La Lightning Network Spiegata

Bitcoin è un'ottima forma di denaro. È scarso, con un limite di 21 milioni di monete, difficile da censurare e protetto dalla rete informatica più potente del pianeta. Ciò che non è, per scelta progettuale, è abbastanza veloce ed economico da usare per comprare un caffè cento volte al giorno. La Lightning Network è la risposta a questo problema. È un secondo livello che si trova sopra Bitcoin e lo trasforma in qualcosa che si può effettivamente spendere nella vita quotidiana, mantenendo al contempo la sicurezza del livello base sottostante.

Questo articolo spiega perché Lightning doveva essere inventata, come funziona nel dettaglio, in cosa è genuinamente valida oggi e i reali compromessi che ancora comporta.

Perché un solo livello non basta

Il livello base di Bitcoin è un registro mondiale. Ogni transazione deve essere verificata da ogni partecipante completo e poi conservata per sempre. È esattamente questo che lo rende così affidabile, ed è anche il motivo per cui non può mai essere veloce. La rete è costruita in modo che un nuovo blocco appaia solo circa ogni 10 minuti e ogni blocco può contenere solo una quantità limitata di dati. Quando più persone vogliono effettuare transazioni di quante ne possano stare nel blocco successivo, si forma una coda nel mempool, e i miner che proteggono la rete danno priorità alle transazioni che pagano le commissioni più alte.

Il risultato è un mercato delle commissioni. Quando la domanda è alta, il costo per ottenere una transazione confermata in tempi ragionevoli aumenta bruscamente, e una transazione che paga poco può aspettare ore o anche di più. Puoi vedere la meccanica completa di questo nei nostri articoli su come funziona la mempool e su come vengono verificate le transazioni Bitcoin.

Perché allora non rendere semplicemente i blocchi più grandi o aumentarne la frequenza? Perché questo comprometterebbe qualcosa di più importante. Più ogni blocco diventa grande, maggiori sono la larghezza di banda, la potenza di elaborazione e lo spazio di archiviazione necessari per ogni nodo completo. Aumentare le dimensioni dei blocchi abbastanza da rivaleggiare con una rete di carte di credito che gestisce decine di migliaia di pagamenti al secondo richiederebbe a un singolo nodo di conservare circa un terabyte di nuovi dati ogni giorno. Solo le grandi aziende potrebbero permetterselo. La rete si centralizzerebbe silenziosamente, e un Bitcoin centralizzato non è più resistente alla censura. Scalare il livello base in questo modo significherebbe cedere proprio la proprietà che rende Bitcoin degno di utilizzo.

Il trilemma della blockchain

Questa tensione ha un nome. Un registro distribuito può essere altamente decentralizzato, altamente sicuro e altamente scalabile, ma nella pratica può massimizzarne solo due dei tre contemporaneamente. Scegliere decentralizzazione e sicurezza, come fa Bitcoin, significa che il throughput grezzo on-chain resta basso di proposito. Molte altre reti inseguono invece la scalabilità e pagano il prezzo di una decentralizzazione più debole, che nel tempo tende a indebolire anche la sicurezza. Una rete che una singola organizzazione può controllare efficacemente è esposta a censura e pressioni, che è l'opposto di ciò che Bitcoin si proponeva di realizzare.

Lightning non risolve il trilemma. Lo aggira. Il livello base di Bitcoin rimane decentralizzato e sicuro, e una seconda rete sopra di esso è ottimizzata per scalabilità e velocità. Poiché questa seconda rete si regola sempre su Bitcoin, eredita la sua sicurezza senza costringere il livello base a scendere a compromessi.

Costruire il denaro a strati, come Internet

L'idea di costruire a strati non è nuova, e non è esclusiva di Bitcoin. Internet è stato costruito allo stesso modo. Prima è arrivato un modo di base per spostare pacchetti di dati tra macchine. Sopra di esso sono arrivate le connessioni affidabili. Sopra ancora è arrivato il web, e solo molto più tardi è arrivato il video in streaming ad alta definizione. Nessuno ha cercato di aggiungere lo streaming direttamente al livello grezzo dei pacchetti. Ogni strato assume quello sottostante e aggiunge nuove capacità.

Questa non era un'aggiunta tardiva per Bitcoin. Già nel 2010, Hal Finney, uno dei primi contributori di Bitcoin, sosteneva che Bitcoin stesso non potesse realisticamente registrare ogni transazione finanziaria nel mondo, e che sarebbe stato necessario un secondo livello di sistemi di pagamento più leggeri ed efficienti. Lightning è una realizzazione di quell'idea. E proprio come Internet ha continuato ad aggiungere strati, ulteriori strati e applicazioni possono essere costruiti sopra Lightning a loro volta.

Cosa è un canale di pagamento

Il mattone fondamentale di Lightning è il canale di pagamento. Due persone aprono un canale creando congiuntamente una transazione Bitcoin che blocca alcuni bitcoin in un indirizzo multifirma condiviso 2 su 2. Bloccare quei bitcoin sul livello base apre un canale su Lightning con una capacità pari all'importo bloccato. Da quel momento in poi, le due parti possono pagarsi a vicenda all'interno di quel canale tutte le volte che vogliono, e solo l'apertura e la chiusura toccano mai la blockchain.

Un'immagine utile è il conto aperto al bar preferito. Invece di pagare ogni singolo caffè e contare il resto ogni volta, si apre un conto all'arrivo. Il personale annota ogni ordinazione. Solo quando si va via si salda l'intero conto con un unico pagamento. Il conto stesso è il canale. Il livello base è solo il regolamento finale alla fine. Tutto nel mezzo avviene istantaneamente e gratuitamente.

Come funziona un pagamento Lightning

All'interno del canale, nessun singolo pagamento viene scritto sulla blockchain. Ciò che cambia è solo la divisione dei fondi bloccati tra le due parti.

Supponiamo che Mara e Theo blocchino ciascuno 2,5 BTC in un canale, così il canale contiene 5 BTC, bilanciati 2,5 a 2,5. Se Mara paga Theo 0,5 BTC, firmano semplicemente una nuova dichiarazione che dice che il saldo è ora 2,0 per Mara e 3,0 per Theo. Se Theo in seguito paga 2 BTC indietro, firmano un'altra dichiarazione che dice 4,0 per Mara e 1,0 per Theo. Ogni pagamento è solo una nuova istantanea firmata di chi possiede cosa. Questi aggiornamenti avvengono in millisecondi, non costano nulla e non escono mai dal canale. Solo quando i due decidono di chiudere il canale la divisione finale viene registrata su Bitcoin.

Perché nessuno può imbrogliare

Se ogni pagamento è solo un'istantanea firmata, cosa impedisce a qualcuno di chiudere il canale usando un'istantanea vecchia e più favorevole? Questa è la parte ingegnosa.

Ogni volta che il saldo si aggiorna, entrambe le parti firmano il nuovo stato e il vecchio stato diventa revocabile. Se Theo cercasse di chiudere il canale usando un'istantanea obsoleta in cui possedeva più bitcoin di quanti ne avesse effettivamente diritto, Mara può rispondere con una transazione di penalità, a volte chiamata transazione di giustizia. Questa trasferisce l'intero saldo del canale a lei. L'imbroglio non solo fallisce, ma costa all'imbroglione tutto. Poiché il comportamento onesto è sempre la scelta sicura, il sistema rimane sicuro senza che nessuno debba fidarsi dell'altra parte.

C'è un caveat che vale la pena nominare onestamente. Per rilevare un tentativo di imbroglio, è necessario notarlo entro una finestra temporale, il che significa essere online. Se non si riesce a rimanere online, si può delegare questo compito di sorveglianza a un watchtower, un servizio che monitora i propri canali per chiusure fraudolente per conto dell'utente e attiva la penalità se necessario.

Instradare i pagamenti attraverso più hop

Chiaramente non si può aprire un canale diretto con ogni persona e negozio che si pagherà mai. Aprire un canale costa una transazione on-chain, quindi pagare qualche Euro o Dollaro per un canale solo per comprare un caffè non avrebbe senso. Lightning risolve questo con il routing.

Se Mara ha un canale con Theo, e Theo ha un canale con Priya, e Priya ha un canale con Sam, allora Mara può pagare Sam anche se non condividono alcun canale. Il pagamento viene inoltrato hop per hop lungo il percorso. Ogni nodo di inoltro di solito prende una piccola commissione, tipicamente una frazione di centesimo in Euro o Dollaro. Più partecipanti e canali esistono, più percorsi possibili ci sono, e più potente diventa la rete.

Due proprietà rendono il routing sicuro. Prima di tutto è privato nel mezzo: i nodi lungo il percorso generalmente non possono dire chi ha originariamente inviato il pagamento o dove arriva finalmente, perché le informazioni di routing sono stratificate come una cipolla. In secondo luogo, è privo di fiducia. Un nodo intermedio non può semplicemente rubare un pagamento che lo attraversa. Questo è garantito dagli Hash Time Locked Contract, o HTLC. In termini semplici, un pagamento è bloccato a un segreto, e un nodo può reclamare il suo pagamento in entrata solo rivelando il segreto corrispondente, che a sua volta permette al nodo precedente di reclamare il proprio. Un limite di tempo garantisce che se la catena di conferme non viene completata, ogni hop venga rimborsato in modo sicuro. L'intero pagamento raggiunge la sua destinazione o viene annullato. Se vuoi capire l'idea di base dietro quel segreto, vedi il nostro articolo su cosa è un hash.

Aprire e chiudere un canale

Un canale è delimitato da due transazioni on-chain, con potenzialmente migliaia di pagamenti off-chain gratuiti nel mezzo. Ci sono tre modi in cui un canale può essere chiuso:

• Cooperativamente: entrambe le parti concordano di chiudere e il saldo finale viene regolato on-chain quasi immediatamente. Questo è il risultato più economico e pulito.
• Unilateralmente: una delle parti può chiudere da sola senza il consenso dell'altra. Per consentire il tempo di rilevare eventuali frodi, i fondi della parte che chiude sono trattenuti dietro un breve blocco temporale prima di diventare spendibili.
• Come ultima risorsa contro le frodi: se un lato cerca di chiudere con un vecchio stato, l'altro lato usa la transazione di penalità descritta in precedenza per reclamare l'intero saldo.

Il Lightning moderno supporta anche lo splicing, che permette di aggiungere o rimuovere fondi da un canale senza chiuderlo e riaprirlo completamente. Questo rende i canali molto più flessibili di quanto non fossero nei primi anni di Lightning.

Quando usare Lightning e quando restare on-chain

Lightning e il livello base non sono concorrenti. Sono due strumenti per due lavori diversi. I pagamenti piccoli, frequenti e istantanei appartengono a Lightning. I trasferimenti grandi, definitivi e di alto valore, e l'atto di spostare i risparmi nella propria custodia, appartengono on-chain, dove il regolamento è più robusto. Un modello mentale utile è che il livello base è dove il valore si regola in definitiva, e Lightning è dove il valore si muove rapidamente giorno per giorno.

Cosa rende possibile Lightning

Poiché Lightning può spostare piccoli importi istantaneamente e quasi gratuitamente, sblocca usi che non erano mai stati pratici sul livello base. Rende Bitcoin un metodo di pagamento quotidiano credibile per piccoli acquisti. Consente veri micropagamenti, fino a importi molto più piccoli di quanto abbia mai senso on-chain. Rende i pagamenti transfrontalieri veloci ed economici, il che è significativo nei luoghi dove spostare denaro è lento o costoso.

Abilita anche idee che semplicemente non esistevano prima. Il denaro può essere trasmesso al secondo, quindi un ascoltatore potrebbe pagare un creatore continuamente mentre consuma contenuti, piuttosto che attraverso una singola piattaforma che trattiene una grossa percentuale. Macchine e software, inclusi agenti automatizzati, possono pagarsi direttamente per piccole unità di lavoro. Login e paywall possono essere costruiti su un'identità Lightning invece di un'altra email e password. Queste sono categorie di possibilità, non raccomandazioni di alcun prodotto specifico.

I compromessi onesti

Lightning è potente, ma non è finito, e fingere il contrario non gioverebbe a nessuno.

Liquidità. Per ricevere pagamenti, i tuoi canali hanno bisogno di capacità in entrata, e per inviarli, di capacità in uscita. Impostare questo è ancora una delle parti meno intuitive dell'uso diretto di Lightning.

Il requisito di essere online. Come spiegato sopra, difendere i propri canali significa essere raggiungibili, o fidarsi di un watchtower che lo faccia per te.

Affidabilità del routing per grandi importi. Un singolo percorso potrebbe non avere abbastanza liquidità per un pagamento elevato. Dividere un pagamento su più percorsi aiuta, ma instradare grandi somme è ancora meno affidabile dell'instradare importi piccoli.

Custodial versus non-custodial. I wallet Lightning più semplici sono spesso custodial, il che significa che una terza parte detiene le tue chiavi e i tuoi bitcoin. È comodo, ma non è autocustodia, e reintroduce esattamente il tipo di intermediario di fiducia che Bitcoin esiste per eliminare. La posizione di CanoeBit è coerente: la comodità è benvenuta, ma detenere le proprie chiavi è il punto. Considera Lightning custodial come una rampa di partenza, non una destinazione.

La privacy è migliore, non perfetta. Lightning nasconde molto di più del livello base, ma le aperture e chiusure dei canali sono visibili on-chain, i canali pubblici pubblicizzano la loro capacità e i ricercatori hanno dimostrato modi per sondare i saldi. I continui aggiornamenti continuano a migliorare questo aspetto, ma non si dovrebbe presumere un anonimato totale.

Energia. Vale la pena dirlo chiaramente: i pagamenti Lightning avvengono off-chain e non aggiungono praticamente alcun consumo energetico extra. Non richiedono più mining. Lightning si limita a sfruttare la sicurezza che il livello base già produce, il che fa parte del più ampio dibattito energetico intorno a Bitcoin.

Esistono anche noti attacchi teorici, come il channel jamming, in cui un attaccante blocca i canali di una vittima senza completare i pagamenti. Questi rimangono aree di ricerca attiva, con mitigazioni proposte in corso piuttosto che completamente risolte.

Dove sta andando Lightning

Lightning è maturata molto dal suo beta del 2018. L'aggiornamento Taproot di Bitcoin ha permesso alle aperture dei canali di sembrare transazioni ordinarie, migliorando la privacy. Le richieste di pagamento riutilizzabili consentono ora codici di pagamento statici e condivisibili e pagamenti ricorrenti. Lo splicing rende i canali ridimensionabili senza chiuderli. Gli indirizzi Lightning leggibili dall'uomo, nel formato nome-at-dominio familiare, hanno reso l'invio di un pagamento semplice come inviare un'email.

Ciò che deve ancora accadere per una vera adozione di massa riguarda principalmente l'usabilità e la liquidità. Inviare e ricevere deve risultare senza sforzo per qualcuno che non ha mai sentito la parola "canale", la liquidità deve essere più facile da ottenere e i setup non-custodial devono essere semplici quanto quelli custodial. La parte incoraggiante è quanto rapidamente questo stia avanzando. La parte onesta è che c'è ancora lavoro reale da fare.

La conclusione

La Lightning Network è il livello di pagamento di Bitcoin. Esiste perché un livello base decentralizzato e sicuro non può anche essere un binario di pagamento ad alta velocità senza sacrificare ciò che lo rende prezioso. Invece di indebolire Bitcoin, Lightning costruisce un livello più veloce sopra di esso, nello stesso modo in cui Internet è stato costruito uno strato capace alla volta. Funziona già per i pagamenti quotidiani oggi, e migliora ogni anno. Usato con le proprie chiavi, consente di spendere bitcoin rapidamente ed economicamente senza rinunciare alla sovranità che ha reso Bitcoin degno di essere detenuto in primo luogo.