O que é Lightning Network?

05.12.2018

O conceito da Lightning Network (LN) - ou Rede de Relâmpagos - foi criado por Joseph Poon e Thaddeus Dryja em 2015. O projeto tem como objetivo principal desenvolver um protocolo de pagamento que pode ser usado como uma solução off-chain1 para o problema de escalabilidade que a blockchain da Bitcoin vem enfrentando. Mas o conceito também pode ser aplicado em outras criptomoedas.

A criação e introdução da Lightning Network foi estimulada pelas limitações que, não só a Bitcoin, mas muitas outras criptomoedas vem enfrentando. Atualmente, a blockchain da Bitcoin só é capaz de processar de 2 a 7 transações por segundo (TPS). Na medida em que o ecossistema das criptomoedas cresce e mais pessoas se juntam à rede, o número de transações sendo transmitidas para a blockchain também aumenta. Conforme a rede fica mais e mais congestionada, a performance geral fica comprometida, reduzindo drasticamente a usabilidade prática da Bitcoin como uma moeda digital global. Nesse contexto, o LN foi criado como uma tentativa de aliviar a congestão da blockchain da Bitcoin.


Como a Lightning Network funciona?

A Lightning Network consiste de uma rede de transferência off-chain que é construída em cima (ou em paralelo) à blockchain da Bitcoin. O sistema opera em um nível peer-to-peer2 (P2P) e seu uso baseia-se na criação do que chamamos de canais de pagamento bidirecionais - pelos quais os usuários podem fazer inúmeras transações de criptomoedas.

Assim que duas pessoas decidem abrir um canal de pagamento, eles podem transferir fundos de uma carteira para outra inúmeras vezes. Apesar de o processo de criar um canal de pagamento envolver uma transação on-chain3, todas as transações que ocorrem dentro do canal são off-chain e não precisam de consenso global para serem executadas. Portanto, essas transações podem ser executadas rapidamente através dos contratos inteligentes (smart contracts), o que resulta em taxas muito mais baixas e uma quantidade muito maior de transações por segundo.

Para que o canal de pagamento seja possa ser aberto, as duas pessoas envolvidas precisam criar uma carteira multi-assinatura (multi-signature wallet) e adicionar fundos nela. Essas carteiras só podem ser acessadas se as chaves privadas de todos os participantes forem fornecidas (2 ou mais dependendo do caso). Isso significa que nenhum dos participantes é capaz de abrir a carteira sem o consentimento do(s) outro(s).

Como um exemplo, vamos imaginar que Alice quer usar a Lightning Network para trocar Bitcoins com Bob. Primeiro, eles criam um canal de pagamento, usando uma carteira multi-assinatura. Enquanto o canal de pagamento atua como um contrato inteligente, a carteira multi-sig atua como um cofre, onde os fundos que serão trocados ficam depositados. Durante toda a duração do canal de pagamento, Alice e Bob podem fazer quantas transações off-chain eles quiserem.

Logo após cada transação, tanto Alice quanto Bob assinam e atualizam suas próprias cópias dos extratos (balance sheet), que registra continuamente quantas moedas cada um tem. Quando eles estiverem satisfeitos, eles podem fechar o canal de pagamento e transmitir o balanço final de seus extratos para a blockchain da Bitcoin. O contrato inteligente do LN vai então garantir que eles recebam suas Bitcoins, de acordo com a última versão do extrato que eles assinaram.

Resumindo, os participantes envolvidos só precisam interagir duas vezes com a blockchain da Bitcoin. Uma para abrir o canal de pagamento e outra para fechá-lo, o que significa que todas as outras transações, que são executadas dentro do canal (off-chain), não interagem diretamente com a rede principal (main chain).


Roteamento de Rede

Mesmo que dois participantes não tenham um canal de pagamento direto, eles ainda assim podem enviar e receber Bitcoins através de canais de pagamento interconectados. Ou seja, alice pode enviar pagamentos para Charlie sem ter que criar um canal direto com ele, desde que tenha uma rota na rede entre eles com fundos suficiente.

Então, se Alice possui um canal de pagamento aberto com Bob e Bob tem um canal com Charlie, ela pode enviar um pagamento através de Bob. O roteamento do pagamento pode envolver inúmeros nós (nodes) da Lightning Network, mas os contratos inteligentes vão automaticamente procurar o caminho mais curto possível.

 

Vantagens da Lightning Network

  • O projeto da LN está trabalhando em uma solução off-chain para os problemas de escalabilidade. Se bem-sucedido, isso irá reduzir o congestionamento na blockchain da Bitcoin.

  • Através do uso de canais dos pagamentos bidirecionais, a LN permite transações quase instantâneas.

  • A LN pode ser usado em micropagamentos, visto que permite transações tão pequenas quanto 1 satoshi. Além disso, micropagamentos automatizados podem ser implementados na economia Máquina-para-Máquina (M2M economy), onde transações são executadas entre dispositivos eletrônicos sem a necessidade de interferência humana.


Limitações da Lightning Network

  • Ao contrário das transações on-chain, pagamentos na LN não podem ser executados se o receptor estiver offline.

  • É possível que os participantes da rede tenham que monitorar regularmente os canais de pagamento a fim de garantir a segurança de seu dinheiro (esse risco poderia ser contornado através de serviços de monitoramento terceirizado).

  • A LN não é adequada para pagamentos de valor elevado. Visto que a rede conta com muitas carteiras multi-sig (que são basicamente carteiras compartilhadas), existem grandes chances dessas carteiras não terem saldo suficiente para atuar como intermediários de pagamentos de valor elevado.

  • Abrir e fechar um canal de pagamento envolve uma transação on-chain, que geralmente demanda algum tipo de trabalho e taxas mais altas.

 

Quando a Lightning Network vai ser lançada?

Se considerarmos a versão Beta do mainnet, anunciada pelo Lightning Labs, o lançamento da LN foi em 15 de Março de 2018. Entretanto, o lançamento oficial ainda está por vir já que o projeto ainda não foi efetivamente implementado na blockchain da Bitcoin.

Desde o lançamento do Beta, houve um aumento muito grande no número de nós e de canais de pagamento da LN. Em novembro de 2018, o painel Grafana reportou mais de 12,500 canais de pagamento.

O trabalho coletivo dos nós e dos canais de pagamentos é o que torna o Lightning Network uma solução interessante para o problema de escalabilidade. A versão Beta está passando por muitos testes e experimentações e sua eficiência ainda precisa ser comprovada. De qualquer forma, o projeto da LN tem sim muito potencial para melhorar o ecosistema da Bitcoin e das criptomoedas.

 


Notas

1 Off-chain nesse contexto significa que a “cadeia” ou rede é construída fora da blockchain principal (em paralelo).

2 P2P é uma arquitetura distribuída de redes de computadores onde cada um dos participantes (ou nós) atua tanto como cliente quanto como servidor, o que cria a rede descentralizada (sem a necessidade de um servidor central).

3 Na blockchain principal (no caso da Bitcoin).

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