In cima a Bitcoin: la Lightning Network promette transazioni istantanee e praticamente gratuite, mantenendo la sicurezza e la sovranità individuale garantita da Bitcoin. In questo articolo diamo una prima occhiata a cos'è la Lightning Network: come è nata, cosa può fare oggi e quali sviluppi possiamo aspettarci.

Cos'è la rete Lightning di Bitcoin e come funziona?

La scalabilità di Bitcoin

La scalabilità è la capacità di una rete o di un protocollo di scalare.

Vale a dire, andare oltre il semplice stadio di poche transazioni al secondo, per rivolgersi a una popolazione più ampia, le cui esigenze ammontano a milioni di transazioni al secondo.

Si tratta di un problema di vecchia data, che si riscontra in molti campi, talvolta anche al di fuori dell’informatica.

Nel caso delle reti monetarie decentralizzate, è di importanza cruciale, poiché la decentralizzazione di questi protocolli spesso contraddice la velocità di esecuzione a cui l’era digitale ci ha abituato.

Dimensioni dei blocchi limitate

La rete Bitcoin è in grado di elaborare un massimo di 4-7 transazioni al secondo.

Questa limitazione deriva da due fattori. In primo luogo, i blocchi che contengono le transazioni hanno dimensioni limitate.

In secondo luogo, l’algoritmo di regolazione della difficoltà garantisce la produzione di un nuovo blocco in media ogni 10 minuti, indipendentemente dal numero di minatori che contribuiscono alla rete.

La dimensione massima dei blocchi, espressa in megabyte (MB), ha subito alcune fluttuazioni negli ultimi anni con l’avvento di SegWit.

Tuttavia, questa dimensione massima è di almeno 1 MB e potrebbe teoricamente raggiungere i 2 MB se tutte le transazioni incluse nel blocco in questione utilizzano SegWit.

È questa doppia considerazione (spazio limitato nei blocchi e frequenza di scoperta dei blocchi) che spiega, con una semplice regola del tre, questa velocità di transazione compresa tra 3 e 7 transazioni al secondo.

Tale velocità, non è compatibile con un uso del Bitcoin come intermediario per gli scambi su larga scala. Da qui il necessario dibattito sulla sua scalabilità.

In che modo scalare Bitcoin?

Anche la scalabilità di Bitcoin per gestire le transazioni di milioni di persone in tutto il mondo non è una novità. 

Sebbene la questione sia stata discussa fin dall’inizio e persino menzionata rapidamente da Satoshi nel whitepaper, il problema è riemerso solo alla fine del 2014. 

In modo sempre più insistente, una parte della comunità sta proponendo di eliminare il limite fisso di 1 MB per blocco, chiamato limite di blocksize. 

Negli anni successivi e fino all’agosto 2017, si è scatenata una vera e propria guerra all’interno della comunità Bitcoin.

All’inizio molto amichevoli, le discussioni su come scalare Bitcoin finiscono per accendersi man mano che la questione diventa sempre più concreta, introducendo un senso di urgenza per alcuni e coinvolgendo un numero sempre maggiore di ecosistemi.

Una guerra aperta

Da un lato, ci sono i big blocker, che vogliono aumentare la dimensione dei blocchi in modo che la rete possa adattarsi alla crescente adozione di Bitcoin come metodo di pagamento.

Questo gruppo non è omogeneo: alcuni desiderano solo un aumento moderato delle dimensioni dei blocchi (fino a 8 MB, ad esempio), finché l’infrastruttura esistente (larghezza di banda, hardware, ecc.) non consente un aumento maggiore, mentre altri desiderano un aumento iniziale netto seguito da un aumento contenuto ma costante delle dimensioni dei blocchi fino al raggiungimento di una certa soglia.

Ma tutti concordano sul fatto che un aumento è necessario per la crescente adozione di Bitcoin.

Dall’altra parte, i piccoli bloccatori, che si oppongono a tale aumento, per varie ragioni, tre delle quali sono le più importanti

  • aumentare la dimensione dei blocchi modificando il blocksize richiede un hard fork. Però queste sono percepite come pericolose perché sono fonti di instabilità.
  • Un aumento eccessivo delle dimensioni dei blocchi mina la decentralizzazione della rete perché non consente più di far funzionare un nodo Bitcoin completo su hardware “di fascia bassa” come un Raspberry Pi o un vecchio personal computer.
  • L’aumento indefinito delle dimensioni dei blocchi, per evitare che si riempiano, mina la sicurezza a lungo termine di Bitcoin. Questo perché la sicurezza di Bitcoin si basa sempre più sulle commissioni di transazione, man mano che le sovvenzioni dei blocchi diminuiscono di halving a halving.
Il libro The Blocksize War, di Jonathan Bier e pubblicato da Bitmex Research, analizza in dettaglio la discussione nella comunità Bitcoin sulla questione della scalabilità.

Questa accesa discussion è sfociato in una scissione tra i big blocker e gli small blocker. I big blocker, la cui visione non aveva più consenso sul mercato alla fine della “guerra”, si sono staccati dalla chain di Bitcoin per formare una chain alternativa, Bitcoin Cash, dove la dimensione dei blocchi è fissata a 8 MB.

La catena storica di Bitcoin, invece, è rimasta con il limite di 1 MB, ma con un’aggiunta degna di nota: il soft fork SegWit, discusso in precedenza.

L’obiettivo era quello di offrire una soluzione di compromesso aumentando virtualmente la dimensione dei blocchi fino a 2MB, correggendo allo stesso tempo alcune debolezze nel funzionamento di Bitcoin che non consentivano, fino a quel momento, lo sviluppo di soluzioni di scalabilità overlay come la Lightning Network.

La rete Lightning

L’idea che è emersa dalla vittoria dei “piccoli blocchi” è l’organizzazione del Bitcoin a strati, un po’ come gli stack TCP/IP o il funzionamento di alcune reti monetarie tradizionali. 

In breve, il principio è il seguente: utilizzare Bitcoin come strato di regolamento su cui si concludono in modo irreversibile le transazioni effettuate altrove, nello stesso modo in cui le stanze di compensazione bancarie consentono di chiudere milioni di transazioni in poche voci.

Funzionamento e caratteristiche della rete Lightning

La Lightning Network è una rete di canali di pagamento in aggiunta a Bitcoin.

Con una transazione Bitcoin, due nodi della rete possono costruire un canale bidirezionale sul quale depositano una certa quantità di Bitcoin.

Poi, una volta aperto il canale, le due parti possono effettuare migliaia e migliaia di transazioni su di esso al di fuori della Bitcoin chain , spostando i fondi avanti e indietro attraverso il canale, proprio come se si muovessero le sfere di un abaco.

All’interno del canale, le transazioni avvengono istantaneamente e senza costi.

Attraverso questo canale, entrambi i partecipanti possono scambiare valore, in entrambe le direzioni, attraverso tutte le transazioni che desiderano, al costo di una singola transazione Bitcoin per aprire il canale. 

L’unica limitazione al volume che può essere scambiato è il numero di Bitcoin che si è deciso di inserire nel canale al momento dell’apertura. 

Proprio come non è possibile inviare nuove palline a un lato dell’abaco se sono già tutte lì, un lato del canale non sarà in grado di ricevere bitcoin in quel canale se sono già tutti dalla sua parte. 

Tuttavia, può rimandare alcuni di essi dall’altra parte, in modo che non siano più tutti dalla stessa parte.

Come si può notare, la bidirezionalità dei canali di pagamento gioca un ruolo essenziale in questo caso.

Ma non solo: Lightning è anche una rete. Pertanto, non è necessario essere direttamente collegati a un altro nodo attraverso un canale per poter inviare fondi.

È infatti possibile far passare il pagamento attraverso i canali di altri nodi fino a raggiungere il destinatario finale.

Per compensare i nodi intermediari che forniscono la liquidità necessaria per far arrivare il pagamento a destinazione, questi possono addebitare una piccola commissione (di solito qualche satoshis al massimo).

Fiducia e modello di minaccia

Come il Bitcoin, la modalità d’uso di Lightning per i puristi è attraverso il proprio nodo. 

In questo modo, un individuo è completamente autonomo nelle sue interazioni con il resto della rete e ha il pieno controllo dei suoi fondi. 

Inoltre, soluzioni come Umbrel, myNode o RaspiBlitz mirano a semplificare questo processo, anche per gli utenti che non hanno un background tecnico.

Altre soluzioni, non custodiali e volte a ridurre la fiducia richiesta dall’utente, consentono di utilizzare Lightning senza altri strumenti che il telefono cellulare. 

Questo è in particolare il caso di Phoenix e Breez, due portafogli Lightning disponibili su iPhone e Android. 

Senza sembrare tali, queste due applicazioni implementano gemme ingegneristiche (Trampoline, canali Turbo, ecc.) per consentire all’utente di rimanere il più sovrano possibile, eliminando al contempo tutto l’onere di avere un proprio nodo.

Le soluzioni gestite hanno ovviamente lo svantaggio di richiedere una maggiore fiducia da parte dell’utente nei confronti di queste aziende, anche se tale fiducia viene minimizzata il più possibile.

Anche quando si utilizza il proprio nodo, è necessario tenere presente il particolare modello di minaccia di Lightning.

Infatti, poiché i fondi di un canale sono, dal punto di vista di Bitcoin, presenti su un indirizzo multi-firma, è possibile, in alcune condizioni specifiche, che un aggressore riesca a rubarli, nonostante la presenza di protezioni che sfruttano alcuni script avanzati di Bitcoin.

Questo rischio di furto è invece molto basso a livello locale, in quanto l’imbroglio viene rapidamente individuato e punito dal nodo stesso dell’utente imbrogliato.

Non è quindi necessario fidarsi di qualcuno per aprire un canale con lui, ma è necessario tenere a mente una mentalità avversativa per proteggersi da qualsiasi tentativo di furto.

Questa è una caratteristica essenziale della filosofia alla base di Bitcoin: mai fidarsi.

Un’altra caratteristica interessante è che è possibile chiudere un canale senza coinvolgere l’altro interlocutore.

In questo caso, i fondi vengono recuperati da un indirizzo Bitcoin regolare attraverso una cosiddetta transazione Bitcoin “di chiusura”.

Anche in questo caso, come possiamo vedere, la rete Lightning funziona senza bisogno di fidarsi di nessuno.

Che evoluzione avrà la rete Lightning?

Rilasciata sulla mainnet Bitcoin all’inizio del 2018, la rete Lightning ha da allora registrato uno sviluppo impressionante, dal punto di vista di varie metriche.

Capacità totale in forte aumento

Uno di questi è la capacità totale della rete, cioè tutti i bitcoin depositati nei canali pubblici. Recentemente ha superato i 1600 bitcoin di liquidità disponibile, come mostra questo grafico del sito web Bitcoin Visuals.

Grafico dell'evoluzione della capacità totale della rete Lightning. In arancione il valore in BTC, in blu in USD.

Tuttavia, è necessario prestare attenzione nell’interpretazione di questa metrica, per due motivi principali:

  • Per definizione, può contare solo i bitcoin nei canali “pubblici”, cioè annunciati al resto della rete. Esistono anche molti canali “privati”, utilizzati in particolare dalle soluzioni Lightning wallet. Infatti, la natura “privata” di un canale impedisce che venga utilizzato da altri per instradare i pagamenti in altri punti della rete: ciò ne garantisce l’esclusività.

  • La liquidità su Lightning tende a seguire la domanda e ad aggiustarsi ad essa, piuttosto che il contrario.

Quest’ultimo punto evidenzia un’importante differenza tra i bitcoin su Lightning e i bitcoin “incapsulati” su Ethereum, come ad esempio wBTC.

Nel primo caso, i fondi forniscono liquidità per le transazioni, nell’altro vengono sfruttati per ottenere un rendimento.

Paragonarli è quindi assurdo. Ancora peggio, avere “troppi” bitcoin su Lightning rispetto alle esigenze transazionali associate sarebbe una cattiva allocazione del capitale. È sufficiente che ci sia una quantità sufficiente a soddisfare la domanda.

Com'è cresciuta la rete Lightning negli ultimi mesi?

Negli ultimi mesi, se non nell’ultimo anno, la rete Lightning si è evoluta notevolmente, sotto molti aspetti.

In primo luogo, il numero di nodi è aumentato considerevolmente. Ciò è dovuto principalmente alla democratizzazione di soluzioni come Umbrel, che consentono a chiunque di gestire un nodo Lightning a costi molto contenuti.

In secondo luogo, anche gli usi si sono evoluti. Che si tratta di pagamenti, con l’iniziativa Bitcoin Beach o Strike, che hanno contribuito in modo significativo all’adozione del Bitcoin come moneta legale a El Salvador; di finanziamenti alternativi, con ad esempio Sphinx e Satoshis.Stream che consentono ai creatori di podcast di ricevere donazioni durante l’ascolto; o di Lightning Finance (LiFi) con piattaforme come LNMarkets che sfruttano l’istantaneità e la quasi gratuità delle transazioni Lightning.

Infine, la rete Lightning si è evoluta anche come protocollo, con nuovi sviluppi sia in termini di specifiche che di implementazione.

Tra gli esempi vi sono il pagamento multiplo atomico (AMP) e i canali a doppio finanziamento (dual funding).

Quali sono le sfide per il futuro?

La Rete Lightning, deve ancora affrontare molte sfide. Una di queste è la centralizzazione della rete attorno agli hub di pagamento, che potrebbe minacciare il principio stesso di Lightning e del Bitcoin. 

D’altra parte, un instradamento più efficiente delle transazioni all’interno della rete, che è oggetto di un lavoro attivo, permetterà di mantenere questa decentralizzazione anche in una rete più grande.

L’adozione e lo sviluppo di nuove applicazioni sulla rete Lightning continuano a crescere. E questo è sicuramente solo l’inizio.

Autore

Cofondatore di Criptosociety, sono appassionato di Bitcoin da diversi anni. Il mio obiettivo è quello di lavorare per la democratizzazione del Bitcoin, della Blockchain e delle criptovalute per rendere questo universo selvaggio accessibile al maggior numero di persone possibile. Mi piace condividere la mia esperienza e sono sempre disponibile a rispondere alle vostre domande, sia per e-mail, nei commenti o sui social network.

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