Hoe werkt het Bitcoin Lightning Network?

Het Lightning Network is een geavanceerde technologie gebouwd bovenop Bitcoin, gebouwd als een tweede laag. Geïntroduceerd in 2016 door Joseph Poon en Thaddeus Dryja, heeft het tot doel om enkele inherente problemen van Bitcoin op te lossen. Het Lightning Network stelt gebruikers in staat om off-chain transacties te doen, en hierdoor niet hoeft te wachten totdat het volgende Bitcoin blok gevonden wordt.

Waarom het Lightning Network?

Om de noodzaak van het Lightning Network te begrijpen, is het cruciaal om te weten hoe Bitcoin-transacties werken. Hoewel het opbouwen en uitsturen van transacties relatief snel is, kost het relatief veel tijd om een transactie te bevestigen. Een standaard computer kan theoretisch ongeveer 14.000 transacties per seconde verwerken. Echter wordt ruwweg elke tien minuten een Bitcoin blok gevalideerd, welke ‘maar’ 2.000 transacties kan bevatten. Daarom zou het verwerken van 14.000 transacties meer dan een uur duren.

Dit bevestigingsproces is essentieel omdat het de integriteit en beveiliging van Bitcoin transacties waarborgt. Hiermee wordt de noodzaak van tussenpersonen geëlimineerd. Deze vorm van verificatie stelt men in staat om te vertrouwen dat de transacties nauwkeurig en legitiem zijn. Kort gezegd is Bitcoin een gedecentraliseerd systeem met een onveranderlijk grootboek, maar dit brengt ook kosten met zich mee.

Uitdaging voor opschalen

Naarmate de adoptie van Bitcoin groeit, worden er meer transacties uitgestuurd, wat weer leidt tot hogere transactiekosten. Deze stijging van kosten maakt kleinere betalingen minder aantrekkelijk en praktisch.

Om deze uitdaging aan te pakken, en dus snellere en goedkopere transacties te faciliteren, is het Lightning Network ontwikkeld. Door een tweede laag bovenop de Bitcoin blockchain te bouwen, maakt het Lightning Network ruimte voor snellere transactieverwerking zonder concessies te doen aan de beveiliging. Hierdoor is het een essentiële vooruitgang voor Bitcoin.

Hoe het Lightning Network werkt

Om de functionaliteit van het Lightning Network te begrijpen, moeten we het proces van het openen van een betaalkanaal, transacties binnen het kanaal en het routeren van betalingen door het netwerk onderzoeken.

Een kanaal openen

Het openen van een betaalkanaal tussen twee partijen, zoals Anouk en Bob, is de fundamentele stap bij het gebruik van het Lightning Network. Dit omvat het aanmaken van een transactie op de Bitcoin blockchain, waarbij een bepaald Bitcoinbedrag wordt vergrendeld in een complexe wallet die door beide partijen wordt gecontroleerd. Eenmaal bevestigd, weerspiegelt het initiële bedrag de toewijzing van liquiditeit, waardoor transacties binnen het kanaal mogelijk zijn. Bijvoorbeeld, als Anouk 1 BTC stort in het kanaal, toont de initiële balans Anouk met 1 BTC en Bob met 0 BTC. Deze opzet stelt hen in staat om te beginnen met transacties binnen het kanaal.

Transacties binnen het kanaal

Met het kanaal eenmaal open, kunnen Anouk en Bob snel en met minimale kosten talloze off-chain transacties uitvoeren. Elke transactie werkt de balans van het kanaal bij. Bijvoorbeeld, als Anouk 0,1 BTC naar Bob stuurt, toont de nieuwe balans Anouk met 0,9 BTC en Bob met 1,1 BTC. Cryptografische technieken en herroepingscodes beveiligen deze veranderingen, waardoor fraude wordt voorkomen.

Het kanaal openhouden

Kanalen kunnen onbeperkt open blijven, waardoor onbeperkte transacties in de loop van de tijd mogelijk zijn zonder de behoefte om ze vaak te sluiten en opnieuw te openen. Dit bespaart kosten en de transactiesnelheid blijft optimaal.

Transacties afhandelen

Anouk en Bob kunnen op elk moment hun saldo's afhandelen door het eens te worden over de eindstand en deze af te rekenen op de Bitcoin blockchain. Ze kunnen ook kiezen om het kanaal open te houden voor toekomstige transacties, en alleen on-chain af te handelen wanneer dat nodig is.

Betalingen routeren

Het Lightning Network bestaat uit onderling verbonden betalingskanalen, die een robuust netwerk vormen. Betalingen kunnen via meerdere knooppunten worden gerouteerd als er geen direct kanaal bestaat. Bijvoorbeeld, Anouk kan betalingen naar Charlie sturen via Bob als Bob een kanaal heeft met Charlie. Atomic Multi-Path Payments (AMP) zorgen ervoor dat betalingen volledig worden voltooid of helemaal niet, waardoor gedeeltelijke betalingen of verlies van fondsen worden voorkomen.

Zorgen over het Lightning Network

Centralisatie

Het Lightning Network, gericht op het verbeteren van de schaalbaarheid en snelheid van Bitcoin, kan leiden tot centralisatie van transactieverdeling. Als enkele grote nodes een groot deel van de liquiditeit van het netwerk beheersen, worden zij de belangrijkste transactieroutes vanwege hun betrouwbaarheid. Dit kan kleinere nodes marginaliseren, waardoor de decentralisatie afneemt. Hoge kosten en technische expertise die nodig zijn voor grote nodes vergroten dit probleem verder, waardoor er barrières ontstaan voor kleinere spelers. Deze concentratie van macht riskeert het gedecentraliseerde karakter van Bitcoin te ondermijnen, waardoor het netwerk kwetsbaar wordt voor censuur, manipulatie en mogelijke storingen.

Frauduleuze kanaalsluitingen

Het Lightning Network versnelt Bitcoin-transacties en verlaagt de kosten, maar het heeft ook risico's, waaronder frauduleuze kanaalsluitingen. Dit gebeurt wanneer iemand probeert een betaalkanaal te sluiten met een verouderd saldo dat in hun voordeel is.

Bijvoorbeeld, als Anouk en Bob een kanaal hebben en hun saldo's in de loop van de tijd bijwerken, zou Anouk kunnen proberen te bedriegen door een oud saldo uit te zenden dat haar meer Bitcoin geeft dan ze momenteel heeft, waardoor ze effectief van Bob steelt.

Het Lightning Network heeft ingebouwde veiligheidsmaatregelen om dit te voorkomen:

1. Tijdsloten: Wanneer een kanaal wordt gesloten, is er een wachttijd waardoor de andere partij kan protesteren als ze fraude constateren.
2. Herroepingssleutels: Elke update maakt de vorige staat ongeldig met een sleutel. Als iemand probeert een oude staat te gebruiken, kan de andere partij de sleutel gebruiken om fondsen terug te vorderen.

Toegang te krijgen tot het Lightning Network

Om toegang te krijgen tot het Lightning Network, stel je een Lightning portemonnee in (mobiel, desktop of hardware) en financier je deze met Bitcoin vanuit je gewone portemonnee. Open een betaalkanaal door Bitcoin te sturen. Zodra het kanaal is geopend kun je transacties binnen het netwerk uitvoeren. De portemonnee zal automatisch betalingen routeren als je geen direct kanaal hebt met de ontvanger.

Het Lightning Network verbetert de schaalbaarheid en transactie-efficiëntie van Bitcoin door off-chain transacties. Het biedt voordelen zoals snellere en goedkopere transacties, maar stelt ook uitdagingen zoals potentiële centralisatie en frauduleuze kanaalsluitingen. Begrijpen hoe je het netwerk moet gebruiken en beschermen helpt de voordelen te maximaliseren en de risico's te beperken, wat bijdraagt aan een robuuster en meer gedecentraliseerd Bitcoin-ecosysteem.