Khoa học phổ biến về Giải pháp quản lý thanh khoản Lightning Network

Tác giả: Người hâm mộ RGB++; Nguồn: Byte CKB

Trong các bài viết khoa học phổ biến trước đây, chúng tôi đã thảo luận về các kênh thanh toán, định tuyến nhiều bước và HTLC  việc phổ biến ngắn gọn các khái niệm cốt lõi liên quan đến Lightning Network đã được tiến hành.

Chúng tôi đã đề cập rằng để chuyển tiền trong Lightning Network, thường cần phải xây dựng một đường dẫn qua nhiều nút trung gian và số dư có thể chuyển nhượng của các nút trung gian là thường bị hạn chế. Cuối cùng, Sẽ ảnh hưởng đến tỷ lệ thanh toán thành công. Để đảm bảo rằng các nút trong đường dẫn có đủ tiền và nâng cao trải nghiệm người dùng, một số giải pháp quản lý thanh khoản phải được áp dụng để điều chỉnh. Nhưng để hiểu sâu sắc các vấn đề quản lý thanh khoản, trước tiên chúng ta phải đưa ra một số khái niệm cơ bản, chẳng hạn như số dư cục bộ và số dư từ xa (Số dư cục bộ và số dư từ xa), năng lực gửi vào và ra (Năng lực đầu vào và đầu ra), v.v.

Trước đây, chúng tôi đã đề cập rằng các thành phần cơ bản của Lightning Network là các nút và kênh. Sau này là cơ sở chuyển giao 1-1 ngoài chuỗi dựa trên mạng Bitcoin. Khi kênh được khởi tạo, cả hai bên sẽ chuyển một số tiền làm số dư ban đầu. Số dư bên bạn được gọi là "số dư cục bộ" và số dư bên đối tác của bạn được gọi là "số dư từ xa". Số dư địa phương xác định số tiền bạn có thể chuyển cho đối tác, điều này giới hạn khả năng thanh toán của bạn, tức là "khả năng đầu ra". Số dư từ xa xác định số tiền mà đối tác có thể chuyển cho bạn, giới hạn " công suất đầu vào." "Công suất" đề cập đến công suất thu thập.

Mặc dù số dư của cả hai bên có thể thay đổi thường xuyên trước khi đóng kênh nhưng tổng dung lượng kênh sau khi cả hai được kết hợp sẽ không thể thay đổi trừ khi bạn khởi động lại toàn bộ kênh hoặc Sử dụng "khâu kênh" để bơm tiền.

(Hình này hiển thị số dư của bạn và Robert. Số dư cục bộ của bạn là 5, số dư từ xa là 3 và dung lượng tổng thể của kênh là 8)

Sau khi hiểu các khái niệm cơ bản ở trên, chúng ta hãy xem quản lý thanh khoản trong Lightning Network đang cố gắng giải quyết những vấn đề gì. Hình bên dưới hiển thị sơ đồ kết nối nút đơn giản. Chúng ta có thể dễ dàng thấy rằng bạn (góc dưới bên trái) chỉ được kết nối với một nút LNTop. Vì số dư từ xa của bạn là 3 nên bạn có thể nhận được khoản chuyển khoản lên tới 3 đô la Mỹ. Và nếu Sophie muốn chuyển 1 USD cho bạn thì sẽ không thành công do nút trung gian không đủ số dư chuyển nhượng cho LNTop (trong ô màu đỏ, khả năng rút của nút đối với LNTop là 0).

Có thể nói dung lượng kênh là một trong những vấn đề nghiêm trọng mà Lightning Network gặp phải trong giai đoạn đầu. Nếu thanh khoản được phân phối đầy đủ hơn trên toàn mạng, các vấn đề như vậy sẽ được giảm bớt một cách hiệu quả. Các giải pháp cho vấn đề này thường được gọi chung là "quản lý thanh khoản", chẳng hạn như thông qua thị trường cho thuê (Lighting Pool). khách hàng kết nối với nhiều nút với tính thanh khoản dồi dào, mở/đóng các kênh mới khi cần hoặc giới thiệu các phương pháp như nối và tái cân bằng kênh (Tái cân bằng kênh) để điều chỉnh số dư trong kênh trong hoặc ngoài chuỗi.

Một số ứng dụng ví hiện nay cũng cung cấp chức năng quản lý kênh tự động, quản lý các kênh một cách thông minh dựa trên hành vi thanh toán của người dùng và điều kiện mạng để đảm bảo đủ thanh khoản. Người dùng mới cũng có thể sử dụng chế độ "bơm vốn một chiều" khi họ kết nối với Lightning Network lần đầu tiên, nghĩa là chỉ cho phép đối tác của kênh bơm vốn và không bơm vốn trong quá trình khởi tạo kênh. Điều này có thể làm giảm chi phí kinh tế của người dùng. , nhưng cái giá phải trả là không có vốn đầu tư ban đầu. Khả năng thanh toán bên ngoài/công suất đầu ra.

Bây giờ chúng tôi sẽ tiến hành phổ biến khoa học chi tiết hơn về các phương pháp phổ biến của giải pháp quản lý thanh khoản trong Lightning Network. Trước tiên, hãy cùng chúng tôi tìm hiểuGiải pháp này chủ yếu giải quyết vấn đề về “dung lượng tài khoản” của các nút. Tức là khi người khác muốn chuyển tiền cho bạn, bạn phải đảm bảo rằng bên kia có thể chuyển tiền thành công. thiết lập đường dẫn thanh toán. Điều này yêu cầu đặt ra các yêu cầu trên mỗi nút có trong đường dẫn, chẳng hạn như đủ số dư có thể chuyển nhượng/khả năng gửi đi. Kịch bản lỗi đường dẫn mà chúng tôi đã đề cập trước đó bắt nguồn từ việc thiếu thanh khoản trong các kênh được thiết lập giữa một số nút trung gian và các nút khác.

Xây dựng kênh phải trả phí vì người tham gia thường phải khóa một phần tiền của họ, điều này làm phát sinh chi phí cơ hội. Đối với cái gọi là cho thuê kênh, ý tưởngcủa nó là cho phép các nhà khai thác nút thực hiện giao dịch trực tiếp thông qua các phương tiện dựa trên thị trường và thông qua hệ thống "cho thuê", các nút có đủ tiền có thể chủ động xây dựng kênh cho các nút khác. Ví dụ: nếu bạn là người bán và cần nhận tiền chuyển từ người khác bất kỳ lúc nào, bạn có yêu cầu cao về số tiền và "khả năng thu" của bạn phải vượt quá 200 BTC trong một ngày.

Vì vậy, bạn đạt được thỏa thuận với 4 nút lớn thông qua Lighting Pool. 4 nút này đều thiết lập kênh 24 giờ với bạn và mỗi nút khóa 50 BTC. . , tương ứng cung cấp cho bạn số dư từ xa là 50 BTC, để khả năng thu thập của bạn sẽ đạt 50 BTC trên mỗi kênh. Nếu ai đó chuyển tiền cho bạn, bạn có thể sử dụng bất kỳ nút nào trong 4 nút này làm trung gian để xây dựng đường dẫn thanh toán.

(Trên 1ml.com, chúng ta có thể thấy nhiều nhà khai thác nút Lightning Network nổi tiếng. Những nút này có nguồn vốn tương đối dồi dào và đã thiết lập nhiều kênh với các nút khác và có thể kiếm thu nhập bằng cách cho thuê thanh khoản)

Ngoài nhóm cho thuê được đề cập ở trên, còn có Quảng cáo thanh khoản. và nút chấp nhận giá chào bán có thể mở kênh với giá đó. Các kế hoạch dựa trên việc cho thuê như vậy sẽ được kết hợp với hệ thống đặt cọc đảm bảo để ngăn chặn một bên đột ngột vi phạm hợp đồng.

Hiện tại, các nhà phát triển Lightning Network như Lighting Labs và Fiber đang cố gắng tối ưu hóa kịch bản cho thuê thanh khoản theo hình thức bơm vốn một chiều. Ví dụ: Fiber có kế hoạch giới thiệu hệ thống thanh toán thanh khoản dựa trên chức năng hợp đồng thông minh CKB. Các nút nhà cung cấp dịch vụ LSP được chỉ định sẽ xây dựng các kênh với người dùng và cung cấp cho người dùng dung lượng tài khoản miễn phí trong một khoảng thời gian để đáp ứng nhu cầu thanh toán của họ. Sau khi người dùng nhận được một số tiền, hợp đồng sẽ tự động rút chi phí từ đó. Cơ chế đặt cược thanh khoản liên quan đến các tình huống như vậy cũng đang được thảo luận.

Nói chung, việc cho thuê kênh thường được sử dụng để giải quyết vấn đề thiết lập kết nối giữa các nút và đạt được tính thanh khoản của tài khoản cũng như việcGhép kênh (Ghép nối) sau đây Kế hoạch sẽ tiến hành bơm/rút vốn thông qua các hoạt động trên chuỗi, trực tiếp thay đổi tổng số dư của cả hai bên trong kênh. Trong trường hợp bình thường, việc mở và đóng kênh sẽ sử dụng 2/2 chữ ký và hai bên liên quan sẽ phân phối lại tài sản thuộc sở hữu chung trên chuỗi. Trong sơ đồ Lightning Network ban đầu, sau khi kênh được mở, nó sẽ không bị đóng trừ khi nó được đóng lại. Sau đó khởi động lại, nếu không thì số dư tổng thể trong kênh sẽ không thể thay đổi.

Ghép kênh là một giải pháp mới được đề xuất sau này. Nó không thể đóng kênh hiện có với sự hợp tác của những người tham gia, cả hai bên của kênh có thể cùng nhau kiểm soát. trực tiếp trên chuỗi UTXO được tổ chức lại và cập nhật, chẳng hạn như thêm tài sản mới vào tài sản hiện có để những người tham gia cùng kiểm soát, từ đó thay đổi số dư tổng thể trong kênh. Hình dưới đây phác thảo ngắn gọn ý tưởng này. Phía bên trái là nội dung trên chuỗi (UTXO1) tương ứng với kênh cũ, được kiểm soát bởi chữ ký đa chức năng của Alice và Bob. Sau đó, cả hai bên bắt đầu ghép kênh và thêm một nội dung khác (UTXO2). ) để cùng quản lý, cuối cùng, số lượng tài sản (UTXO3) mà cả hai bên có thể cùng kiểm soát trong kênh sẽ tăng lên và công suất cũng tăng lên.

Việc ghép kênh cũng có thể được sử dụng để giảm số tiền dư thừa trong kênh, chuyển tài sản tạm thời nhàn rỗi ra khỏi kênh và nâng cao hiệu quả sử dụng vốn. So với việc đóng/khởi động lại kênh truyền thống yêu cầu hai tương tác trên chuỗi, việc ghép kênh chỉ yêu cầu một hoạt động trên chuỗi duy nhất, điều này có thể giảm đáng kể chi phí. Mặc dù việc ghép kênh có những lợi thế rõ ràng nhưng vì lý do lịch sử, giải pháp này vẫn chưa hoàn thiện và việc áp dụng quy mô lớn vẫn sẽ mất thời gian.

Sau khi hiểu rõ về việc ghép kênh, chúng tôi tiếp tục giới thiệuý tưởng tái cân bằng kênh (Channel Rebalancing), cũng là một phương pháp tái cân bằng kênh mà không đóng kênh. Một phương tiện để điều chỉnh số dư ngoài chuỗi ở các kênh khác nhau mà không thay đổi tổng công suất trong kênh (bỏ qua phí xử lý). Giả sử bạn chạy ứng dụng khách Lightning Network và thiết lập tổng cộng ba kênh thanh toán với các nút khác:

• Kênh 1: Được thiết lập với nút X, với tổng dung lượng 1 BTC

• Kênh 2: Được thiết lập với nút Y, tổng dung lượng là 0,5 BTC

• Kênh 3: Được thiết lập với nút Z, tổng dung lượng là 0,5 BTC

Việc phân bổ vốn cho từng kênh như sau:

• Kênh 1: Số dư cục bộ của bạn: 0,9 BTC Số dư từ xa: 0,1 BTC

• Kênh 2: Số dư cục bộ của bạn: 0,1 BTC Số dư từ xa: 0,4 BTC

• Kênh 3: Số dư cục bộ của bạn: 0,1 BTC Từ xa số dư: 0,4 BTC

Vấn đề bây giờ là khả năng rút tiền của bạn không đủ ở kênh 2 và kênh 3. Bạn có thể chuyển tối đa 0,1 BTC cho đối tác. Bạn không thể đáp ứng nhu cầu lớn. chuyển khoản. Đồng thời, kênh 1 có dung lượng gửi đi vượt mức 0,9 BTC, nhưng bạn sẽ không thể sử dụng nhiều như vậy trong thời gian ngắn. Rõ ràng cách tốt nhất là chuyển số tiền dư thừa ở kênh 1 sang hai kênh còn lại. Vì vậy, bạn dự định chuyển 0,4 BTC từ số dư cục bộ của kênh 1 sang kênh 2 và chuyển 0,4 BTC sang kênh 3. Để đạt được hiệu quả này, bạn cần hoàn thành hai thanh toán vòng.

Phương thức hoạt động cụ thể như trong hình trên. Bạn có thể chuyển trực tiếp 0,8 BTC sang nút Chuyển 0,4 BTC để tăng số dư địa phương của mình, để bạn có đủ số tiền có thể chuyển nhằm đáp ứng nhu cầu chuyển lớn trong tương lai của mình.

Nhìn vào hình trên, không khó để thấybản chất của thanh toán vòng lặp là bạn chuyển tiền cho chính mình và chuyển số dư của bạn vào các kênh khác nhau và cuối cùng để việc phân phối số dư tổng thể đạt được kết quả mong đợi của bạn.Nhưng chỉ riêng phương pháp này không thể làm tăng tổng số dư của cả hai bên trong bất kỳ kênh nào. Ngoài ra, việc triển khai nó cần phải dựa vào các giả định sau: Có đủ số tiền có thể chuyển nhượng, nói cách khác, thanh toán vòng lặp thường yêu cầu các nút liên quan phải có trước một khoản dự trữ thanh khoản nhất định.

Thanh toán vòng lặp là một ý tưởng triển khai tái cân bằng kênh và kế hoạch tái cân bằng cũng có thể được kết hợp với các phương pháp khác trong thực tế, chẳng hạn như hoán đổi tàu ngầm, v.v. . Hãy để chúng tôi giới thiệu Hoán đổi tàu ngầm Ý tưởng cốt lõi của giải pháp này là sử dụng các phương pháp như HTLC để hoán đổi tiền trong chuỗi và ngoài chuỗi mà không đóng kênh.

Kịch bản hoán đổi tàu ngầm đơn giản nhất là nạp lại kênh trên chuỗi Giả sử rằng Alice đã thiết lập kênh 1-1 với Bob. Nhưng sau một thời gian, số dư trong nước của Alice về cơ bản đã cạn kiệt và cô ấy không thể thực hiện thanh toán bên ngoài được nữa. Lúc này, Alice muốn bơm thêm tiền và cần đóng kênh rồi khởi động lại. Tuy nhiên, kênh này được thuê nên việc đóng trước sẽ không hiệu quả về mặt chi phí. Vậy chúng ta nên làm gì?

Quá trình này sẽ dễ dàng hơn nếu hoán đổi qua tàu ngầm nhưng với sự trợ giúp của HTLC. Đầu tiên, Alice có thể tạo ra một số ngẫu nhiên R và băm nó H(R). Alice sau đó có thể gửi BTC đến địa chỉ của Bob trên chuỗi và các điều kiện mở khóa bị hạn chế bởi HTLC. Để mở khóa những Bitcoin này trên chuỗi, Bob phải biết tiền ảnh R tương ứng với H(R).

Bob giao dịch với Alice thông qua HTLC trong kênh ngoài chuỗi, nhưng theo hướng ngược lại: Alice cần hiển thị R trước khi có thể mở khóa số tiền do Bob trả. Chỉ cần Alice hiển thị giá trị của R, Bob có thể sử dụng nó để mở khóa BTC do Alice khóa trên chuỗi. Sau đó, số dư cục bộ của Alice trong kênh tăng lên và số dư tài sản trên chuỗi giảm đi cùng một lượng (bỏ qua phí xử lý), về cơ bản là tỷ lệ thay thế 1:1 (ở trên không hoàn toàn dựa trên việc hoán đổi tàu ngầm lấy sự thuận tiện của việc giải thích nguyên tắc). Để giải thích trình tự hoạt động thông thường, trên thực tế, hầu hết các trường hợp một bên tạo HTLC ngoài chuỗi trước, sau đó bên kia tạo HTLC đối xứng trên chuỗi).

Kịch bản trên chủ yếu được sử dụng cho các tài sản trên chuỗi để thay thế số dư ngoài chuỗi. Miễn là hướng hoạt động của Alice và Bob được điều chỉnh, chúng có thể được điều chỉnh. được chuyển sang hoạt động rút tiền và chuỗi Số dư còn lại được chuyển đổi thành tài sản trên chuỗi. Đổi tàu ngầm dựa vào chức năng kết hợp của HTLC và khóa thời gian để đảm bảo an toàn. Ngay cả khi bên kia từ chối hợp tác giữa chừng với bạn thì số tiền bạn khóa trong HTLC vẫn được an toàn, vì bên kia không hợp tác không biết mở khóa HTLC Sau khi hết thời gian khóa, bạn có thể lấy lại tiền gốc.

Nhưng xin lưu ý rằng mặc dù tiền gốc của bạn sẽ không bị đánh cắp trong tình huống trên nhưng một bên cần tạo HTLC trên chuỗi để khóa tiền, việc này sẽ chắc chắn sẽ có phí xử lý và hao mòn, nếu đối phương làm bạn thất vọng thì chắc chắn sẽ có ảnh hưởng nhất định đến bạn. Để giải quyết những vấn đề này, việc hoán đổi tàu ngầm thường có một số phương tiện phụ trợ hỗ trợ, chẳng hạn như trả trước, hệ thống danh tiếng và các phương tiện trừng phạt khác.

Chúng ta hãy tóm tắt lại một lần nữa,Ý tưởng cốt lõi của hoán đổi tàu ngầm là cho phép trao đổi linh hoạt các tài sản trên chuỗi/ngoài chuỗi.< /strong>Nếu thực hiện theo ý tưởng tái cân bằng kênh, có thể đạt được các biện pháp điều chỉnh thanh khoản tốt hơn. Ở đây chúng tôi đưa ra một ví dụ đơn giản:

Giả sử bạn chạy một nút và mở nhiều kênh thì số dư cục bộ của một số kênh là dư thừa và số dư cục bộ của các kênh khác. là thặng dư. Sự thiếu hụt nghiêm trọng ảnh hưởng đến khả năng chi trả của bạn. Bạn muốn cân bằng việc phân phối tiền trong mỗi kênh mà không đóng kênh. Hoán đổi tàu ngầm có thể là một giải pháp tốt. Bạn có thể chọn một kênh có số dư cục bộ quá mức và chuyển tiền vào chuỗi thông qua hoán đổi tàu ngầm trên chuỗi, sau đó bơm tiền vào. tài sản trên chuỗi vào kênh mục tiêu thông qua trao đổi tàu ngầm Trong toàn bộ quá trình, không cần phải đóng bất kỳ kênh nào.

Tuy nhiên, tóm tắt các điểm kiến ​​thức trên, không khó để nhận thấy rằng các hoạt động hoán đổi tàu ngầm, ghép kênh, cho thuê kênh và các hoạt động điều chỉnh thanh khoản khác sẽ bị bỏ lại. Ngược lại, dấu vết hoạt động của chuỗi sẽ tạo ra phí xử lý. Nếu các hoạt động đó được thực hiện thường xuyên, chắc chắn sẽ tạo ra áp lực lên chi phí kinh tế và UX của người dùng. Vì Bitcoin Lightning Network dựa trên mạng chính BTC nên các tương tác trên chuỗi thường xuyên là không thực tế. Tuy nhiên, Fiber dựa trên CKB phải đối mặt với áp lực tương đối ít và có trải nghiệm quản lý thanh khoản mượt mà hơn. Nhưng trong mọi trường hợp, Lightning Network và Fiber đang tiến hành nghiên cứu chuyên sâu về các giải pháp thanh khoản mới hơn và trong tương lai, họ có thể tìm ra con đường phù hợp hơn thông qua hợp tác tích cực với các nhóm dự án như Mercury Layer.