شبکه لایتنینگ بیت کوین چیست و چطور کار می‌کند؟

شبکه لایتنینگ (Lightning Network) لایه‌ای روی بیت‌کوین است که پرداخت‌های کوچک را در چند ثانیه و با کارمزدی در حد چند ساتوشی جابه‌جا می‌کند. دو نفر یک بار روی بلاک‌چین بیت‌کوین یک «کانال پرداخت» باز می‌کنند و بعد هر چند بار که بخواهند به هم پول می‌دهند، بی‌آنکه تک‌تک این پرداخت‌ها روی بلاک‌چین ثبت شود. فقط باز کردن و بستن کانال به شبکه اصلی می‌رسد. پولی که در لایتنینگ جابه‌جا می‌شود همان بیت‌کوین است و لایتنینگ ارز یا توکن جدایی ندارد.

لایتنینگ برای پرداخت‌های کوچک و پرتعداد ساخته شده است، نه برای جابه‌جا کردن مبلغ‌های بزرگ یا نگه داشتن پس‌انداز. قاعده‌هایش هم با بیت‌کوین معمولی فرق دارد: به جای آدرس بیت‌کوین معمولاً با «فاکتور» سروکار دارید که تاریخ انقضا دارد، برای گرفتن پول کانال‌هایتان باید جا داشته باشند و هر کیف پول و صرافی‌ای لایتنینگ را پشتیبانی نمی‌کند. سواپ‌ولت هم فعلاً برداشت با لایتنینگ ندارد. پایین‌تر با عدد نشان داده‌ایم که فرستادن ۱۰ هزار ساتوشی با لایتنینگ و روی شبکه اصلی، در ۱۸ مهر ۱۴۰۵ و در شلوغ‌ترین روز سه سال پیش از آن، چقدر خرج داشت.

چرا بیت‌کوین به لایتنینگ نیاز داشت؟

روی شبکه اصلی بیت‌کوین به‌طور میانگین هر ده دقیقه یک بلاک ساخته می‌شود و هر بلاک جای محدودی دارد. وقتی تراکنش‌های منتظر از جای خالی بلاک بیشتر باشند، ماینرها اول سراغ تراکنش‌هایی می‌روند که برای هر وی‌بایت کارمزد بیشتری داده‌اند. یعنی کارمزد بیت‌کوین یک جور مزایده است و قیمتش را شلوغی شبکه تعیین می‌کند، نه مبلغی که می‌فرستید. سازوکار این مزایده را در کارمزد شبکه ارز دیجیتال چیست کامل توضیح داده‌ایم.

این مزایده برای پرداخت‌های کوچک دو دردسر دارد. اول اینکه تراکنشی که ۱۰ هزار ساتوشی جابه‌جا می‌کند همان‌قدر کارمزد می‌دهد که تراکنشی هم‌اندازه با ۱۰ بیت‌کوین، و در روزهای شلوغ این کارمزد از خود پرداخت بیشتر می‌شود. دوم اینکه پرداخت تا وقتی در بلاک ننشسته قطعی نیست و برای تأیید شدنش باید صبر کرد؛ صبری که برای خرید یک قهوه زیادی است.

ایده لایتنینگ را جوزف پون (Joseph Poon) و تادئوس دریجا (Thaddeus Dryja) در مقاله‌ای مطرح کردند که نسخه منتشرشده‌اش تاریخ ۲۴ دی ۱۳۹۴ را دارد. به گفته آن‌ها بیت‌کوین در آن زمان کمتر از ۷ تراکنش در ثانیه جا می‌داد و اگر بلاک‌ها را خیلی بزرگ می‌کردند، اجرای نود کامل برای آدم‌های معمولی گران می‌شد و شبکه به سمت متمرکز شدن می‌رفت. پیشنهادشان این بود که بیشتر پرداخت‌ها بیرون از بلاک‌چین انجام شوند و بلاک‌چین فقط داور نهایی باشد.

مشکل مقیاس‌پذیری و راه‌حل‌های دیگرش را در مقیاس‌پذیری بلاک‌چین چیست توضیح داده‌ایم.

لایتنینگ چطور کار می‌کند؟

کانال پرداخت: یک صندوق مشترک با دو امضا

فرض کنید علی و سارا زیاد به هم پول می‌دهند. علی ۱۰۰ هزار ساتوشی را با یک تراکنش بیت‌کوین به صندوقی مشترک می‌فرستد که برداشتن پول از آن امضای هر دو نفر را لازم دارد. این تراکنش روی بلاک‌چین ثبت می‌شود و از این لحظه کانال باز است. حالا هر دو یک «تراکنش تسویه» امضاشده در دست دارند که سهم هر نفر از این ۱۰۰ هزار ساتوشی را نشان می‌دهد و فعلاً می‌گوید همه‌اش مال علی است.

وقتی علی ۵ هزار ساتوشی به سارا می‌دهد، دو طرف تراکنش تسویه تازه‌ای با سهم ۹۵ هزار برای علی و ۵ هزار برای سارا امضا می‌کنند. تراکنش تسویه یک تراکنش کامل بیت‌کوین است و هر طرف هر وقت بخواهد می‌تواند آخرین نسخه‌اش را روی بلاک‌چین بفرستد و سهمش را بردارد. ولی تا کانال باز است کسی آن را نمی‌فرستد و فقط نسخه تازه جای نسخه قبلی را می‌گیرد. این کار بین دو گوشی یا دو سرور انجام می‌شود و به همین دلیل در کسری از ثانیه تا چند ثانیه تمام می‌شود.

روزی که کارشان تمام شد، با هم یک تراکنش نهایی امضا می‌کنند و روی بلاک‌چین می‌فرستند و سهم هر کس به کیف پول خودش برمی‌گردد. پس صد پرداخت بین علی و سارا روی بلاک‌چین فقط دو تراکنش دارد: باز کردن و بستن کانال. اگر یکی از دو طرف در دسترس نباشد، دیگری می‌تواند آخرین تراکنش تسویه را به‌تنهایی منتشر کند. به این کار بستن یک‌طرفه (force close) می‌گویند و کسی که آن را شروع کرده باید مدتی صبر کند تا بتواند سهمش را خرج کند. این مدت موقع باز کردن کانال تعیین می‌شود و از حدود یک روز تا چند هفته است.

مسیریابی: پرداخت به کسی که با او کانال ندارید

اگر برای هر کسی که می‌خواهید به او پول بدهید کانال جدایی لازم بود، لایتنینگ کاربرد چندانی نداشت. کلید کار این است که کانال‌ها به هم وصل‌اند. علی با رضا کانال ندارد، ولی با سارا کانال دارد و سارا هم با رضا. پس علی می‌تواند پول را از مسیر سارا به رضا برساند.

در این مسیر لازم نیست علی به سارا اعتماد کند. پرداخت با قراردادی قفل می‌شود که سارا فقط وقتی می‌تواند پول علی را بردارد که پول را به رضا رسانده باشد؛ یعنی یا کل پرداخت انجام می‌شود یا هیچ بخشی از آن. اگر پرداخت تا مهلت مشخصی به رضا نرسد، قفل باز می‌شود و پول سر جایش برمی‌گردد. در شبکه واقعی کیف پول علی خودش مسیر را پیدا می‌کند و پرداخت ممکن است از چند گره (node)، یعنی چند کیف پول یا سرور لایتنینگ، بگذرد.

سارا در این مثال ۲ ساتوشی کارمزد گرفت. هر گره‌ای که پول را رد می‌کند کارمزدش را خودش تعیین می‌کند و طبق مشخصات فنی لایتنینگ (BOLT 7) این کارمزد دو بخش دارد: یک مبلغ ثابت به اسم کارمزد پایه، به‌اضافه سهمی از مبلغ پرداخت که به «یک‌میلیونیم» (ppm) حساب می‌شود؛ ۱۰۰ ppm یعنی ۱۰۰ ساتوشی به ازای هر یک میلیون ساتوشی. مثلاً گره‌ای با کارمزد پایه نیم ساتوشی و ۱۰۰ ppm برای رد کردن ۱۰ هزار ساتوشی ۱٫۵ ساتوشی می‌گیرد.

نکته مهم‌ترِ این تصویر این است که جز همان ۲ ساتوشی، پول سارا کم و زیاد نشد؛ فقط ۱۰ هزار ساتوشی از سهم او در کانال سارا و رضا به کانال علی و سارا رفت. پس پرداخت فقط وقتی از مسیر سارا می‌گذرد که سهم سارا در کانال سارا و رضا دست‌کم به اندازه پرداخت باشد. اگر آنجا فقط ۵ هزار ساتوشی داشت، این مسیر برای پرداخت ۱۰ هزار ساتوشی بسته بود. به این موجودیِ در دسترس در هر طرف کانال نقدینگی می‌گویند و مهم‌ترین محدودیت لایتنینگ است.

اگر کسی تراکنش تسویه قدیمی را منتشر کند؟

برگردیم به کانال علی و سارا. علی بعد از دادن ۵ هزار ساتوشی هنوز تراکنش تسویه قدیمی را دارد که در آن همه ۱۰۰ هزار ساتوشی مال خودش بود. چه چیزی جلوی منتشر کردنش را می‌گیرد؟ با هر تراکنش تسویه تازه، دو طرف کلیدی به هم می‌دهند که نسخه قبلی را باطل می‌کند. اگر علی نسخه باطل‌شده را منتشر کند، سارا با همان کلید کل پول کانال را برمی‌دارد. پس تقلب در لایتنینگ یعنی خطر از دست دادن همه پول کانال.

این جریمه فقط وقتی کار می‌کند که سارا، یا کسی از طرف او، تقلب را به‌موقع ببیند. کسی که تراکنش تسویه را منتشر کرده باید همان مهلت بستن یک‌طرفه را صبر کند و طرف مقابل باید پیش از تمام شدن این مهلت واکنش نشان دهد. برای همین کیف پول لایتنینگ شخصی باید هر چند وقت یک بار آنلاین شود یا از یک «نگهبان» (watchtower) کمک بگیرد؛ سروری که وقتی گوشی یا نود شما خاموش است، کانال‌ها را زیر نظر دارد.

فاکتور، آدرس لایتنینگ و LNURL

فاکتور لایتنینگ

برای گرفتن پول با لایتنینگ معمولاً آدرس نمی‌دهید؛ کیف پولتان یک فاکتور (invoice) می‌سازد و طرف مقابل آن را پرداخت می‌کند. فاکتور رشته‌ای طولانی است که روی شبکه اصلی بیت‌کوین با `lnbc` شروع می‌شود و اغلب به شکل کد QR نشانتان می‌دهند. طبق BOLT 11 هر فاکتور این اطلاعات را با خودش دارد:

• مبلغ، که می‌تواند خالی بماند تا پرداخت‌کننده خودش آن را بنویسد؛
• توضیحی کوتاه، مثلاً شماره سفارش؛
• مهلت اعتبار، که اگر سازنده فاکتور چیزی ننویسد یک ساعت است؛
• یک کد قفل (payment hash) که گیرنده فقط بعد از رسیدن پول، رمز بازکردنش را رو می‌کند. همین رمز رسید پرداخت است.

چون هر فاکتور برای یک پرداخت مشخص ساخته می‌شود و منقضی هم می‌شود، نمی‌توانید آن را مثل آدرس کیف پول یک بار بسازید و برای همیشه به همه بدهید.

اینکه عدد بعد از `lnbc` را چطور بخوانید و چرا `lnbc2500u` یعنی ۲۵۰ هزار ساتوشی و نه ۲٬۵۰۰ ساتوشی، در ساتوشی چیست آمده است.

آدرس لایتنینگ و LNURL

آدرس لایتنینگ (Lightning Address) برای حل همین مشکل ساخته شد: نشانی‌ای شبیه ایمیل، مثل `ali@example.com`. وقتی این نشانی را در کیف پول وارد می‌کنید، کیف پول از سرور دامنه بعد از @ فاکتور می‌خواهد و سرور برای همان پرداخت یک فاکتور تازه می‌سازد (LUD-16). LNURL اسم مجموعه‌ای از همین قراردادهاست که کار با لایتنینگ را ساده‌تر می‌کنند و آدرس لایتنینگ یکی از آن‌هاست.

این سازوکار دو پیامد دارد. اول اینکه آدرس لایتنینگ فقط وقتی کار می‌کند که سرویس پشت آن دامنه روشن و در دسترس باشد. دوم اینکه همان سرویس تعیین می‌کند پول به کجا برسد؛ پس آدرس را فقط از کسی بگیرید که به او اعتماد دارید و پیش از پرداخت، مبلغ و توضیحی را که کیف پول نشانتان می‌دهد نگاه کنید.

در کیف پول‌های بیت‌کوین به سه رشته برمی‌خورید که نباید با هم قاطی شوند:

کیف پول لایتنینگ: امانی یا شخصی؟

فرق کیف پول امانی و شخصی را در کیف پول ارز دیجیتال چیست توضیح داده‌ایم. در لایتنینگ این فرق از همیشه پررنگ‌تر است، چون کیف پول شخصی باید کانال هم مدیریت کند.

کیف پول امانی (custodial): ساتوشی‌ها دست سرویس است و شما فقط موجودی حسابتان را می‌بینید. لازم نیست چیزی درباره کانال و نقدینگی بدانید و شروع کار ساده است. در عوض باید به سرویس اعتماد کنید: اگر هک شود، حسابتان را ببندد یا از دسترس خارج شود، پولتان هم گیر می‌افتد. شرایط هر سرویس درباره کشور کاربر را هم پیش از واریز بخوانید.

کیف پول شخصی (non-custodial): کلیدها دست خودتان است. مثلاً فینیکس (Phoenix)، ساخت شرکت ACINQ، در صفحه خودش می‌گوید کلیدهای کیف پول دست کاربر است: موقع ساخت کیف پول ۱۲ کلمه بازیابی می‌دهد و اگر آن را گم کنید، پولتان از دست رفته است. باز کردن کانال در این کیف پول‌ها هم یک تراکنش روی شبکه اصلی است و کارمزد خودش را دارد. هر کیف پول این کار را به روش خودش و گاهی با کارمزد خدمات جدا انجام می‌دهد؛ پس پیش از اولین واریز، جدول کارمزد همان کیف پول را بخوانید.

فرستادن ۱۰ هزار ساتوشی: شبکه اصلی یا لایتنینگ؟

۱۰ هزار ساتوشی با قیمتی که سواپ‌ولت ساعت ۱ بامداد ۱۸ مهر ۱۴۰۵ برای بیت‌کوین نشان می‌داد حدود ۲٫۲ میلیون تومان بود. فرض کنید می‌خواهید همین مبلغ را بفرستید. حساب هر دو راه این است:

• شبکه اصلی: یک تراکنش معمولی با یک ورودی و دو خروجی (یکی برای گیرنده و یکی برای برگشتن باقی پول به خودتان) از نوع آدرس‌های `bc1q` حدود ۱۴۰ وی‌بایت جا می‌گیرد. کارمزدش می‌شود ۱۴۰ ضرب در نرخ کارمزد همان لحظه.
• لایتنینگ: فرض می‌کنیم پرداخت از دو گره واسط می‌گذرد و هر کدام کارمزدی برابر میانه کانال‌های عمومی می‌گیرد. طبق آمار mempool.space در ۸ شهریور ۱۴۰۵ این میانه نیم ساتوشی کارمزد پایه و ۱۰۰ ppm بود؛ یعنی ۱٫۵ ساتوشی برای هر گره و ۳ ساتوشی برای کل مسیر.

نرخ‌های شبکه اصلی از mempool.space است. دو ردیف اول پیشنهاد لحظه‌ای این سایت‌اند و سه ردیف بعدی میانه نرخ کارمزد بلاک‌ها در بازه‌های حدوداً ۱۲ ساعته. نرخ امروز را در همین سایت ببینید؛ این جدول فقط نشان می‌دهد دو راه چقدر با هم فاصله دارند. اگر به جای میانه، میانگین کارمزد گره‌ها را حساب کنیم، هزینه لایتنینگ برای همین مسیر حدود ۱۸ ساتوشی می‌شود که باز هم کمتر از ۰٫۲ درصد مبلغ است.

از این جدول دو نتیجه می‌شود گرفت. در روزهای آرام، مثل همین مهر ۱۴۰۵، کارمزد شبکه اصلی برای ۱۰ هزار ساتوشی چند صد ساتوشی است؛ یعنی چند ده هزار تومان. در یک سال گذشته میانه نرخ کارمزد بلاک‌ها در ۹۶ درصد بازه‌ها ۲ ساتوشی بر وی‌بایت یا کمتر بوده است. پس اگر ماهی یکی دو بار بیت‌کوین جابه‌جا می‌کنید، لایتنینگ صرفه‌جویی بزرگی برایتان ندارد. ولی در روزهای شلوغ، کارمزد شبکه اصلی می‌تواند چند برابر خود پرداخت شود و روز هاوینگ ۱۴۰۳ فرستادن ۱۰ هزار ساتوشی با یک تراکنش معمولی عملاً بی‌معنی بود. لایتنینگ در هر دو حالت چند ساتوشی خرج دارد و پرداختش در چند ثانیه قطعی می‌شود، نه بعد از ده دقیقه یا بیشتر.

این مقایسه یک هزینه را کنار گذاشته است: خود کانال. برای استفاده از لایتنینگ اول باید کانالی باز باشد و باز کردن و بستنش دو تراکنش روی شبکه اصلی است. اگر کیف پولتان امانی است، این هزینه را سرویس می‌دهد و احتمالاً در کارمزدهای خودش حساب می‌کند؛ اگر شخصی است، خودتان می‌دهید. لایتنینگ وقتی واقعاً ارزان درمی‌آید که با یک کانال ده‌ها یا صدها پرداخت انجام دهید. کارمزدی هم که کیف پول یا سرویس روی هر پرداخت می‌گذارد ممکن است از کارمزد مسیر بیشتر باشد.

محدودیت‌ها و ریسک‌های لایتنینگ

برای گرفتن پول، ظرفیت ورودی لازم است

کانالی که فقط خودتان در آن پول گذاشته‌اید برای فرستادن خوب است، ولی تا وقتی سهم طرف مقابل در آن صفر است، کسی نمی‌تواند از آن راه به شما پول بدهد. به سهم طرف مقابل در کانال‌هایتان ظرفیت ورودی (inbound capacity) می‌گویند و برای کسی که بیشتر پول می‌گیرد، مثل یک فروشگاه، مهم‌ترین چیز است. ظرفیت ورودی را گاهی باید خرید؛ یعنی به کسی کارمزد داد تا با شما کانال باز کند و در آن پول بگذارد.

کیف پول باید در دسترس باشد

در کیف پول شخصی، برای گرفتن پول، کیف پول شما باید در لحظه پرداخت روشن و وصل به اینترنت باشد تا پرداخت را تحویل بگیرد. برای امنیت کانال‌ها هم، همان‌طور که بالاتر گفتیم، باید هر چند وقت یک بار آنلاین شود یا نگهبان داشته باشد.

بستن کانال هزینه و گاهی انتظار دارد

بستن کانال یک تراکنش روی شبکه اصلی است و کارمزد همان لحظه را می‌دهد. اگر در روزی مثل روز هاوینگ مجبور به بستن کانال شوید، کارمزدش می‌تواند از موجودی یک کانال کوچک بیشتر شود. بستن یک‌طرفه هم مهلت انتظار دارد و تا تمام شدنش نمی‌توانید سهمتان را خرج کنید.

پرداخت‌های بزرگ‌تر بیشتر شکست می‌خورند

هر پرداخت باید مسیری پیدا کند که در همه کانال‌هایش، در جهت درست، سهم کافی وجود داشته باشد. هرچه مبلغ بزرگ‌تر باشد، پیدا کردن چنین مسیری سخت‌تر است. طبق همان آمار mempool.space، میانه ظرفیت کانال‌های عمومی در ۸ شهریور ۱۴۰۵ حدود ۲ میلیون ساتوشی (۰٫۰۲ بیت‌کوین) بود. خبر خوب این است که شکست پرداخت به معنی از دست رفتن پول نیست؛ یا کل پرداخت انجام می‌شود یا هیچ‌چیز. فقط گاهی مبلغ تا پایان مهلت قفل در حالت «در انتظار» می‌ماند و بعد به موجودی‌تان برمی‌گردد.

شبکه لایتنینگ چقدر بزرگ است؟

اندازه دقیق لایتنینگ را هیچ‌کس نمی‌داند، چون لازم نیست هر کانالی خودش را به بقیه شبکه معرفی کند. کانال‌هایی که اعلام نمی‌شوند در آمار عمومی دیده نمی‌شوند و هر سایتی هم گره‌ها و کانال‌ها را به روش خودش می‌شمارد. برای همین دو منبع معروف عددهای متفاوتی می‌دهند:

در سری زمانی mempool.space، بیشترین تعداد کانال‌های عمومی ۸۲٬۸۲۵ کانال در ۸ فروردین ۱۴۰۱ بوده و بیشترین ظرفیت حدود ۵٬۸۵۲ بیت‌کوین در ۷ دی ۱۴۰۴. تعداد کانال‌های عمومی از اوجش به کمتر از نصف رسیده، ولی ظرفیت کمتر افت کرده است؛ یعنی کانال‌ها کمتر ولی به‌طور میانگین بزرگ‌تر شده‌اند. این عددها فقط پولی را نشان می‌دهند که در کانال‌های عمومی قفل شده است. پرداخت‌های لایتنینگ بیرون از بلاک‌چین انجام می‌شوند و آمار عمومی ندارند، پس از این جدول نمی‌شود فهمید روزانه چند پرداخت انجام می‌شود.

سواپ‌ولت و لایتنینگ

در صفحه کارمزدهای سواپ‌ولت در ۱۸ مهر ۱۴۰۵، لایتنینگ جزو شبکه‌های برداشت نبود و بیت‌کوین فقط با شبکه BEP20 (بی‌ان‌بی اسمارت چین) فهرست شده بود. نتیجه‌اش برای شما این است:

• فاکتور یا آدرس لایتنینگ را نمی‌توانید از حساب سواپ‌ولت پرداخت کنید و نباید آن را در فرم برداشت بگذارید.
• بیت‌کوینی که روی شبکه BEP20 برداشت می‌شود نه روی شبکه اصلی بیت‌کوین است و نه روی لایتنینگ. آن را به کیف پولی که فقط بیت‌کوین روی شبکه اصلی یا لایتنینگ را می‌شناسد نفرستید. فرق بیت‌کوین اصلی با نسخه‌هایش روی شبکه‌های دیگر را در بیت‌کوین چیست توضیح داده‌ایم.
• اگر می‌خواهید با لایتنینگ پول بدهید یا بگیرید، به یک کیف پول جدا نیاز دارید که لایتنینگ را پشتیبانی کند.

کارمزد دقیق هر برداشت پیش از تأیید در خود برنامه نشان داده می‌شود و فهرست به‌روز شبکه‌ها را در صفحه کارمزدها می‌بینید.