المؤلف: Hu Feitong
الشبكة المسرّعة هي حل الطبقة الثانية الأكثر نضجًا للبيتكوين. نظريتها هي لقد مضى ما يقرب من 10 سنوات من الاستكشاف والبناء الهندسي، وعلى الرغم من أنه لا يزال هناك العديد من نقاط الضعف، مقارنة بحلول الطبقة الثانية المبتكرة الأخرى للبيتكوين، فإن الشبكة المسرّعة ليست فقط الأكثر اكتمالًا ونضجًا، ولكنها قد تكون أيضًا الأكثر اكتمالًا ونضجًا. أساس لحلول أخرى ذات مستويين. تقدم هذه المقالة مقدمة مختصرة عن تقنية Lightning Network، على أمل أن تلعب دورًا في تعميم العلوم.
مقدمة
في ظل الازدهار المفاجئ الحالي لنظام Bitcoin البيئي، ظهرت ابتكارات ومشاريع مختلفة يبدو أن الحديث عن الشبكة المسرّعة عندما تظهر بهذا الشكل قد عفا عليه الزمن بعض الشيء. ولكن إذا قمت بتحليل الابتكارات المختلفة في نظام Bitcoin البيئي بعناية، عليك أن تعترف بأن الشبكة المسرّعة هي الأكثر اكتمالاً من حيث التصميم والممارسة الهندسية. تم اقتراح مفهوم الشبكة المسرّعة في عام 2015، وتم الانتهاء من الورقة البيضاء وإصدارها في أوائل عام 2016. في عام 2018، تم إنشاء الشبكة المسرّعة وتنفيذها، وحققت دفعة تحويل خارج السلسلة بقيمة 1 بيتكوين. بحلول نهاية عام 2023، وسيصل عدد عقد الشبكة المسرّعة إلى أكثر من 14000، وستصل السعة إلى حوالي 5000 BTC.
نظرًا لانخفاض TPS للبيتكوين، ووقت التأكيد الطويل، وازدحام الشبكة، تأمل الشبكة المسرّعة أن تكون قادرة على إجراء معاملات خارج السلسلة والاستفادة من البيتكوين لحل هذه المشاكل الثلاث الرئيسية المتعلقة بأمان شبكتك، أي تحقيق ما يلي:
فورية المعاملات؛
معاملات عالية الإنتاجية;
تقليل رسوم المعاملات
بالطبع، بالنسبة لبعض الحلول الأخرى لطبقة Bitcoin Layer 2 الحالية وتأمل أيضًا في حل مشكلة أخرى مهمة لشبكة Bitcoin - عقود Turing الكاملة. وهذا في حد ذاته لا يمثل مشكلة كبيرة بالنسبة لتكنولوجيا البلوكشين، لأنها بالفعل تقنية ناضجة، ويكمن المفتاح في كيفية تحقيق النقل اللامركزي وتأكيد أصول البيتكوين والاعتماد على أمان شبكة البيتكوين. ومن هذا الجانب، لا يوجد حل مثالي يمكن أن يحل محل الشبكة المسرّعة (قناة الدولة).
بعض النقاط الفنية للشبكة المسرّعة
تم إنشاء الشبكة المسرّعة على أساس blockchain الخاص بالبيتكوين إنشاء شبكة قنوات دفع لتحقيق الأهداف الثلاثة المذكورة أعلاه. ويتضمن بشكل أساسي النقاط الفنية التالية:
قنوات الدفع: قنوات الدفع هي الأساس مفهوم الشبكة المسرّعة. فهو يسمح لمستخدمين بإجراء معاملات متعددة دون الحاجة إلى بدء معاملة على سلسلة Bitcoin الرئيسية في كل مرة. يقوم المستخدمون أولاً بإنشاء محفظة متعددة التوقيع على blockchain Bitcoin، والتي تتطلب المفاتيح الخاصة لاثنين من المستخدمين لتحويل الأموال. ثم يقومون بعد ذلك بإيداع مبلغ معين من البيتكوين في هذه المحفظة، ويتم تأكيد معاملة الإيداع هذه على blockchain.
المعاملات خارج السلسلة: بمجرد فتح قناة الدفع، يمكن لكلا الطرفين إجراء المعاملات دون التفاعل مع السلسلة الرئيسية. يمكن إجراء عدد غير محدود من المعاملات خارج السلسلة في ظل ظروف معينة. تعمل هذه المعاملات على تحديث تخصيص الأموال داخل القناة من خلال توقيع معاملات جديدة. تمثل سجلات المعاملات هذه كيفية توزيع الأموال عندما تكون القناة مغلقة، ولكن لا يتم بث هذه المعاملات إلى شبكة البيتكوين عندما تكون القناة مفتوحة.
إغلاق القناة: عندما يريد أي من الطرفين سحب الأموال الموجودة في القناة، يمكنه إغلاق قناة الدفع الخاصة بها. يتم تحقيق ذلك من خلال بث الحالة النهائية للمعاملة على blockchain Bitcoin. بمجرد تأكيد المعاملة، سيتم توزيع الأموال الموجودة في القناة بين الطرفين بناءً على حالة آخر معاملة خارج السلسلة.
التوجيه والمدفوعات متعددة القفزات: يمكن للمستخدمين الدفع من خلال مستخدمين آخرين في الشبكة ترسل قنوات الدفع المدفوعات حتى لو ليس لديهم اتصال مباشر بقناة الدفع. ويتم تحقيق ذلك عن طريق توجيه المدفوعات من خلال عقدة وسيطة واحدة أو أكثر. تتقاضى كل عقدة وسيطة رسومًا بسيطة كتعويض عن توفير السيولة.
عقود التجزئة المؤمنة بوقت (HTLCs، أقفال وقت التجزئة): للحصول على دفعات آمنة متعددة القفزات، عقود HTLC الخاصة بالشبكة المسرّعة استخدمت. يسمح هذا بإنشاء دفعات مشروطة لا يمكن إكمالها إلا إذا قدم المستلم دليلاً على صورة مسبقة للدفع (تجزئة رقم عشوائي تم إنشاؤه بواسطة المرسل). وهذا يضمن أن كل عقدة على طول الطريق لن تقوم بإعادة توجيه الدفع إلا إذا كانت متأكدة من أنها ستستلمها.
سعة الشبكة والسيولة: في حين أن الشبكة المسرّعة يمكنها تقليل رسوم المعاملات بشكل كبير وزيادة السرعة، فإن أدائها يعتمد أيضًا على سعة وسيولة الشبكة. تحدد القدرة التمويلية لكل قناة الحد الأقصى لمبلغ المدفوعات التي يمكن إرسالها عبر تلك القناة. بالإضافة إلى ذلك، يجب توزيع الأموال بشكل صحيح عبر الشبكة حتى تتمكن المدفوعات من العثور على مسارات فعالة.
الأمان والخصوصية: تعمل الشبكة المسرّعة على تحسين الخصوصية لأن جميع المعاملات لا تحتاج إلى التسجيل على blockchain عام. ومع ذلك، فإنه يجلب أيضًا اعتبارات أمنية جديدة، مثل مطالبة المستخدمين بالاتصال بالإنترنت بانتظام للرد على محاولات الاحتيال المحتملة.
العملية الأساسية للدفع عبر شبكة Lightning Network
قناة الدفع إنه العنصر الأكثر أهمية في شبكة Lightning Network، حيث يسمح لاثنين من المشاركين بإجراء معاملات متعددة دون الحاجة إلى البث إلى سلسلة Bitcoin الرئيسية في كل مرة. يمكن تقسيم عملية المعاملات المتعددة بين طرفين من خلال الشبكة المسرّعة إلى ثلاث خطوات: 1) فتح قناة الدفع؛ 2) معاملات متعددة خارج السلسلة؛ 3) إغلاق القناة. فيما يلي شرح تفصيلي لقنوات الدفع والمفاهيم ذات الصلة من منظور تقني:
يعتمد إنشاء قنوات الدفع على محفظة متعددة التوقيع، الأمر الذي يتطلب توقيعات المفاتيح الخاصة المتعددة نوع خاص من المحفظة لا يمكن استخدامه إلا للمعاملات. في شبكة Lightning Network، عادةً ما يحتفظ كل طرف بمفتاح خاص ويتحكمان بشكل مشترك في المحفظة. تضمن المحافظ متعددة التوقيع عدم تمكن أي طرف من نقل الأموال بمفرده، ولا يمكن إجراء المعاملات إلا بموافقة الطرفين.
فتح قناة الدفع:
إيداع الأموال: المشاركون المشاركون قم بإنشاء محفظة متعددة التوقيع بشكل مشترك وأرسل عملات البيتكوين إلى هذه المحفظة متعددة التوقيع من محافظهم العادية. يتم بث هذه المعاملة وتأكيدها على سلسلة Bitcoin الرئيسية، مما يشير إلى أنهما يشتركان في السيطرة على الأموال.
سجل المعاملات: يحتفظ كل طرف بسجل المعاملات لتسجيل التخصيص الحالي للأموال. لا يتم بث هذه المعاملة إلى شبكة Bitcoin ويتم مشاركتها فقط بين الطرفين.
المعاملات خارج السلسلة:بمجرد أن تكون القناة يمكن للمستخدمين إجراء معاملات غير محدودة خارج السلسلة.
تحديث المعاملة: في كل مرة يتم فيها تنفيذ معاملة خارج السلسلة، يقوم كلا الطرفين بتحديث أحدث سجلات المعاملات التي قاما بحفظها. يمثل هذا السجل التوزيع النهائي للأموال عند القناة مغلقة.الطريق.
الخصوصية والسرعة: هذه المعاملات تتم بين طرفين فقط ولا تتطلب تأكيدًا من شبكة Bitcoin، لذا فهي شبه فورية وتظل خاصة.
إغلاق القناة:
حالة البث النهائية: عند وجودها عندما يريد أحد الأطراف الخروج من القناة، يمكنه بث آخر معاملة وافق عليها إلى شبكة البيتكوين.
أموال التسوية: بمجرد تأكيد هذه المعاملة من قبل الشبكة، سيتم توزيع الأموال الموجودة في المحفظة متعددة التوقيع على الطرفين بناءً على سجل المعاملة الأخيرة .
تعد قنوات الدفع والمعاملات خارج السلسلة من التقنيات الرئيسية للشبكة المسرّعة لتحسين سرعة وقابلية التوسع في معاملات Bitcoin. وبهذه الطريقة، لا تحتاج المعاملات إلا إلى تأكيدها على سلسلة البيتكوين الرئيسية عند إنشاء القناة وإغلاقها، وبمجرد فتح القناة، يمكن للمشاركين إجراء عدد غير محدود من المعاملات السريعة ومنخفضة التكلفة.
لذلك يمكن للجميع بطبيعة الحال أن يفكروا في كيفية ضمان سلامة الأموال؟ نظرًا لأن الأموال لن تعود إلى محفظتها إلا عند إغلاق القناة، إذا أغلق أحد الأطراف القناة مقدمًا، أو لم يرغب أحد الأطراف في إغلاق القناة، فلا يمكن تحقيق عملية التسوية المتوقعة.
يتم ضمان أمان أموال المستخدم في Lightning Network بشكل أساسي من خلال الآليتين التاليتين:
القفل الزمني: لمنع الاحتيال (على سبيل المثال، يحاول أحد الأطراف بث معاملة قديمة للحصول على المزيد من الأموال)، غالبًا ما تشتمل قنوات الدفع على آلية القفل الزمني. إذا حاول أحد الطرفين بث معاملة قديمة، فسيكون لدى الطرف الآخر الوقت للرد وبث أحدث حالة.
المراقبة: يحتاج المشاركون إلى مراقبة الشبكة بانتظام للتأكد من أن الطرف الآخر لا يحاول بث المعاملات القديمة.
أمثلة على العمليات الأساسية وأمن التسوية
نستخدم لنأخذ مثالاً لتوضيح هذه العملية الأساسية، في هذا المثال، يريد المستخدمان A وB إجراء معاملات متعددة من خلال الشبكة المسرّعة.
الخطوة 1 - إنشاء قناة دفع: يقوم كلا طرفي المعاملة (على سبيل المثال، Alice وBob) بإنشاء عنوان متعدد التوقيعات (multisig) وإيداعه إلى هذا العنوان الأموال الأولية (على سبيل المثال، تقوم Alice بإيداع 5 BTC ويودع Bob 3 BTC). تم تأكيد هذه المعاملة الأولية على سلسلة البيتكوين الرئيسية، مما يشير إلى إنشاء قناة الدفع.
الخطوة الثانية - يقوم الطرفان بإجراء معاملات خارج السلسلة: بمجرد إنشاء قناة الدفع، يمكن لكلا الطرفين بدء عدد غير محدود من المعاملات خارج السلسلة دون الاضطرار إلى الذهاب إلى السلسلة في كل مرة، وهو مسجل في سلسلة البيتكوين الرئيسية. بالنسبة لكل معاملة خارج السلسلة، يقوم الطرفان بتحديث الميزانية العمومية المشتركة لتعكس التخصيص الحالي للأموال. على سبيل المثال، حدثت ثلاث معاملات: 1) قام A بتحويل 1.0 BTC إلى B؛ 2) قام B بتحويل 0.5 BTC إلى A؛ 3) قام A بتحويل 0.2 BTC إلى B مرة أخرى.
بعد هذه المعاملات، وفقًا للميزانية العمومية، قام A بتحويل إجمالي 0.7BTC إلى B، أي A: 4.3BTC، B: 3.7BTC< /p>
الخطوة 3: يمكن لأي من A أو B إرسال هذه النتيجة الأخيرة. ينقل A 0.7 BTC إلى B لإغلاق القناة؛
الخطوة 4: انتظر حتى ينتهي القفل الزمني؛ قبل انتهاء القفل الزمني، يمكن لأي من A أو B إرسال نتيجة معاملة لاحقة موقعة من كلا الطرفين لمنع أي من الطرفين من الحصول على نتيجة المعاملة النهائية بدون إرسالها Pro;
الخطوة 5: ينتهي قفل الوقت وتغلق القناة. يعالج عنوان multisig المعاملة النهائية ويعيد الأموال إلى A وB؛ في هذا المثال، سيتلقى A 4.3BTC وسيتلقى B 3.7BTC.
لمنع الأطراف غير النزيهة من تقديم حالات قديمة، تشجع الشبكة المسرّعة المستخدمين على البقاء متصلين بالإنترنت أو تكليف خدمات مراقبة خارجية (مثل "أبراج المراقبة") مراقبة السلوك غير النزيه للشبكة. إذا اكتشف B أن A يحاول تقديم حالة قديمة، فيمكن لـ B استخدام الحالة الأخيرة التي يحتفظ بها والتي تحتوي على توقيع A كدليل وإرسالها إلى الشبكة لتصحيح سلوك A غير النزيه ومعاقبته.
إذا أرسل A حالة غير أحدث، ويمكن لـ B إثبات وجود حالة محدثة، فإن بروتوكول Lightning Network يسمح لـ B ليس فقط باسترداد أمواله ، ولكن من المحتمل أيضًا الحصول على جزء أو كل أموال "أ" كعقوبة. تعمل هذه الآلية على زيادة تكلفة محاولات الاحتيال بشكل كبير، وبالتالي حماية السلوك الصادق للشبكة.
التوجيه والدفع متعدد القفزات
كما ناقشنا سابقًا، يقوم الطرفان بتمرير الدفعة القناة (قناة الدولة) لتحسين الكفاءة والإنتاجية من خلال المدفوعات خارج السلسلة وتحديد عملية رسوم المعاملات. نحن نعلم أنه من المستحيل على جميع المستخدمين الذين لديهم معاملات إنشاء قنوات دفع، ويمكن للشبكة المسرّعة حل هذه المشكلة من خلال التوجيه والمدفوعات متعددة القفزات. وهذا مشابه لنظام شبكتنا الحالي، حيث يحتاج كل مستخدم نهائي فقط إلى عدد قليل من مقدمي الخدمة (أي ما يعادل البوابات) المعترف بهم من قبل أنفسهم لإنشاء قنوات الحالة، ثم يقوم مقدمو الخدمة هؤلاء بإنشاء قنوات الحالة بينهم، وبالتالي تشكيل شبكة. يتيح الدفع أي تفاعل ونقل بين المستخدمين في شبكة Lightning Network بأكملها.
دعونا نوضح كيفية عمل التوجيه والمدفوعات متعددة القفزات في الشبكة المسرّعة بمثال بسيط: افترض أن هناك أربعة مستخدمين على الشبكة المسرّعة: أليس (أ) وبوب (ب) وكارول (ج) وديف (د). لدى أليس قناة دفع متصلة مباشرة ببوب، ولدى بوب قناة متصلة بكارول، ولدى كارول قناة متصلة بـ ديف. الآن، تريد أليس إرسال دفعة إلى ديف، ولكن لا توجد قناة دفع مباشرة بينها وبين ديف.
الخطوة 1: ابحث عن المسار
استخدام عميل أليس خوارزمية التوجيه الخاصة بشبكة Lightning Network للعثور على مسار إلى Dave. في هذا المثال، أبسط مسار هو Alice -> Bob -> Carol -> Dave.
الخطوة 2: إنشاء الدفع
أليس تقرر الإرسال 0.01 بيتكوين إلى ديف. يقوم عميلها بإنشاء طلب دفع يحتوي على تفاصيل الدفع ورقم خاص - تجزئة الصورة الأولية للدفع (رقم عشوائي أنشأه ديف).
الخطوة 3: استخدم HTLCs
للقيام بذلك بأمان بالنسبة للمدفوعات متعددة القفزات، تقوم كل عقدة وسيطة (Bob وCarol) بإنشاء HTLC. يسمح HTLC للعقد الوسيطة بإعادة توجيه المدفوعات، ولكن لا يمكنها تلقي الأموال في النهاية إلا إذا كانت تعرف الصورة المسبقة للدفع. وهذا يضمن أن الدفعة لن يتم فتحها نهائيًا إلا عندما تصل إلى ديف بالكامل.
الخطوة 4: الدفع الآجل
أرسلت أليس أولاً الدفعة إلى بوب، المقفل في HTLC.
يرى بوب أنه سيتم إعادة توجيه هذه الدفعة إلى كارول، لذلك أنشأ HTLC جديدًا وأرسله إلى كارول.
تفعل كارول نفس الشيء، وتنشئ HTLC وترسله إلى ديف.
في كل خطوة، يتم قفل الدفع في HTLC جديد، وتعرف كل عقدة فقط صورة الدفع المسبقة وستكون هذه الأموال مقفلة في وقت لاحق.
الخطوة 5: فتح الدفع
بمجرد أن يتلقى ديف الدفعة، سيقدم الصورة المسبقة للدفعة إلى كارول، ويفتح قفل HTLC الخاص بها هناك ويحصل على الأموال.
تستخدم كارول هذه الصورة المسبقة للدفع لإلغاء قفل HTLC الذي أرسلها إليها بوب، وترسل الصورة المسبقة للدفع إلى بوب لفتح لها ينبغي الحصول على الأموال.
أخيرًا استخدم بوب الصورة المسبقة للدفع لفتح HTLC التي قدمتها له أليس، ليكمل عملية الدفع بأكملها.
الخطوة 6: التأكيد والإغلاق
< p style="text-align: left;">بمجرد اكتمال سلسلة الدفع بأكملها، يتم إلغاء قفل جميع HTLCs المتوسطة ويتلقى الجميع أموالهم المستحقة. تم تأكيد الدفع وتقوم جميع العقد المشاركة بتحديث حالة قناة الدفع الخاصة بها.
تحليل مزايا وعيوب وآفاق تطوير الشبكة المسرّعة
وفقًا لـ المقدمة السابقة، يمكننا القول أن الشبكة المسرّعة تحل تقنيًا بعض مشاكل شبكة Bitcoin ولها المزايا التالية: المعاملات الفورية، ورسوم المعاملات المنخفضة، وقابلية التوسع العالية وتكرار المعاملات، وحماية أفضل للخصوصية ودعم المدفوعات الصغيرة. ولهذا السبب، ومن خلال الابتكارات التكنولوجية مثل الشبكة المسرّعة، من الممكن أن تصبح عملة البيتكوين نقدًا إلكترونيًا حقيقيًا، بدلاً من مجرد عملة ذات قيمة مخزنة.
ولكن في الوقت نفسه، نرى أيضًا التعقيد الفني للشبكة المسرّعة. وفي الوقت نفسه، لا يعد بناء الشبكة عاملاً تقنيًا فحسب، بل يعد التعرف على المستخدم ومعدل اعتماده أمرًا بالغ الأهمية أيضًا. على الرغم من أن البيتكوين قد حظيت باعتراف أوسع بقيمتها، إلا أن القدرة الإجمالية للشبكة المسرّعة ليست عالية. وفي عملية تطويرها، ستكون نقاط الضعف التالية بمثابة عقبات:
< li>متطلبات الاتصال بالإنترنت: لتلقي المدفوعات، يجب أن يظل جهاز المستخدم متصلاً بالإنترنت حتى يتمكن من الاستجابة في الوقت الفعلي لطلبات الدفع المحتملة أو محاولات الاحتيال.
الأموال مقفلة: سيتم قفل الأموال الموجودة في قناة الدفع قبل إغلاق القناة، مما يعني أن الأموال لا يمكن أن تكون مجانية ليستخدم.
التعقيد وتجربة المستخدم: قد يكون إعداد قنوات الدفع وإدارتها أمرًا معقدًا بالنسبة للمستخدم العادي، خاصة عندما يتعلق الأمر بمشكلات القنوات مثل إدارة الأموال والتوجيه.
سيولة الشبكة وتحديات التوجيه: على الرغم من أن الشبكة المسرّعة يمكنها من الناحية النظرية التعامل مع عدد كبير من المعاملات، إلا أنها من الناحية العملية تكون كفاءتها عالية جدًا تعتمد على توزيع قنوات الدفع والسيولة المالية في الشبكة. قد يمثل العثور على طرق دفع فعالة تحديًا في بعض الأحيان.
خطر المركزية: على الرغم من أن الشبكة المسرّعة مصممة لتكون لامركزية، إلا أنه قد يكون هناك عقد كبيرة أو مقدمو خدمات مركزيون. خطر السيطرة تدفقات أكبر لحركة المرور، مما قد يؤدي إلى درجة معينة من مركزية الشبكة.
مع تطور النظام البيئي للبيتكوين، على الرغم من تقديم العديد من حلول BTC Layer2، في نفس الوقت، تم التطوير الشامل جلبت أيضًا فرصًا غير مسبوقة لشبكة Lightning Network. إذا حقق مصممو الشبكة المسرّعة اختراقات كبيرة في تجربة المستخدم، وحجم الشبكة، والتكامل مع التقنيات الأخرى، فأعتقد أن الشبكة المسرّعة ستبدأ في فصل الربيع.
JinseFinance
Alex
Edmund
Bitcoinworld