se Alice e Carol ainda tiverem negócios nos próximos tempos e Alice precisar pagar a Carol, o que ela deve fazer? Bob já não consegue encaminhar o pagamento (ou seja, ele não consegue mais transferir fundos para Carol através do canal entre Bob e Carol) e precisa equilibrar o seu próprio canal novamente.

Este cenário é muito comum para os nós de roteamento na Rede de iluminação. Os operadores de Nó devem constantemente equilibrar a liquidez entre os seus próprios canais, se não houver fundos do seu lado do canal, não poderá enviar pagamentos; se todos os fundos estiverem do seu lado do canal, não poderá receber pagamentos.

No exemplo acima, um método é fechar diretamente o canal entre Bob e Carol e abrir um novo canal, mas este método não é econômico, pois as transações de fechamento e abertura do canal precisam ser registradas na cadeia e exigem o pagamento da taxa de gás do BTC. A ideia original da Rede de iluminação é minimizar as operações na cadeia, realizar o máximo de transações possível nos canais fora da cadeia. Se a Rede de iluminação tiver que abrir e fechar bilhões de canais todos os dias, a cadeia de blocos do BTC ficará constantemente congestionada e as taxas de gás serão absurdamente altas.

Para isso, a comunidade BTC propôs várias soluções inovadoras para resolver o problema de distribuição de Liquidez:

Submarine Swap (交换潜水艇)

Em termos simples, o Submarine Swap permite que os usuários enviem BTC do canal para um provedor de serviços de troca na Rede de Iluminação, e o provedor de serviços de troca enviará a quantidade correspondente de BTC para o Endereço de recebimento na cadeia BTC, ou vice-versa, os usuários enviam BTC na cadeia para o provedor de serviços de troca, e o provedor de serviços de troca envia BTC do canal para o Nó de recebimento especificado. Embora o provedor de serviços de troca esteja envolvido nesse processo, ele é feito sem confiança total usando o contrato de bloqueio de tempo com hash (HTLC).

O Submarine Swap inspirou muitos outros, como o protocolo de ajuste de saldo do canal PeerSwap, que permite que os usuários realizem trocas submarinas diretamente com seus parceiros de canal. No exemplo acima, Carol pode atuar diretamente como prestadora de serviços de troca, Bob transfere BTC para Carol na cadeia, Carol paga a Bob a quantidade correspondente de BTC no canal e pronto. Mais especificamente:

1. Bob gera um valor secreto R (pré-imagem) e seu valor de hash H.
2. Bob usa o valor hash H para criar um HTLC em BTCna cadeia: Bob pagará 10.000 satoshis a Carol, desde que ele possa fornecer o valor secreto R dentro de 5 blocos; caso contrário, o dinheiro será devolvido a Bob.
3. Carol na canal de pagamento dela com Bob, usa o mesmo valor de hash H para criar um HTLC: Carol pagará 0,0001 BTC para Bob no canal, desde que ele forneça o valor secreto R dentro de 4 blocos, caso contrário, o dinheiro será devolvido a Carol (para simplificar, não consideraremos as taxas de serviço cobradas pelos nós de swap aqui).
4. Bob usa o valor secreto R para desbloquear HTLC no canal e leva embora 0.0001 BTC.
5. Depois de Bob levar o dinheiro, Carol também descobriu o valor secreto R, ela usou R para desbloquear o HTLC na cadeia do Bitcoin e levou embora 1万聪。

Em comparação com fechar e abrir um novo canal, o Submarine Swap envolve apenas uma transação na cadeia, sendo mais econômico e não requerendo confiança em todo o processo.

Splicing de canal (Splicing)

A junção de canais é um método de reequilíbrio na cadeia: Nó fecha e reabre o canal em uma única transação, alterando assim o saldo bloqueado no canal. Quando um Nó faz isso para bloquear mais fundos, chamamos de “splice in”; se os fundos bloqueados forem reduzidos, é chamado de “splice out”. No exemplo acima, o canal entre Bob e Carol pode ser estendido por meio da junção de canais.

Comparado com fechar e reabrir um canal usando duas transações, a junção de canal é muito mais conveniente, mas ainda precisa transmitir a transação na rede e pagar Taxa de gás na cadeia e esperar a confirmação da transação.

多路径付款（MULTI）

O pagamento de várias rotas pode dividir um pagamento em várias partes, que podem ser retidas ou transferidas simultaneamente em diferentes locais. Se Alice precisar continuar a pagar 10.000 Satoshi a Carol, mesmo que Bob não possa mais encaminhar o pagamento, Alice pode pagar 6.000 Satoshi a Carol através do Nó de roteamento David e pagar 4.000 Satoshi a Carol através do Nó de roteamento Eva, então a transação de 10.000 Satoshi de Alice pode ser concluída por meio de pagamento de várias rotas.

**O objetivo da tecnologia de pagamento de vários caminhos é superar as limitações do pagamento de um único caminho, permitindo que quantias maiores sejam pagas dividindo-as em várias partes menores, por exemplo, uma transação Rede de iluminação de 1 BTC pode ser dividida em 100 transações de 0,01 BTC. Os pagamentos de vários caminhos têm benefícios para a descentralização da rede e a privacidade das transações. Em termos de segurança, a tecnologia de Pagamento de Múltiplos Caminhos Atômicos (AMP) pode garantir que, se um caminho não puder concluir o pagamento, nenhum dos pagamentos será bem-sucedido, evitando assim confusão e fraude.

A propósito, na Rede de Iluminação, além do pagamento múltiplo, as transações de grande valor também podem ser concluídas através do canal Wumbo. O canal Wumbo remove o limite máximo de BTC que os canais de Iluminação convencionais podem suportar - 0.1667 BTC, permitindo que os Nós tenham uma capacidade de canal maior para suportar transações de grande valor.

Conclusão

Liquidez é um dos principais fatores que limitam o desenvolvimento da Rede de iluminação. Construir e manter Nós de Gota na Rede de iluminação, introduzir mecanismos de incentivo adicionais, pode ajudar a Rede de iluminação a resolver o problema da falta de liquidez na rede, enquanto soluções como Submarine Swap, agregação de canais, pagamentos em várias etapas, têm alguma ajuda na distribuição de liquidez da Rede de iluminação.

Além das soluções mencionadas acima, a comunidade BTC também propôs outras soluções, como Lightning Pool (um mercado de leilão de aluguel de canais), Liquidity Advertisement (um esquema de aluguel de canais), pagamentos em loop (um Nó paga a si mesmo através de um loop formado por um canal de pagamento, realizando o reequilíbrio fora da cadeia) para otimizar a Liquidez da rede.

A gestão de Liquidez é sem dúvida um projeto complexo enfrentado pela Rede de iluminação, mas com o avanço contínuo da tecnologia e os esforços contínuos da comunidade, temos motivos para acreditar que esses desafios de Liquidez serão finalmente resolvidos.