Bằng cách sử dụng các kênh thanh toán hai chiều, Lightning Network cho phép các giao dịch gần như tức thì và chi phí cực thấp.
Lightning Network là gì
Lightning Network là một trong những giải pháp mở rộng quy mô Lớp 2 được thảo luận nhiều nhất của Bitcoin và ý tưởng chính đằng sau nó là thiết kế một giao thức thanh toán có thể được sử dụng như một giải pháp ngoài chuỗi cho các vấn đề về khả năng mở rộng mà Bitcoin phải đối mặt.
Vấn đề của Bitcoin là gì? Lightning Network làm gì để giải quyết vấn đề đó?
Xét về tốc độ giao dịch của Bitcoin, nó chỉ có thể xử lý 2 ~ 7 giao dịch mỗi giây. Hãy tưởng tượng thanh toán bằng Bitcoin, giống như bạn cần phải xếp hàng ở vietinbank để chuyển tiền trực tiếp vậy. Rõ ràng như vậy là không thể chấp nhận được.
Và Lightning Network cũng giống như Mobile banking hoặc momo vậy, bạn có thể gửi BTC của mình vào trong giao thức của Lightning Network để thực hiện cá giao dịch chuyển tiền hoặc thanh toán một cách nhanh chóng hơn. Phương thức hoạt động của giao thức cũng tương tự như các tài khoản ngân hàng theo nguyên tắc tất toán sô dư. Lightning Network sẽ là đơn vị trung gian thực hiện giao dịch một cách an toàn và nhanh nhất có thể.
Vấn đề là, "Lightning Network" hoạt động như thế nào để đảm bảo rằng tài sản có thể được giao dịch mà không cần sự tin tưởng và các giao dịch có thể được đưa trở lại chuỗi chính Bitcoin một cách an toàn để xác nhận?
Sau đây sẽ giới thiệu các khái niệm về một số công nghệ chính của Lightning Network.
Kênh thanh toán một chiều
Khái niệm
Khái niệm về kênh thanh toán một chiều đã xuất hiện trước Lightning Network một thời gian, nhưng với các ứng dụng hạn chế.
A mở kênh thanh toán một chiều cho B, trong đó A có 10 BTC và A có thể thanh toán cho B cho các giao dịch ngoài chuỗi, nhưng kênh này là một chiều, có nghĩa là B không thể thanh toán cho A qua cùng một kênh.
Nếu B nhận được 1 bitcoin:
- Bạn có thể chọn đóng kênh, phát giao dịch lên chuỗi chính, để người khai thác xác nhận và nhận 1 bitcoin từ A.
- Ngoài ra, B biết rằng A sẽ tiếp tục trả bitcoin cho anh ta trong tương lai và chọn giữ cho kênh mở.
Vấn đề là, B có quyền cuối cùng để ký và chấp nhận cũng như quyền đóng kênh 1 chiều, nếu B là một kẻ lừa đảo và giữ cho kênh mở, A sẽ không bao giờ kết thúc được và 10BTC sẽ bị giam trong kênh thanh toán này.
Do đó, nhìn chung, các kênh thanh toán sẽ được trang bị một biện pháp hỗ trợ là "Timelock".
Timelock CheckSequenceVerify (CSV)
Cái gọi là khóa thời gian có nghĩa là thời gian sẽ được thỏa thuận khi tạo kênh. Sau khi hết thời gian, kênh đó phải được đóng lại . Các giao dịch có hai chữ ký sẽ được tải lên chuỗi để xác nhận giao dịch và số dư không có chữ ký sẽ được trả lại cho chủ sở hữu ban đầu.
Khi A và B được tạo ra, người ta đã đồng ý rằng sau 1000 khối, kênh phải được đóng lại.
Vì vậy, B phải ký và hoàn tất giao dịch trước khi hết thời gian để nhận được 1 bitcoin mà A đã đưa cho anh ta.
Nếu B trì hoãn việc ký chương trình phát sóng, khi đến thời gian đã hẹn, B sẽ không nhận được một xu nào.
Kênh thanh toán hai chiều
Khái niệm
Kênh thanh toán một chiều đơn giản vì giao dịch là một chiều, chỉ cho phép một trong hai người gửi giao dịch và người kia phát giao dịch, sẽ không có vấn đề về sự tin cậy, nhưng các kịch bản ứng dụng tương đối hạn chế.
Do sự thiếu hụt của các kênh một chiều trong ứng dụng, những gì Lightning Network muốn tạo ra là một kênh thanh toán hai chiều không cần sự tin cậy , cho phép cả hai bên tham gia kênh thực hiện giao dịch một cách tự do.
Vậy làm thế nào để Lightning Network tránh được các vấn đề về lòng tin giữa hai bên và hiện thực hóa các kênh thanh toán hai chiều?
Những vấn đề được gọi là niềm tin bao gồm:
- Kênh thanh toán hai chiều có nghĩa là cả hai bên phải có một số tiền trong kênh, như vậy tài sản sẽ biến mất?
- Làm thế nào để đảm bảo rằng quyết toán cuối cùng sẽ không bị sai sót?
- Kênh thanh toán là mạng P2P, không có cơ chế xác minh, ai sẽ bảo vệ sổ cái?
Kênh thanh toán một chiều giải quyết vấn đề thanh toán không ổn định thông qua khóa thời gian, nhằm mở rộng kênh thanh toán hai chiều của kịch bản ứng dụng.
Những gì chúng tôi muốn giới thiệu là công nghệ cần thiết để đạt được các kênh thanh toán hai chiều cũng là công nghệ cốt lõi của Lightning Network, RSMC và HTLCs .
Hợp đồng đáo hạn trình tự có thể hủy ngang RSMC
RSMC thực chất là một nhóm quỹ. Khi kênh thanh toán được mở, cả hai bên đưa tài sản của mình vào nhóm quỹ này, niêm phong và khóa bằng chìa khóa. Số tiền này sẽ không được sử dụng trong giao dịch, nhưng sẽ được ghi lại trong hình thức hợp đồng. Tài sản còn lại của cả hai trong quỹ sẽ không được mở cho đến khi kênh bị đóng để tất toán.
Các kênh thanh toán hai chiều hoạt động như thế nào?
Từ đầu đến cuối, hai bên liên quan chỉ cần tương tác với chuỗi khối Bitcoin hai lần .
Tất cả các giao dịch khác xảy ra giữa việc mở kênh thanh toán một lần và đóng kênh vào lần khác không chạm trực tiếp vào chuỗi chính, có nghĩa là một giao dịch sẽ chỉ được xác nhận nếu cả hai bên đồng ý và ký tên vào nó.
Giả sử rằng A và B dự định thực hiện các giao dịch thường xuyên, cả hai bên đồng ý mở kênh thanh toán hai chiều và đồng ý thực thi giải quyết sau 1000 khối.
A và B phải mở ví có nhiều chữ ký trên chuỗi trước khi họ có thể mở kênh thanh toán hai chiều.
Lúc này 2 bên sẽ sinh ra một bộ Secret Key (chìa khóa) và Hash (đầu khóa), Hash sẽ giao cho bên kia, còn Secret Key sẽ tự giữ.
Sau khi mở kênh thanh toán hai chiều, A và B mỗi người thanh toán như ký hợp đồng. Trước khi ký hợp đồng mới, hợp đồng cũ sẽ bị hủy bỏ. Cần lưu ý rằng khi hợp đồng cũ bị vô hiệu, 2 bên sẽ lấy được Secret key của hợp đồng cũ của bên kia Nội dung của hợp đồng là về cách thức phân chia lại tài sản của nhóm vốn.
Tiền trong ví có chữ ký đồng chỉ có thể được mở khóa theo ba điều kiện:
- Thời gian chờ đã hết
- Một trong hai bên mở khóa tiền từ ví đa chữ ký mà họ thiết lập thông qua Khóa bí mật của bên kia
- Hợp đồng do hai bên ký, một bên phát đi giao dịch
Lưu ý rằng nếu một bên quyết định đóng kênh thanh toán và phát đi giao dịch, thì bên phát đi sẽ phải đợi đến thời điểm định trước đã đặt khi giao dịch được ký kết để nhận phần tiền của mình.
Khi hợp đồng cũ hết hiệu lực, cả 2 bên sẽ lấy được Khóa bí mật của hợp đồng cũ của bên kia
Nếu một bên quyết định đóng kênh thanh toán và phát đi giao dịch, thì bên phát sđi giao dịch sẽ phải đợi đến thời điểm xác định trước khi giao dịch được ký kết để nhận phần tiền của mình.
Nếu A cố gắng gửi đi một thỏa thuận độc hại của hợp đồng cũ để đóng kênh, theo cơ chế Lightning Network ở trên, B và A đều có khóa bí mật của hợp đồng cũ của bên kia, và A phải đợi đến thời điểm định trước để có được phần của A.
Vì vậy, miễn là A phát đi hợp đồng cũ, B có thể sử dụng khóa bí mật của hợp đồng cũ để lấy phần BTC của A trong khi A đang đợi. Bằng cách này, A không những không phát đi hợp đồng cũ mà có lợi cho anh ta, nhưng hành vi độc hại của mình cũng phải trả giá.
Chúng ta đã nói xong về cách thức hoạt động của kênh thanh toán hai chiều, tiếp theo, chúng ta sẽ giới thiệu về cách thức hoạt động của kênh thanh toán hai chiều thành một mạng lưới thanh toán.
Mạng lưới thanh toán
Giờ đây, ngoài kênh thanh toán giữa A và B, B còn mở thêm kênh thanh toán với C.
Điều gì sẽ xảy ra nếu A muốn trả C 1 bitcoin?
A có thể chọn thiết lập trực tiếp kênh thanh toán với C, nhưng đối với A và C, cần thiết lập ví đa chữ ký trên chuỗi chính và kiếm tiền, điều này không chỉ rắc rối mà còn tốn thêm chi phí.
Tôi tin rằng mọi người đã nghĩ ra giải pháp. A chỉ cần gửi 1BTC cho B thông qua kênh thanh toán hiện có và B sẽ gửi 1BTC cho C để giao dịch có thể được hoàn tất mà không phải trả thêm chi phí.
Tuy nhiên, điều này cũng thể hiện một số vấn đề về sự tin cậy.
- B không trung thực. Anh ta lấy BTC của A rồi bỏ túi thay vì đưa cho C.
- C đã lấy tiền, nhưng nói với A rằng anh ta không nhận.
Cách giải quyết phần này của vấn đề tin cậy phụ thuộc vào một công nghệ cốt lõi khác của Lightning Network, "HTLCs".
Hợp đồng Hash thời gian đã khóa HTLCs
Để giải quyết vấn đề lòng tin ở trên, cần phải thực hiện hai điều:
- A muốn đảm bảo rằng C thực sự nhận được Bitcoin
- Phải chắc chắn rằng B sẽ không lấy bitcoin
Đây là một khái niệm khác về khóa công khai và khóa cá nhân.
Giả sử rằng A cần trả C 1 BTC, người nhận tiền C sẽ tạo một Giá trị (khóa) và giá trị hash tương ứng (đầu khóa), sau đó đưa đầu khóa cho A.
- "Miễn là anh ta có thể lấy được chìa khóa, điều đó có nghĩa là anh ta là C"
- "Chỉ C có chìa khóa, hay nói cách khác, chỉ C mới có thể mở được ổ khóa"
Theo tiền đề này, A và B đề xuất một hợp đồng. Nếu B cung cấp Giá trị tương ứng với giá trị hash trong vòng 3 ngày (Thời gian khóa = 3 ngày), A sẽ cung cấp cho B 1.0001BTC. Nếu quá 3 ngày, BTC sẽ được trả lại cho A theo cách tương tự.
C cũng đã ký hợp đồng với B, miễn là C cung cấp Giá trị tương ứng với giá trị hash, anh ta phải cung cấp cho C 1BTC.
Vì vậy, C cung cấp Giá trị cho B và nhận 1BTC từ B.
B đưa Giá trị này cho A và nhận 1.0001 BTC từ A và chênh lệch giá 0.0001BTC được trao cho B như một khoản phí xử lý.
Ưu điểm của Lightning Network
Lightning Network đang nghiên cứu một giải pháp ngoài chuỗi cho vấn đề khả năng mở rộng của Bitcoin.
Nếu thành công, nó có thể giảm tải đáng kể cho chuỗi khối Bitcoin và tăng ứng dụng thực tế của Bitcoin.
Bằng cách sử dụng các kênh thanh toán hai chiều, Lightning Network cho phép các giao dịch gần như tức thì và chi phí cực thấp.
Hạn chế của Mạng Lightning
Không giống như các giao dịch trên chuỗi, nếu người nhận ngoại tuyến, sẽ không có cách nào để xác nhận giao dịch và thực hiện thanh toán.
Những người tham gia mạng lưới có thể cần thường xuyên theo dõi các kênh thanh toán để giữ an toàn cho tiền của họ.
Lightning Network khó hỗ trợ các khoản thanh toán lớn.
Các giao dịch mạng Lightning đôi khi cần phải dựa vào người trung gian. Ví dụ: có ba người trong Lightning Network là A, B và C. A muốn gửi giao dịch 1BTC cho C và B cần phải thông qua người trung gian.
Nếu số dư của B nhỏ hơn 1BTC, giao dịch không thể hoàn tất thành công, do đó, số tiền giao dịch sẽ bị giới hạn bởi số dư tài sản của người trung gian.
Tiện ích của Lightning Network phụ thuộc vào quy mô của mạng và nếu không có đủ người dùng, Lightning Network sẽ không thể nhận ra giá trị của nó.
Tóm lại Lightning Network đang trong quá trình xây dựng, nếu thành công sẽ mở ra khả năng mạnh mẽ trong thanh toán và giao dịch BTC. Càng nhiều người tham gia, Lightning Network sẽ càng mạnh mẽ và hoàn thiện, đồng thời tính thanh khoản cũng tăng theo.
