Lightning Network là lớp thứ hai được thêm vào chuỗi khối của Bitcoin (BTC) cho phép các giao dịch ngoài chuỗi, tức là các giao dịch giữa các bên không thuộc mạng blockchain. Nhiều kênh thanh toán giữa các bên hoặc người dùng Bitcoin tạo nên lớp thứ hai. Kênh Lightning Network là một phương thức giao dịch hai bên, trong đó các bên có thể thực hiện hoặc nhận thanh toán từ nhau. Lớp hai nâng cao khả năng mở rộng của các ứng dụng blockchain bằng cách quản lý các giao dịch bên ngoài mạng chính blockchain (lớp một), trong khi vẫn hưởng lợi từ mô hình bảo mật phi tập trung mạnh mẽ của mạng chính.
Khả năng mở rộng là một rào cản đáng kể hạn chế việc áp dụng rộng rãi tiền điện tử. Nếu được mở rộng quy mô phù hợp, một mạng blockchain có thể xử lý hàng triệu đến hàng tỷ giao dịch mỗi giây (TPS). Trong bối cảnh này, Lightning Network tính phí thấp bằng cách giao dịch và giải quyết ngoài chuỗi, cho phép các trường hợp sử dụng mới như thanh toán vi mô tức thì có thể giải quyết câu hỏi hóc búa “bạn có thể mua cà phê bằng tiền điện tử không” truyền thống, tăng tốc thời gian xử lý và giảm chi phí (chi phí năng lượng) liên quan đến chuỗi khối của Bitcoin.
Tuy nhiên, trong khi có mục đích, Lightning Network vẫn phải vật lộn để giải quyết vấn đề và thậm chí còn gây ra nhiều vấn đề khác nhau như phí định tuyến thấp và các cuộc tấn công độc hại. Ví dụ:bạn phải trả một khoản phí nhỏ để mở và đóng kênh thanh toán. Bên cạnh những khoản phí nhỏ này là phí định tuyến dành cho các nút đang xác thực giao dịch.
Bây giờ, câu hỏi được đặt ra:Nếu phí định tuyến quá thấp, tại sao một nút lại muốn xác thực giao dịch đã nói?
Câu trả lời rõ ràng là các thợ đào không thường xuyên xác thực các giao dịch nhỏ hơn, vì họ sẽ kiếm được phí thấp hơn khi xác thực các giao dịch không đáng kể. Do đó, các nhà giao dịch phải trả phí định tuyến và có thể phải đợi lâu trước khi giao dịch được xác thực. Đối với các cuộc tấn công ác ý, một kẻ xấu có thể bắt đầu nhiều kênh thanh toán khác nhau và đóng tất cả chúng cùng một lúc. Sau đó, những kênh đó cần được xác thực để cản trở những kênh hợp pháp, gây tắc nghẽn mạng. Trong thời gian tắc nghẽn, kẻ tấn công có thể rút tiền trước khi các bên hợp pháp nhận thức được tình hình.
Lightning Network được đề xuất vào năm 2015 bởi hai nhà nghiên cứu, Thaddeus Dryja và Joseph Poon, trong một bài báo có tiêu đề “Mạng Bitcoin Lightning”. Các bài viết của họ dựa trên các cuộc thảo luận trước đây về các kênh thanh toán được thực hiện bởi Satoshi Nakamoto, người tạo ra Bitcoin ẩn danh. Nakamoto đã mô tả các kênh thanh toán cho nhà phát triển đồng nghiệp Mike Hearn, người đã xuất bản các cuộc trò chuyện vào năm 2013.
Bản tóm tắt của bài báo mô tả một giao thức ngoài chuỗi bao gồm các kênh thanh toán. Trong các kênh thanh toán, hai bên không đáng tin cậy có thể chuyển giá trị mà không làm nghẽn mạng chính, vì các kênh này tồn tại ngoài chuỗi. Các kênh ngoài chuỗi được thiết kế để giải quyết vấn đề về khả năng mở rộng của Bitcoin. Dryja và Poon sau đó đã nêu chi tiết rằng Visa đạt đỉnh cao nhất là 47.000 TPS trong các kỳ nghỉ lễ vào năm 2013. Để Bitcoin có thể đến gần với TPS của Visa, nó sẽ phải quản lý các giao dịch trị giá 8 gigabyte trên mỗi khối, điều này không bằng khả năng của blockchain hiện tại . Ban đầu, Bitcoin chỉ có thể xử lý bảy giao dịch mỗi giây, giả sử các giao dịch đó là khoảng 300 byte mỗi giao dịch. Ngoài ra, các khối của Bitcoin chỉ có giới hạn giao dịch một megabyte vào thời điểm đó, vì vậy chắc chắn không có chỗ cho bất kỳ nơi nào gần 47.000 giao dịch Bitcoin có thể nằm gọn trong một khối. Các kênh thanh toán ngoài chuỗi của Lightning Network được tạo ra để giải quyết tình trạng thiếu khả năng mở rộng của Bitcoin, vì các kênh này cho phép tồn tại các giao dịch nhỏ hơn khác nhau mà không làm nghẽn mạng.
Vào năm 2016, Dryja và Poon đã thành lập Lightning Labs (cùng một số cộng tác viên khác), một công ty chuyên phát triển Lightning Network. Mặc dù có nhiều thay đổi thành viên trong nhóm theo thời gian, Lightning Labs đã làm việc để làm cho giao thức tương thích với mạng Bitcoin cốt lõi. Một bước đột phá đã trở nên khả thi sau khi soft fork dựa trên SegWit của Bitcoin vào năm 2017, giải phóng không gian cho nhiều giao dịch hơn để phù hợp với từng khối và loại bỏ một lỗi Bitcoin lâu đời được gọi là tính dễ uốn của giao dịch. Lỗi này cho phép người dùng giả mạo các giao dịch, nói dối mạng và giữ Bitcoin trong ví của họ.
Do thử nghiệm trước khi ra mắt, các nhà phát triển có thể tạo ứng dụng trên Lightning Network ngay lập tức. Các ứng dụng bao gồm các trường hợp sử dụng đơn giản như ví và nền tảng cờ bạc, giúp khai thác sức mạnh của các giao dịch vi mô của Lightning Network.
Vào năm 2018, Lightning Labs cuối cùng đã tung ra phiên bản beta của việc triển khai Lightning Network vào mạng chính Bitcoin. Vào thời điểm này, những nhân vật của công chúng như Jack Dorsey, người sáng lập Twitter đã bắt đầu tham gia vào dự án. Ví dụ:Dorsey đã thuê một nhóm các nhà phát triển tập trung hoàn toàn vào việc phát triển Lightning Network bằng cách trả tiền cho họ bằng Bitcoin. Anh ấy cũng có kế hoạch triển khai Lightning Network vào Twitter trong tương lai.
Giao thức này cho phép tạo kênh thanh toán ngang hàng giữa hai bên, như giữa khách hàng và quán cà phê. Sau khi được thiết lập, kênh cho phép họ gửi không giới hạn số lượng giao dịch gần như tức thì cũng như không tốn kém. Nó hoạt động như một sổ cái nhỏ của riêng mình để người dùng thanh toán cho các hàng hóa và dịch vụ thậm chí nhỏ hơn như cà phê mà không ảnh hưởng đến mạng Bitcoin.
Để tạo kênh thanh toán, người thanh toán phải khóa một lượng Bitcoin nhất định vào mạng. Khi Bitcoin bị khóa, người nhận có thể lập hóa đơn số tiền của nó khi họ thấy phù hợp. Nếu khách hàng muốn tiếp tục mở kênh, họ có thể chọn thêm Bitcoin một cách nhất quán.
Bằng cách sử dụng kênh Lightning Network, cả hai bên có thể giao dịch với nhau. Khi đối chiếu với các giao dịch thông thường trên chuỗi khối Bitcoin, một số giao dịch được xử lý theo cách khác. Ví dụ:khi hai bên mở và đóng một kênh, chúng chỉ được cập nhật trên blockchain chính.
Hai bên có thể chuyển tiền giữa nhau vô thời hạn mà không cần thông báo cho blockchain chính. Bởi vì tất cả các giao dịch trong một chuỗi khối không cần phải được tất cả các nút chấp thuận, chiến lược này về cơ bản sẽ tăng tốc thời gian giao dịch. Các nút Lightning Network có khả năng định tuyến giao dịch được hình thành bằng cách kết hợp các kênh thanh toán riêng lẻ giữa các bên liên quan. Do đó, Lightning Network là kết quả của nhiều hệ thống thanh toán được liên kết với nhau.
Cuối cùng, khi hai bên quyết định hoàn tất giao dịch, họ có thể đóng kênh. Sau đó, tất cả thông tin của kênh được tổng hợp thành một giao dịch, giao dịch này sẽ được gửi đến mạng chính Bitcoin để ghi lại. Sự hợp nhất đảm bảo rằng hàng chục giao dịch nhỏ làm spam mạng cùng một lúc, đơn giản hóa chúng thành một giao dịch mà mất ít thời gian và nỗ lực hơn cho các nút xác thực. Không có kênh thanh toán, các giao dịch nhỏ hơn sẽ cản trở các giao dịch lớn hơn, làm nghẽn mạng và thêm nhiều nút để xác thực.
Ví dụ:giả sử Mike đến một quán cà phê địa phương mỗi ngày và muốn thanh toán bằng Bitcoin. Anh ấy có thể chọn thực hiện một giao dịch nhỏ cho mỗi cốc cà phê, nhưng do các vấn đề về khả năng mở rộng của Bitcoin, giao dịch có thể mất hơn một giờ để xác thực. Mike cũng sẽ phải trả phí cao của mạng Bitcoin, mặc dù anh ấy đang thực hiện một giao dịch nhỏ. Các giao dịch nhỏ hoạt động với các phương thức thanh toán truyền thống như thẻ vì các công ty như Visa có cơ sở hạ tầng để xử lý hơn 24.000 TPS. Ngược lại, Bitcoin, vào một ngày bình thường, có thể xác nhận bảy TPS.
Với Lightning Network, Mike có thể mở kênh thanh toán tại quán cà phê. Mỗi giao dịch mua cà phê được ghi lại trong kênh đó và cửa hàng vẫn được thanh toán. Giao dịch rẻ hoặc thậm chí có thể miễn phí, cũng như ngay lập tức. Sau đó, khi số Bitcoin bắt đầu kênh được tiêu hết, Mike có thể chọn đóng kênh hoặc nạp lại. Khi một kênh bị đóng, tất cả các giao dịch của kênh đó sau đó sẽ được ghi lại vào chuỗi khối Bitcoin chính.
Lightning Network tạo hợp đồng thông minh giữa hai bên. Các quy tắc thỏa thuận được mã hóa trong hợp đồng khi tạo và không thể bị phá vỡ. Mã hợp đồng thông minh cũng đảm bảo rằng việc thực hiện hợp đồng là tự động, vì các hợp đồng được thực hiện ban đầu với các yêu cầu đặt trước mà tất cả các bên tham gia đều đồng ý. Khi các yêu cầu đó được đáp ứng, chẳng hạn như khi khách hàng thanh toán đúng số tiền cho một ly cà phê, hợp đồng sẽ tự động hoàn thành mà không cần sự tham gia của bên thứ ba. Lightning Network ẩn danh các giao dịch trong kênh thanh toán sau khi được xác thực. Tất cả những gì mọi người có thể thấy là tổng giá trị chuyển giao, không phải các giao dịch riêng lẻ bên trong nó.
Bạn hoàn toàn có thể thực hiện các giao dịch mà không có bất kỳ hạn chế nào bên ngoài chuỗi khối. Các giao dịch ngoại tuyến có thể được tin cậy để thực thi blockchain, coi như chúng kết thúc trên mạng chính sau khi các kênh thanh toán bị đóng. Mạng chính là trọng tài của tất cả các giao dịch. Mặc dù các giao thức ngoài chuỗi có sổ cái riêng, nhưng sổ cái đó luôn tích hợp trở lại chuỗi chính, vốn là cốt lõi trong thiết kế của Lightning Network. Chỉ khi có một chuỗi chính để xây dựng, các giao thức ngoài chuỗi mới có thể tồn tại.
Ưu điểm rõ ràng của Lightning Network là giao dịch nhanh hơn và rẻ hơn, cho phép thanh toán vi mô theo cách chưa từng có trước đây. Nếu không có Lightning Network, người dùng sẽ phải trả phí cao cho một giao dịch đơn giản và sau đó đợi một giờ hoặc hơn để nó xác thực. Thời gian chờ lâu hơn xảy ra đối với các giao dịch nhỏ hơn, khi các thợ đào chọn xác thực các giao dịch lớn hơn vì họ kiếm được phần thưởng lớn hơn khi làm như vậy.
Lightning Network được kết nối với chuỗi khối Bitcoin, tồn tại dưới dạng một lớp trên cùng của nó. Kết nối có nghĩa là Mạng Lightning vẫn được hưởng lợi từ các giao thức bảo mật của Bitcoin. Sau đó, người dùng có thể chọn chuỗi khối chính cho các giao dịch lớn hơn và hoán đổi sang chuỗi ngoài chuỗi của Lightning Network cho các chuỗi nhỏ hơn mà không cần lo lắng về tính an toàn. Các kênh thanh toán Lightning Network cũng cung cấp các giao dịch riêng tư, vì người xem không thể xem qua từng giao dịch riêng lẻ, thay vào đó chỉ có gói tổng thể.
Những người đam mê tiền điện tử cũng đã thử nghiệm hoán đổi nguyên tử, là hành động hoán đổi một loại tiền điện tử này sang một loại tiền điện tử khác mà không sử dụng bên thứ ba hoặc một sàn giao dịch. Hoán đổi nguyên tử hữu ích hơn một sàn giao dịch, vì chúng cung cấp dịch vụ hoán đổi gần như tức thì với ít hoặc miễn phí hoặc chuyển khoản qua ví.
Người ta phải có một chiếc ví tương thích với Lightning Network để thực sự tận dụng nó. Mặc dù việc tìm kiếm một chiếc ví hoạt động với Lightning Network rất dễ dàng, nhưng người dùng cần nạp tiền từ ví Bitcoin truyền thống. Giao dịch ban đầu từ ví Lightning Network truyền thống phải trả phí, vì vậy người dùng đang mất một số Bitcoin để tương tác với giao thức. Sau khi tiền có trong ví Lightning Network, người dùng phải khóa Bitcoin của họ để tạo kênh thanh toán.
Gửi Bitcoin giữa các ví có thể gây khó chịu và tốn kém, điều này gây khó chịu cho người dùng mới. Điều đó nói rằng, một số ví có thể quản lý cả thanh toán trong và ngoài chuỗi mà không phải trả phí và sự tiện lợi có thể sẽ được cải thiện theo thời gian.
Nếu một trong hai người tham gia kênh thanh toán quyết định rút một số tiền, họ phải chủ động đóng kênh và nhận lại số Bitcoin đó trước khi sử dụng tiền. Ví dụ:không thể rút ra một ít tiền và để kênh mở. Ngay cả việc đóng hoặc mở kênh thanh toán cũng yêu cầu cả hai bên tham gia thực hiện một giao dịch ban đầu được gọi là phí định tuyến. Mặc dù về mặt khái niệm việc mở kênh là đơn giản, nhưng tất cả các khoản thanh toán bổ sung này khiến quá trình này trở nên tốn kém hơn so với mức mà nhiều người dùng tiềm năng sẽ quan tâm.
Tuy nhiên,Một trong những vấn đề lớn nhất với Lightning Network là lừa đảo giao dịch ngoại tuyến. Nếu một người tham gia vào kênh thanh toán chọn đóng kênh đó trong khi bên kia ngoại tuyến, thì người đó có thể ăn cắp tiền. Cuối cùng thì khi bên thứ hai trực tuyến, đã quá muộn để làm bất cứ điều gì. Kẻ lừa đảo chỉ có thể ở trạng thái ngoại tuyến mà không có cách nào liên hệ với họ.
Ngoài ra, Lightning Network cũng gặp phải các lỗi như thanh toán bị kẹt, là các giao dịch gửi đi không thấy xác minh. Mạng Bitcoin sẽ hoàn trả một khoản thanh toán bị kẹt, nhưng có thể mất nhiều ngày để có được, vì các giao dịch hợp lệ được ưu tiên hơn các giao dịch bị kẹt khi cần xác minh.
Cuối cùng, ngay cả khi Lightning Network giải quyết được tất cả các vấn đề của nó, vẫn có trường hợp của các cơ quan quản lý. Các nhà quản lý có thể gặp khó khăn trong việc hiểu Lightning Network đủ để ban hành luật thích hợp. Nếu các cơ quan quản lý đấu tranh, người dùng tiền điện tử chính thống cũng có thể gặp khó khăn khi sử dụng Lightning Network. Ngay cả khi các nhà quản lý hiểu rõ giao thức, họ có thể không cho phép Lightning Network do tính ẩn danh của nó. Các giao dịch ẩn danh có thể khiến các nhà lập pháp sợ hãi, vì họ chỉ có thể nhìn thấy một giao dịch đã hoàn tất sau khi người dùng đóng kênh thanh toán của họ, chứ không phải các giao dịch riêng lẻ được thực hiện trong một kênh.
Tuy nhiên, rất may cho Lightning Network, việc áp dụng đang gia tăng. Theo DappRadar, có hơn 110 triệu đô la Bitcoin bị khóa vào Lightning Network. Đây có thể là những người trả tiền cho hàng hóa và dịch vụ, sử dụng ứng dụng, cờ bạc và hơn thế nữa.
Một số ứng dụng rất quan trọng đối với việc sử dụng mạng, chẳng hạn như ví tương thích với Lightning Network. Xem xét rằng Lightning Network là một giao thức riêng biệt với mạng chính của Bitcoin, nó yêu cầu một loại ví khác để người dùng có thể tạo các kênh thanh toán. Các nhà giao dịch không thể sử dụng Lightning Network mà không có ví được tối ưu hóa. Nếu việc áp dụng Lightning Network tiếp tục phát triển, ngành công nghiệp có thể mong đợi nhiều nhà phát triển ví tích hợp hỗ trợ Lightning Network hơn. Người dùng chuyên dụng cũng có thể trở thành một nút, tăng tốc thời gian giao dịch Lightning Network.
Cũng cần lưu ý rằng việc phát triển trên Lightning đã mở rộng sang hoạt động như một giải pháp hai lớp trên các dự án khác nhau. Các sàn giao dịch tiền điện tử cũng đang bắt đầu hỗ trợ giao thức, đưa Lightning Network đến với nhiều nhà giao dịch nhất có thể. Các sàn giao dịch tích hợp Lightning Network cho phép các nhà giao dịch rút số lượng Bitcoin nhỏ hơn với giá rẻ và ngay lập tức (ngay cả khi Bitcoin bị tắc nghẽn). Nếu không có Lightning Network, người dùng có thể phải chịu phí giao dịch cao và thời gian chờ đợi do công nghệ truyền thống của Bitcoin.
Tháp canh, một dịch vụ bảo vệ của bên thứ ba bao gồm các nút chuyên biệt khác nhau, cũng đã được giới thiệu với Lightning Network. Đôi khi, một số nút chuyển sang chế độ ngoại tuyến, khiến các kênh thanh toán của họ mở ra các trò gian lận giao dịch ngoại tuyến. Thay vì để kênh của họ không được giám sát, một người tham gia có thể trả một khoản phí nhỏ cho tháp canh và cung cấp một dấu hiệu liên quan đến giao dịch kênh. Tháp canh sử dụng ký hiệu để xác định kênh của người dùng trong số tất cả những người còn lại và theo dõi kênh đó.
Nếu tháp canh nhận thấy hoạt động độc hại, chẳng hạn như bên đối lập cố gắng đóng kênh thanh toán, tháp canh sẽ tự động đóng băng tiền và hoàn trả lại cho người dùng ngoại tuyến. Tháp canh cũng sẽ trừng phạt bên độc hại bằng cách xóa tiền của họ khỏi kênh.
