Lightning Network

Lightning Network: cos’è e come funziona il layer 2 Bitcoin

Lightning Network è un ottimo layer 2 che risolve i problemi di lentezza e dispendiosità della blockchain Bitcoin, ampliandone i casi d’uso.
Tutti conosciamo bitcoin, la regina indiscussa dell’universo crypto. Da esperimento e “giochino” per smanettoni, questa criptovaluta ha nel tempo raccolto sempre più consenso, divenendo una riserva di valore in costante adozione.
Tuttavia, la blockchain Bitcoin presenta diversi limiti legati soprattutto al tema della scalabilità:

1. La creazione di un blocco richiede 10 minuti. Inoltre, esso contiene un numero limitato di movimenti.
2. Legato al punto precedente, Bitcoin ha una soglia massima di 7 transazioni per secondo. Perciò, si creano facilmente code.
3. Formandosi rallentamenti, una singola operazione può richiedere tempi di attesa molto lunghi in periodi di grande congestione.
4. Infine, dato che “chi più paga in fee meglio si posiziona”, il costo di una transazione può essere decisamente elevato. In aggiunta, questo meccanismo contribuisce ad allungare ulteriormente le code.

Riassunto in pochi termini: per i pagamenti di ogni giorno, soprattutto quelli relativi a piccole somme, Bitcoin non è efficiente.
Come noto, l’adozione di massa delle criptovalute passa anche dall’utilizzo quotidiano. Azioni come fare la spesa, comprare un libro o vendere i propri prodotti dovrebbero poter essere compiute anche con questi mezzi.
Dati i presupposti, Bitcoin non si pone come la miglior soluzione in questo senso.
La tecnologia blockchain si presta per integrazioni, modifiche e applicazioni che vanno a potenziare ciò che è già esistente. Ecco quindi scendere in campo Lightning Network, l’ingegnoso rimedio alle limitazioni di Bitcoin.

Quindi che cos’è Lightning Network

Lightning è un network decentralizzato, layer 2 di Bitcoin. Grazie all’utilizzo di funzionalità smart contract nella blockchain, è possibile processare pagamenti istantanei.
Partiamo da un concetto fondamentale: layer 2. Lightning è un network costruito sopra Bitcoin, suo layer 1; esso non potrebbe esistere senza la blockchain madre e comunque non avrebbe alcuno scopo.
I layer 2 sono delle soluzioni pensate per migliorare in qualche modo il network che vi è alla base. Ad esempio, Ethereum dispone di diverse reti di questo tipo (come Arbitrum e Polygon) che ne superano i limiti e ampliano la proposta. Lightning ha proprio questo ruolo: dare qualcosa in più a Bitcoin.
Nel paragrafo precedente abbiamo elencato i limiti di Bitcoin, giungendo alla conclusione che non è esattamente la miglior tecnologia a disposizione per il mondo dei micropagamenti.
Chi vorrebbe attendere decine di minuti, se non ore, prima di riuscire a completare un pagamento?
Quale individuo sarebbe disposto a spendere commissioni elevate, magari superiori al bene acquistato?
In generale, come si può pensare che la rivoluzione crypto arrivi in ogni attività se la tecnologia alla base supporta solo 7 transazioni per secondo? VISA, il celebre circuito di pagamenti elettronici, ne processa migliaia.
Lightning Network è la soluzione tecnica che rende Bitcoin una blockchain assolutamente in grado di far fronte a carichi di traffico elevato, ben superiore a quello dell’appena citata VISA.
Questo layer 2 dispone di punti di forza solidi e importanti:

• Velocità: si tratta di un network rapidissimo, in grado di completare le transazioni all’istante.
• Economicità: le gas fee sono irrisorie, quasi nulle.
• Numero di transazioni: oltre a essere veloce, questo layer 2 potrebbe potenzialmente supportare centinaia di migliaia e persino milioni di movimenti per secondo.

Aggiungiamo infine che il tutto è in costante crescita.
Per capire il funzionamento di Lightning Network dobbiamo ricorrere a qualche esempio e introdurre i Payment Channels.
Innanzitutto, immaginiamo di andare al bar a prendere un caffè, decidendo di pagarlo in bitcoin.
Date le problematiche di cui abbiamo già discusso, spenderemo in gas fee una cifra decisamente superiore a quella della bevanda.
Insomma, non è il massimo sganciare quasi 5€ per un caffè, vero? In altri periodi sarebbe potuto costarne tranquillamente anche 20, 30 0 50: se c’è tanta richiesta, le gas fee si impennano.
Facciamo uno step in più: il caffè al bar lo prendiamo ogni giorno.
Ecco, qui il problema si amplificherebbe ulteriormente: per una volta potremmo anche spendere 5€ ma tutti i giorni proprio no!
Troviamo però una soluzione chiedendo al barista di tenere aperto un conto. Alla fine del mese pagheremo tutti i caffè consumati, comprimendoli in un’unica transazione e abbattendo drasticamente i costi delle gas fee.
Ovviamente vi sono ancora dei limiti: non è possibile aprire un conto presso ogni attività frequentata. Anche se lo fosse, a fine mese dovremmo girare mezza città solo per saldare i nostri debiti. Resterebbero comunque delle barriere: ad esempio, come fare per un acquisto singolo?
Bisogna quindi trovare un metodo che contenga realmente le gas fee per ciascun movimento, utilizzabile dovunque e applicabile a qualsiasi tipologia di compravendita.

Payment Channels: il punto di partenza alla risoluzione del problema

I Payment Channels rispondono parzialmente a questo profilo. Si tratta appunto di canali di pagamento che ricalcano il modello del conto al bar.
Due soggetti aprono un canale sulla blockchain tramite una transazione multisig, versando un certo capitale iniziale.
A questo punto, essi potranno mandarsi tutte le transazioni che vogliono senza pagare alcuna fee. Per assurdo potrebbero passare la giornata a rimbalzarsi a vicenda una somma, non ci sarebbe alcun problema. Ciò è dovuto al fatto che il canale opera off-chain, non interagendo in alcun modo con la blockchain fino alla sua chiusura.
Arrivati al punto in cui si desidera concludere le movimentazioni, il canale viene terminato, la transazione inviata al layer 1 e le somme aggiornate.
Così facendo, il numero di operazioni viene abbattuto e, di conseguenza, i costi correlati. Non solo: la blockchain non risulta appesantita in quanto la maggior parte del lavoro è stato fatto off-chain.
Come dicevamo, questo sistema prende ispirazione dal classico conto al bar: compie le transazioni ma non le registra finché il canale non viene chiuso. Esattamente ciò che fa il barista: segna su un foglio le consumazioni e periodicamente viene giustamente a reclamare quanto dovuto.
I payment channels hanno però delle limitazioni:
Supportano solo due soggetti: io e il barista, tu e il meccanico, Satoshi e il suo amico Vitalik. Questo è uno scoglio enorme: quanti canali si dovrebbero aprire se volessimo pagare tutti i nostri acquisti con bitcoin?
Continua apertura e chiusura: i payment channels hanno tempi limitati di operatività e richiedono comunque continue aperture e chiusure. Non sono quindi pratici come forma di pagamento estesa: l’obiettivo è ridurre tempistiche e costi e aprendo canali a go-go non otterremmo né l’uno né l’altro.
Quindi, qual è il rimedio?
Lightning Network: pagamenti bitcoin istantanei a costi irrisori.
Il network Lightning sfrutta il meccanismo dei payment channels ma ne rimuove i limiti. Il risultato è un sistema affidabile e sostenibile, pensato per i micropagamenti in bitcoin.
Lightning è una rete di nodi che condividono liquidità e sfruttano gli smart contract per lavorare in sinergia.
Non vi è più la necessità di aprire un canale con ciascuna persona: ci appoggeremo ad altre per far arrivare i nostri BTC a destinazione.
Di fatto andremo a sfruttare dei canali già esistenti, l’unico punto fondamentale è che il ricevente ne abbia almeno uno.
Ad esempio, se Alice dovesse inviare dei bitcoin a Dan, questi potrebbero passare dal nodo di Bob, rimbalzare a quello di Carol e giungere finalmente a destinazione.

Numerosi vantaggi

• Non si deve aprire un canale con ciascuna controparte. Così facendo si abbattono tempistiche e costi: l’avvio di un canale richiederebbe infatti una transazione sulla blockchain. Stesso discorso per la sua successiva chiusura.
• I movimenti sono rapidissimi, praticamente istantanei. Ciò è fondamentale per i pagamenti quotidiani.
• Le transazioni hanno un prezzo irrisorio. Il mio caffè da 1€ arriverà a costare pochi millesimi in più, non 5 euro!
• Operando off-chain, la privacy è assicurata.

La blockchain garantisce sicurezza. Se una delle parti tentasse di apportare manomissioni, il layer 1 sarebbe in grado di individuare il problema.
In queste situazioni la blockchain diventa una specie di “giudice” e assegna la punizione al trasgressore, cioè il prelievo forzato di una quota o addirittura di tutti i suoi fondi, girati alla parte lesa.
Ovviamente, per un corretto funzionamento il sistema necessita di due elementi fondamentali: capitale versato e ampio bacino di utenza.
Sul capitale, questo è importante perché è grazie a esso che le transazioni sono ridotte all’osso.
Tornando all’esempio portato poco fa, se Bob e Carol non avessero versato dei bitcoin, l’invio di fondi da Alice a Dan non sarebbe possibile mediante questo sistema. Sarebbe necessario aprire un canale dedicato, con tutti i costi e le tempistiche che ne derivano.
Più il network è grande, maggiore sarà la sua capillarità. Inoltre, collegato al punto precedente, vi è superiore disponibilità di fondi.
Il mantenimento di un canale su Lightning Network viene incentivato dalle commissioni. Infatti, le ridotte gas fee finiscono a coloro che rendono possibile stabilità e funzionamento del sistema. Si tratta di piccole somme a riconoscimento del servizio offerto.

Punti deboli di Lightning Network

Per quanto sia un ottimo servizio, Lightning non è esente da punti deboli.
Nello specifico, quelli principali sono due:

• Mittente e ricevente di una transazione devono essere entrambi online. Questo perché durante l’operazione deve essere eseguito un doppio check tra le parti, così da poter garantire sicurezza e correttezza.
• Problematiche dovute all’accentramento dei capitali. Il network ha bisogno di fondi per poter funzionare: potrebbero quindi subentrare grandi attori, dotati di ingenti risorse, aumentandone la centralizzazione.

Per quanto visto finora, Lightning è comunque un ottimo rimedio ai noti limiti di Bitcoin. Grazie a esso, la celebre criptovaluta diventa realmente spendibile nella quotidianità. Ringraziando, casi d’uso e valore intrinseco crescono.

Come interagire con Lightning Network

Entrare nel mondo di Lightning Network non è complesso: basta conoscere e scaricare gli strumenti corretti.
Le opzioni disponibili sono diverse ma qui esploreremo solo quelle più diffuse e semplici da configurare.
Come prima scelta possiamo optare per Blue Wallet. Si tratta di un wallet mobile che offre diversi servizi; fra questi vi è ovviamente il pieno supporto al network Lightning.
È sufficiente recarsi sul sito bluewallet.io e cliccare sul pulsante della versione desiderata tra Android e IOS.
Una volta scaricato sarà necessaria una veloce configurazione ma nessuna paura: la procedura è semplice e guidata.
Un’alternativa è Electrum, disponibile nel formato mobile e desktop.
La prima è una versione non priva di imperfezioni.
Al contrario, la variante per desktop è invece ben sviluppata. Tuttavia, Lightning nasce specificatamente per i micropagamenti di tutti i giorni; sarebbe quindi un po’ limitato sfruttarlo solo da computer.
Vi sono inoltre wallet mobile nativi del network come Breez, Eclair e Phoenix.
Il primo è ancora in fase di test, perciò non adatto all’utenza comune.
Gli altri due sono invece scaricabili e immediatamente disponibili. Prestare comunque attenzione: mentre Blue Wallet è ampiamente diffuso, queste varianti sono ben lontane dall’essere famose e collaudate. Perciò, maneggiare con cura.

Tether(USDT) come stablecoin per i micropagamenti su lightning network.

Synonym, un fornitore di servizi basato su Bitcoin, ha dimostrato la prima transazione Tether (USDT) in un canale Lightning. Questa è stata la prima volta che una stablecoin mainnet è stata collegata a Lightning. La transazione è stata eseguita utilizzando Omni, una piattaforma per la creazione di asset digitali personalizzati sulla blockchain di Bitcoin.
In genere, gli utenti trasferiscono bitcoin alla rete Lightning tramite una transazione bloccata nel tempo sulla rete principale di Bitcoin. Questa transazione iniziale impegna bitcoin su un canale Lightning tra due nodi e il canale viene stabilito solo dopo che la controparte ha confermato la transazione di finanziamento. Il contratto timelock alla fine distribuirà i fondi dopo che le transazioni Lightning saranno state compensate e il canale sarà chiuso.
Il protocollo Omni incorpora asset personalizzati come USDT nella blockchain di Bitcoin attraverso l’uso del codice operativo OP_RETURN, che può essere utilizzato per trasportare dati arbitrari in una transazione. Omni funziona fuori catena e interpreta questi dati su una piattaforma separata.
Quando si impegnano USDT sulla rete Lightning, i partecipanti devono utilizzare gli indirizzi Omnilayer creati dal software Omnicore. Le controparti seguono la consueta sequenza di creazione di una transazione di finanziamento per aprire un canale, ma è necessaria anche una seconda transazione per impegnare USDT nel canale attraverso un meccanismo di timelock simile. L’instradamento dei pagamenti e altre attività si svolgono quindi sulla rete Lightning tra i nodi abilitati per Omnilayer.
Tether vuole lanciare questo servizio che si chiamerà Holepunch, all’interno della sua piattaforma P2P, per i micropagamenti con i suoi Token utilizzando Bitcoin. Quindi Holepunch andrà ad affiancare Keet, il primo prodotto uscito del progetto P2P, per fare videochiamate.
I vantaggi dell’utilizzo di USDT su Lightning includono costi di transazione inferiori, maggiore privacy e velocità. Le stablecoin sulla rete Lightning hanno il potenziale per potenziare le economie circolari, dove Lightning è il principale mezzo di pagamento e le alternative non sono più necessarie.

Taproot

Taproot è una tecnologia che mira a migliorare la privacy e la capacità di Bitcoin creare complessi smart contract. Questo al fine di migliorarne le prestazioni e aiutare l’evoluzione del suo ecosistema in crescita.
Il soft fork di Taproot tra le altre cose ha aggiunto le firme Schnorr, ma soprattutto ha cambiato il modo in cui operano gli script di Bitcoin, con l’obiettivo di elevare il livello di privacy on-chain, migliorarne la scalabilità e la sicurezza, e soprattutto consentire di creare script nuovi in precedenza troppo complessi o costosi.
Il primo punto su cui Taproot potrebbe fare la differenza è la privacy.
Infatti, ad oggi il livello di privacy della blockchain di Bitcoin non è particolarmente elevato, con tutte le transazioni pubbliche, e con tutti i dati in chiaro.
Invece, utilizzando le nuove firme Schnorr è possibile utilizzare diverse chiavi private di diversi indirizzi pubblici per generare diverse firme che possono essere combinate in un’unica singola firma all’interno di un’unica transazione complessa. In questo modo sulla blockchain non verrebbero più memorizzate le firme create con le chiavi private dei wallet, ma solo la firma complessiva.
Pur non nascondendo gli indirizzi dei mittenti e dei destinatari, la transazione risulterebbe però indistinguibile da una normale transazione multi-indirizzo, rendendo impossibile sapere se si sia trattato di una transazione complessa generata da più utenti, o una normale transazione multi-indirizzo creata da un singolo utente.
Questo varrà per qualsiasi transazione on-chain, perché utilizzando le firme Schnorr sarà impossibile distinguere le varie tipologie di transazioni, che risulteranno tutte simili tra di loro.

La creazione di complessi smart contract su Bitcoin grazie a Taproot

Probabilmente il vantaggio maggiore sarà quello di poter creare script complessi, per transazioni o pacchetti di transazioni anche molto complessi, riducibili a semplici transazioni on-chain con un’unica firma.
Senza Taproot, infatti, qualsiasi script complesso sulla blockchain di Bitcoin, o transazione complessa, deve essere registrato tale e quale, con conseguente aumento del costo delle fee e perdita di privacy. Invece, con Taproot è possibile creare singole transazioni apparentemente semplici, e quindi poco costose, che in realtà rappresentano più script.
Questo incrementa la scalabilità della blockchain di Bitcoin, migliora l’efficienza della blockchain stessa e degli script, offre maggiore privacy, e riduce in modo significativo le fee per questo genere di transazioni complesse semplificate.
Inoltre, riducendo la quantità di dati che devono essere scritti sulla blockchain per le transazioni complesse, di fatto aumenta anche il numero di transazioni che possono esservi registrate.
Si presume che l’aggiornamento che ha introdotto Taproot finirà anche per generare maggiore interesse nei confronti di Lightning Network, e per incoraggiare le soluzioni multi firma (multi-sig).
Come è facile intuire, la mera introduzione di queste nuove funzionalità non ha prodotto cambiamenti immediati e diretti, poiché i veri cambiamenti per gli utenti si vedranno solo quando le nuove funzionalità saranno integrate nei vari wallet, e quindi poi utilizzate.
È passato ancora troppo poco tempo dalla loro introduzione definitiva affinché possano essere già state sfruttate al massimo da chi offre servizi Bitcoin agli utenti ed al mercato, e c’è ancora molto da sviluppare prima che questi cambiamenti possano diventare evidenti a tutti.
Non è da escludere che si debba attendere il prossimo halving, nei primi mesi del 2024, per poter vedere nuove significative iniziative che sfruttino Taproot per incrementare le possibilità di utilizzo di Bitcoin.

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