Cos’è il Lightning Network?
Lightning Network è una soluzione Layer-2 basata sulla blockchain Bitcoin (BTC). Le soluzioni Layer-2 sono una componente chiave per la scalabilità delle blockchain. Tra tutte le soluzioni Layer-2, Lightning Network è un elemento cruciale per via della sua relazione con Bitcoin e della sua capacità di contribuire ad aggiungere valore alla blockchain.
Bitcoin è stato concepito e creato come un sistema di denaro elettronico peer-to-peer. Ciò significa che gli utenti possono trasferire valore senza intermediari. In origine i creatori di Bitcoin si sono concentrati principalmente su questi due aspetti (decentralizzazione e sicurezza), mettendo in secondo piano scalabilità e velocità delle transazioni.
Se nelle fasi iniziali questo non era un punto debole, con il passare degli anni si è dimostrato essere un problema. Ciò è noto come il trilemma della blockchain: gli sviluppatori devono trovare il giusto equilibrio tra decentralizzazione, scalabilità e sicurezza.
Bitcoin è diventata la blockchain più decentralizzata ed è considerata molto sicura. Tuttavia, la scalabilità ha rappresentato un problema per le transazioni, in quanto richiedono in media 10 minuti per essere completate.
Questo problema si è accentuato con l'emergere di nuove blockchain, come Ethereum e Solana, che hanno una migliore velocità di transazione. Le 30 transazioni al secondo (TPS) di Ethereum sono superiori alle 5 al secondo di Bitcoin. Solana porta il confronto a nuovi livelli con un massimo di 65.000 TPS.
L'ascesa di progetti blockchain scalabili ha lasciato a blockchain come Bitcoin ed Ethereum l'unica scelta di affidarsi a soluzioni di Layer-2. Una migliore velocità di transazione è fondamentale anche per le blockchain che aspirano ad avere un ecosistema operativo sano: l'esperienza utente sulle applicazioni di finanza decentralizzata (DeFi) può essere rapidamente rovinata da attriti come la bassa velocità delle transazioni e gli alti costi di transazione.
Per quanto riguarda Bitcoin, la soluzione di Layer-2 più importante è Lightning Network: presenta quattro caratteristiche chiave, che verranno trattate in questo articolo.
La storia dell’evoluzione del Lightning Network
È fondamentale capire le origini e come Lightning Network si sia evoluto fino a diventare quello che è oggi. Nel febbraio del 2015, Joseph Poon e Tadge Dryja hanno collaborato per risolvere uno dei problemi più urgenti e discussi dell'ecosistema Bitcoin: l'aumento delle commissioni di transazione.
Prendendo spunto dagli scritti di Satoshi Nakamoto sui canali di pagamento, i due hanno iniziato a lavorare per tentare di diminuire le commissioni di transazione. Nel gennaio 2016 è stato pubblicato un white paper dettagliato, iniziando a lavorare sul Lightning Network con un maggior numero di sviluppatori.
Dopo un paio d'anni dalla pubblicazione del white paper e dalla collaborazione con numerosi sviluppatori, Lightning Labs (la società che gestisce Lightning Network) ha rilasciato una versione beta. Il progetto ha iniziato ad attirare alcuni pesi massimi dell'industria tech, che hanno preso atto dei piani di Lightning Labs e del valore che la soluzione Layer-2 può aggiungere all'ecosistema.
Uno dei grandi nomi che hanno sostenuto Lightning Labs è stato l'allora CEO di Twitter, Jack Dorsey, con l'intenzione di integrare la rete Lightning su Twitter. Il 2020, l'anno della pandemia COVID-19, è stato un anno fondamentale per il team di Lightning Labs, che ha assistito a release di rilievo con funzionalità quali Keysend e Wumbo Channel. Wumbo è stato un aggiornamento fondamentale, che ha aumentato le dimensioni delle transazioni che possono essere eseguite sulla rete Lightning.
Attualmente, l'ecosistema Lightning vanta una serie di prodotti, progetti, soluzioni ed esperimenti in diversi settori e funzionalità, tra cui giochi, wallet e pagamenti, gestione dei nodi, infrastrutture e ricompense. Di seguito sono riportati alcuni prodotti degni di nota costruiti sulla rete Lightning:
- Loop: Loop consente agli utenti di effettuare una transazione Lightning verso un indirizzo Bitcoin on-chain, o di inviare Bitcoin on-chain direttamente in un canale Lightning;
- Pool: Pool aiuta a gestire le esigenze di liquidità degli utenti della rete Lightning;
- Taro: Taro aiuta a emettere o a coniare beni su Lightning Network;
- Faraday: Faraday è uno strumento di analisi dei dati che aiuta gli operatori dei nodi a ottimizzare i canali e il flusso di fondi.
Con lo sviluppo di nuovi progetti e il sostegno di molti grandi nomi, l’ecosistema Lightning Network si sta trasformando in uno dei più fiorenti del mondo delle criptovalute.
Come funziona il Lightning Network?
Come brevemente detto, il Lightning Network sfrutta il concetto di canale di pagamento enunciato dal leggendario Satoshi Nakamoto. Il protocollo consente di creare un canale di pagamento peer-to-peer tra due parti.
Una volta creato, il canale consente alle parti in causa di effettuare una quantità illimitata di transazioni istantanee e pressoché gratuite. Il canale agisce come un piccolo libro mastro che consente agli utenti di pagare anche per beni e servizi più piccoli, come un caffè, senza coinvolgere la rete principale di Bitcoin.
Per creare un canale di pagamento, il mittente deve bloccare una certa quantità di Bitcoin sul network. Una volta bloccati i Bitcoin, il destinatario può decidere di utilizzarli come meglio crede. Se il cliente vuole mantenere aperto il canale, può scegliere di aggiungere altri bitcoin.
Utilizzando un canale Lightning Network, entrambe le parti possono effettuare transazioni reciproche. Le due parti possono trasferire fondi l'una all'altra indefinitamente, senza bisogno di consultare la blockchain principale. Poiché le transazioni del protocollo di Layer-2 non devono essere approvate da tutti i nodi della blockchain, le transazioni vengono notevolmente velocizzate.
I nodi del Lightning Network in grado di instradare le transazioni sono formati dalla combinazione dei singoli canali di pagamento tra le parti interessate. Pertanto, il Lightning Network è il risultato di molti canali di pagamento collegati tra loro.
Alla fine, quando le due parti decidono di terminare le transazioni, possono chiudere il canale. Tutte le transazioni del canale vengono quindi consolidate in un'unica transazione, che viene inviata alla rete principale Bitcoin per essere registrata. Il consolidamento assicura che molte piccole transazioni non intasino la rete in una sola volta.
L'aggregazione in un'unica transazione richiede meno tempo e meno sforzi ai nodi per la convalida. Senza canali di pagamento, le transazioni più piccole intralciano quelle più grandi, congestionando la rete e aumentando il carico di lavoro di convalida dei nodi.
Ad esempio, se Mike si recasse ogni giorno in una caffetteria locale e volesse pagare in bitcoin, potrebbe scegliere di effettuare una piccola transazione per ogni tazza di caffè, ma a causa dei problemi di scalabilità di Bitcoin, la transazione richiederebbe in media 10 minuti per essere convalidata. Mike dovrebbe inoltre pagare le elevate commissioni della rete Bitcoin, anche nel caso stesse effettuando una piccola transazione.
Società come Visa godono di un'infrastruttura capace di elaborare oltre 24.000 TPS. Al contrario, Bitcoin, in un giorno normale, può convalidare sette transazioni al secondo: Lightning Network permette l'uso di BTC per i piccoli acquisti quotidiani.
Con il Lightning Network, Mike può aprire un canale di pagamento con la caffetteria. Ogni acquisto di caffè viene registrato all'interno di quel canale e il negozio viene comunque pagato. La transazione è economica (praticamente gratuita) oltre che istantanea. Quando il deposito di bitcoin di Mike nel canale si esaurisce, può scegliere se chiudere il canale o ricaricarlo. Quando un canale viene chiuso, tutte le sue transazioni vengono registrate nella blockchain principale di Bitcoin.
Il Lightning Network crea uno smart contract tra due parti. Le regole dell'accordo sono codificate al momento della creazione e non possono essere infrante. Il codice dello smart contract assicura anche che l'adempimento dell’accordo sia automatico, in quanto i contratti vengono inizialmente creati con requisiti predefiniti che tutte le parti partecipanti accettano.
Una volta soddisfatti tali requisiti e quando un cliente paga l'importo corretto per un caffè, il contratto viene automaticamente adempiuto senza il coinvolgimento di terzi. E quando infine il canale viene chiuso e trascritto sulla blockchain principale, Lightning Network rende anonime le transazioni al suo interno: tutto ciò che si può vedere è il trasferimento totale di valore, non i singoli movimenti.
Le transazioni sul Layer-2 sono conformi alle regole della blockchain, visto che finiscono sulla rete principale una volta che i canali di pagamento sono stati chiusi. Il mainnet è l'arbitro di tutte le transazioni. Anche se i protocolli off-chain hanno un proprio libro mastro, questo si integra sempre con la catena principale.
Vantaggi del Lightning Network
Il Lightning Network offre i seguenti vantaggi rispetto alla blockchain nativa di Bitcoin:
- scalabilità;
- velocità;
- supporto per i micropagamenti;
- bassi requisiti energetici.
La mancanza di scalabilità è stata una delle questioni più dibattute per quanto riguarda la blockchain di Bitcoin: la dimensione limitata dei blocchi ostacolava gravemente la scalabilità della rete. Il Lightning Network risolve questo problema rimuovendo le transazioni dalla blockchain e rendendole molto più veloci ed economiche, tenendo comunque conto degli aspetti legati alla sicurezza e alla privacy.
Infine, considerando che le transazioni vengono tolte dalla blockchain, Lightning Network riduce l'energia necessaria per il funzionamento dei nodi. Ciò ha implicazioni significative dal punto di vista della sostenibilità, in quanto il fabbisogno energetico per supportare tali transazioni è inferiore a quello che sarebbe stato necessario se fossero state eseguite sulla rete Bitcoin. Riducendo l'impronta energetica e togliendo la maggior parte delle transazioni dalla blockchain principale, Lightning Network rende Bitcoin più appetibile per le aziende attente all'ambiente.
Potenziali svantaggi e rischi del Lightning Network
Nonostante l'aggiunta di una dimensione chiave per migliorare le capacità della rete di Bitcoin attraverso il trilemma della blockchain, il Lightning Network non è privo di aspetti critici. I problemi principali sono i seguenti:
- costi e attriti per accedere al Lightning Network;
- rischio di controparte durante le transazioni.
Sebbene il Lightning Network renda più efficienti le transazioni una volta creati i canali di pagamento tra il mittente e il destinatario, il processo di creazione e gestione del canale può risultare complesso. Gli utenti devono imparare a spostare i fondi sul Lightning Network e inserirli in un canale; inoltre, questo processo ha i costi di commissione di una normale transazione on-chain.
Vi sono anche altri rischi: ad esempio fondi possono rimanere bloccati nel canale a causa di problemi tecnici, oppure la controparte può decidere di chiudere il canale se l'utente va offline e prendere così i fondi. Questi rischi offline vengono mitigati dalle cosiddette Watchtower e dai fornitori di servizi Lightning. Ma questo aggiunge un elemento di centralizzazione alla rete.
Finora non è stata trovata una soluzione infallibile al rischio di controparte a cui un utente è esposto sul Lightning Network una volta aperto il canale.
Prospettive future del Lightning Network
Poche soluzioni Layer-2 hanno creato tanto fermento quanto Lightning Network. Le statistiche di utilizzo evidenziano la crescita della rete, ma sono relativamente modeste se confrontate con quelle delle soluzioni Layer-2 più recenti di Ethereum. Tuttavia, Lightning Labs continua a migliorare il proprio ecosistema.
Grazie a ciò, l'adozione del Lightning Network è in aumento. Secondo 1ml.com, uno strumento di analisi statistiche del Lightning Network, a giugno 2023 ci sono oltre 5.400 BTC per un valore di 145 milioni di dollari bloccati nel Lightning Network. Ci sono quasi 16.400 nodi e 75.700 canali utilizzati, con una commissione mediana per transazione di 0,5 satoshi (0,00013 dollari), il che la rende estremamente conveniente per le microtransazioni.
Oggi molti wallet (anche per dispositivi mobile) supportano Lightning Network. Breez, Wallet of Satoshi ed Eclair sono alcuni dei wallet che gli utenti Android e iOS possono utilizzare per effettuare transazioni su Lightning Network.
Come accennato in precedenza, Lightning Labs ha ampliato il kit di strumenti necessari all'ecosistema di sviluppatori e utenti della rete. Di conseguenza, su Lightning Network stanno emergendo applicazioni DeFi, liquidity provider, token non fungibili (NFT) e videogiochi, simili a quelle presenti su Ethereum.
Anche gli exchange di criptovalute stanno iniziando a supportare il protocollo, portando Lightning Network a un gran numero di trader. Gli exchange che integrano Lightning Network permettono ai trader di prelevare piccole quantità di Bitcoin in modo economico e istantaneo.
I guardiani della rete, chiamati Watchtower, proteggono gli utenti dalle truffe. Le truffe sulle transazioni Lightning Network avvengono sui canali di pagamento quando i nodi vanno offline. Se la controparte tenta di chiudere il canale di pagamento per rubare i fondi, la Watchtower lo rileva, congela i fondi del nodo offline e sanziona il malintenzionato.
Le sfide che il Lightning Network deve affrontare non mancano. Tuttavia, l'ecosistema sta gradualmente migliorando per garantire robustezza, scalabilità ed esperienze potenzialmente più user-friendly in futuro.
Traduzione a cura di Giorgio Libutti