Tout ce que vous devez savoir sur le réseau Lightning de Bitcoin

Le réseau Lightning de Bitcoin, similaire à Bitcoin, a connu une course cahoteuse au fil des ans.

Le réseau Lightning de Bitcoin a été conçu par deux développeurs, Thaddeus Dryja et Joseph Poon, en 2015. Une deuxième couche est ajoutée au réseau Bitcoin, ce qui permet de traiter rapidement et économiquement les transactions hors chaîne. Considéré comme un croisé dans le monde de la crypto-monnaie, le réseau Lightning de Bitcoin permet d’accélérer les temps de traitement des transactions et de réduire les coûts associés à la blockchain de Bitcoin. Cependant, il est sensible aux escroqueries ou aux attaques malveillantes.

Qu’est-ce que le réseau Bitcoin Lightning ?

Le réseau Lightning de Bitcoin est un système avancé construit sur Bitcoin pour permettre aux gens de transférer/recevoir des paiements spontanément et de réduire les frais de transaction en les gardant hors du réseau frontal. Le réseau Lightning de Bitcoin aide Bitcoin à être plus utilisable en tant que devise au jour le jour.

Défis d’évolutivité Bitcoin

La popularité croissante de Bitcoin s’accompagne également de certains défis. Traiter le grand nombre de transactions sur le réseau est un travail fastidieux, car sa conception ne permet qu’un nombre limité de transactions dans chaque bloc Bitcoin. Les transactions non traitées attendent dans une file d’attente pour être ajoutées au bloc suivant.

Bien que les anciens paiements disposent d’une infrastructure pouvant traiter des milliers de transactions par seconde, Bitcoin, en revanche, ne peut traiter que 2 à 7 transactions/seconde, avec un nouveau bloc ajouté toutes les dix minutes. Cela crée des « embouteillages » virtuels – aux heures de pointe couplées à des retards pouvant durer une journée.

Pourquoi est-ce nécessaire ?

Bitcoin est sans aucun doute la plus grande crypto-monnaie au monde, avec une capitalisation boursière actuelle de plus de 600 milliards de dollars. Les transactions Bitcoin sont décentralisées et assorties pour former des blocs. Les transactions Bitcoin sont vérifiées par des «mineurs», via un réseau d’ordinateurs puissants qui se précipitent pour résoudre des énigmes cryptographiques et ajouter le bloc suivant à la chaîne.

Le système de preuve de travail de Bitcoin est énergivore car de nombreux mineurs se font concurrence. Cela donne lieu à des coûts importants, que les mineurs compensent par leurs récompenses en bloc et les frais de transaction collectés. Historiquement, pendant les pics de congestion du réseau, les frais ont grimpé à plus de 50 $.

Solutions proposées (avec un focus sur le Lightning)

Le Lightning Network de Bitcoin est une solution aux problèmes de Bitcoin.

Micropaiements

Dans une transaction, vous ne pouvez envoyer qu’un montant minimum de Bitcoin – environ 0,00000546 BTC. Au moment de la rédaction, c’est 22,53 INR. Le réseau Lightning vous permet de repousser les limites pour traiter la plus petite unité disponible – 0,00000001 BTC, ou un Satoshi.

Les frais élevés sur les transactions de routine font que l’envoi de petits montants sur la blockchain semble inutile. Bien que dans un canal, vous êtes libre de transférer gratuitement une fraction d’un Bitcoin.

Intimité

Le réseau Lightning de Bitcoin offre aux utilisateurs un grand degré de confidentialité. Bien que vous puissiez regarder la blockchain et indiquer que cette transaction a ouvert un canal, vous ne pourrez pas dire ce qui se passe à l’intérieur. Si les participants rendent leur canal privé, eux seuls seront informés des transactions en cours.

Adresses multi-signatures

Une adresse multi-signature (ou multisig) a plusieurs clés privées à partir desquelles dépenser. Lors de la création d’une adresse multisig, vous définissez combien de clés privées peuvent dépenser les fonds et combien de ces clés sont nécessaires pour signer une transaction. Par exemple, un schéma 1 sur 5 implique que cinq clés peuvent produire une signature valide et qu’une seule clé est nécessaire pour signer la transaction. Dans le canal Lightning de Bitcoin, initialement, les participants bloquent leurs fonds dans un schéma 2 sur 2. Seules deux clés privées peuvent effectuer la signature, et les deux sont nécessaires pour déplacer des pièces.

Supposons que deux amis Ria et Jay décident d’ouvrir une chaîne Lightning Network. Ils commencent par déposer 5 BTC chacun dans l’adresse multisig détenue conjointement. N’oubliez pas que Jay ne peut pas déplacer des fonds hors de l’adresse sans l’accord de Ria, ou vice versa. Maintenant, ils ont une feuille de papier qui règle les soldes de chaque côté. Les deux ont un solde de départ de 5 BTC.

Si Ria souhaite effectuer un paiement de 1 BTC à Jay, pourquoi ne pas noter que Ria possède désormais 4 BTC et Jai possède 6 BTC ? Les soldes peuvent être suivis de cette manière jusqu’à ce qu’ils décident de retirer les fonds. C’est possible, mais cela ne rend-il pas incroyablement facile pour quelqu’un de ne pas coopérer ? Si Ria se retrouve avec 10 BTC et Jay sans aucun, Jai ne perd rien en refusant de débloquer les fonds.

Hash Timelock Contracts (HTLC)

Si l’une des deux parties ne respecte pas les règles, l’autre a un moyen de sortir ses fonds. Ce mécanisme est un Hash Timelock Contract (ou HTLC). Il couple deux technologies (hash locks et timelocks) pour remédier à tout comportement non coopératif dans les canaux de paiement.

L’expéditeur hache une donnée, y compris le hachage de la transaction vers le destinataire. La seule façon pour le récepteur de le dépenser est de fournir les données d’origine (le secret) qui correspondent au hachage. Ils ne peuvent fournir ces données que si l’expéditeur les donne en premier. Un timelock est une condition qui vous empêche de dépenser des fonds avant une heure précise. Cela peut être le temps réel ou une hauteur de bloc spécifiée. Les HTLC sont créés en combinant des verrous de hachage et des verrous temporels. Les HTLC peuvent être utilisés pour créer des paiements conditionnels – le destinataire doit fournir un secret avant une heure précise, ou l’expéditeur peut récupérer les fonds.

Ouverture et fermeture des canaux

N’oubliez pas que pour que les pièces sortent du multisig, Ria et Jay signent conjointement une transaction. Si Ria voulait envoyer les dix pièces à une adresse externe, elle aurait besoin de l’approbation de Jai. Elle avait d’abord mis en place une transaction (dix bitcoins à cette adresse) et ajouté sa signature. Ria doit d’abord donner la transaction incomplète à Jai. Sa signature le rend valable.

Dans le mécanisme mentionné précédemment, chaque partie doit trouver un secret – appelons ces As et B. La paire va maintenant générer les hachages des secrets – h(As) et h(Bs), respectivement. Au lieu de partager leurs secrets, ils partagent maintenant ces hachages.

Ria et Jai se partagent le hachage de leurs secrets

Ria et Jai doivent également créer un ensemble de transactions d’engagement avant de publier leurs premières transactions à l’adresse multi-signature. Si vous créez une nouvelle paire de transactions d’engagement, vous rééquilibrez les fonds entre les deux participants. Dans la transaction de Ria avec deux sorties – une à son adresse et une à un nouveau multisig, elle a toujours besoin de la signature de Jai pour la rendre valide. Jai fait de même – une sortie se paie, l’autre paie une autre adresse multisig. Il le signe et le donne à Ria.

Deux transactions similaires et incomplètes

Habituellement, Ria pouvait ajouter une signature à la transaction de Jai pour la rendre valide. Ces transactions partiellement signées ne seront cependant utilisables qu’une fois le multisig opérationnel. Votre contrepartie peut dépenser immédiatement si vous signez une transaction car il n’y a pas de conditions particulières sur leur sortie. Vous pouvez choisir d’attendre l’expiration du délai et de dépenser les fonds par vous-même ou de coopérer avec l’autre partie à dépenser. Les transactions peuvent être publiées dans l’adresse multi-signatures 2 sur 2. C’est sûr car vous pouvez récupérer vos fonds au cas où votre contrepartie quitterait le canal.

Une fois les transactions confirmées, le canal est prêt

Si Ria voulait payer 1 BTC à Jai. C’est ainsi que le solde est constamment mis à jour. Chacune des parties peut signer et diffuser l’une des transactions les plus récentes pour la « régler » sur la blockchain.

Cependant, la partie qui le fait devra attendre l’expiration du délai, tandis que l’autre peut passer immédiatement. Si Jai signe et diffuse la transaction de Ria, elle a une sortie sans conditions implicites. Les deux parties peuvent fermer le canal ensemble, le moyen le plus simple et le plus rapide de récupérer vos fonds. Mais, même si une partie ne répond plus ou refuse de coopérer, l’autre peut toujours récupérer ses fonds en attendant la fin du délai.

Origines et évolution au fil des années

Comment ça fonctionne

Le Lightning Network se compose de canaux (pour les paiements) qui permettent des transactions quasi instantanées entre les utilisateurs d’un réseau. Le concept qu’il exploite est que toutes les transactions n’ont pas besoin d’être enregistrées sur la blockchain principale de Bitcoin. Au lieu de cela, seul le solde net est réglé sur la blockchain via 2 transactions – la transaction qui configure le canal et la transaction de sortie.

Par exemple, supposons que deux utilisateurs de Bitcoin souhaitent s’envoyer des fonds rapidement et facilement régulièrement. Sous le Lightning Channel, ils créeraient un canal en mettant en place un portefeuille multi-signatures (multisig) et en ajoutant des fonds. Désormais, ils devraient être en mesure d’exécuter autant de transactions qu’ils le souhaitent, adossés à ces fonds. Comme vous pouvez le deviner, il s’agit de transactions hors chaîne enregistrées à l’aide d’un type de grand livre numérique protégé par une horloge de pointage. Les deux utilisateurs signent numériquement et mettent à jour le registre après chaque transaction, généralement en scannant un code QR. Le règlement réel des fonds d’origine dans le portefeuille ne se produit sur la blockchain que lors de la fermeture du canal, sur la base du bilan final.

En cas de divergences ou de litiges, chaque utilisateur peut se fier au dernier bilan signé pour récupérer les fonds. Les deux utilisateurs ont également la possibilité de fermer la chaîne, mettant ainsi fin unilatéralement à leur relation.

Une fois le canal de paiement terminé, le solde mis à jour est validé sur la chaîne, et les utilisateurs peuvent alors utiliser leur solde Bitcoin restant sur la blockchain principale. Les canaux peuvent même se connecter et communiquer entre eux. Ainsi, les fonds peuvent être transférés entre n’importe quel groupe d’utilisateurs détenant un portefeuille Lightning, l’algorithme déterminant automatiquement l’échange le plus viable entre les utilisateurs.

Comment ça marche?

• Un portefeuille multi-signature contenant du bitcoin (fourni par au moins une des deux parties) est mis en place
• L’adresse du portefeuille est ajoutée à la blockchain bitcoin publique. Un bilan (contrat intelligent) est établi qui prouve combien des dépôts de bitcoins appartiennent à quelle partie
• Les deux parties peuvent effectuer des transactions illimitées sans avoir besoin des informations stockées par la blockchain
• A chaque transaction, les deux parties signent un bilan mis à jour
• Les deux parties tiennent le bilan à jour
• Si un litige ou le canal de paiement est fermé, les deux parties peuvent utiliser le bilan le plus récent pour payer leur part du portefeuille multi-sig

Pour l’utilisateur final, toutes les étapes mentionnées ci-dessus se dérouleront automatiquement. Les réseaux Lightning de Bitcoin permettent aux utilisateurs de traiter directement entre eux. Ils n’ont pas à diffuser leur entreprise. En suivant eux-mêmes leurs paiements, les deux parties peuvent éviter des interactions coûteuses et chronophages avec la blockchain.

État actuel, future feuille de route

La communauté des crypto-monnaies a, avec tout son amour, embrassé le lancement du réseau Lightning de Bitcoin. Initialement, il a été conçu spécialement pour Bitcoin, mais la technologie est actuellement en cours de développement pour diverses autres crypto-monnaies, telles que Litecoin, Ether, Ripple, etc.

Les développeurs conseillent également aux utilisateurs de rester patients, car le code du réseau est très complexe et nécessite des tests rigoureux. Le réseau Lightning de Bitcoin devra s’avérer sûr et utilisable pour être pleinement adopté par la communauté Bitcoin. Les experts disent qu’un réseau Lightning pleinement fonctionnel peut être absent de plusieurs mois ou de quelques années.

Si le réseau Lightning de Bitcoin résout le principal obstacle de Bitcoin, d’autres crypto-monnaies seront fortement adoptées sur le marché.

Cela sonne dans la possibilité de développer davantage la technologie d’échange atomique inter-chaînes, marquant ainsi un premier pas vers la création d’échanges de crypto-monnaie véritablement décentralisés.

Comparaison avec d’autres options

Avantages

• Le paiement instantané, l’évolutivité et le faible coût donnent à Bitcoin des utilisations plus réelles. Par exemple,
• Les transactions Bitcoin coûtent actuellement environ 13 $, mais les transactions utilisant le réseau Lightning coûtent environ un Satoshi, ce qui équivaut à une fraction d’un cent
• L’éclairage peut être utilisé pour des paiements plus modestes – le minimum est de 0,00000001 BTC ou un Satoshi
• Petits paiements : Étant donné que les frais sont proportionnels au montant du paiement, vous pouvez payer une fraction de centime, car la comptabilité se fait même en millièmes de satoshi
• Les paiements sont réglés immédiatement : L’argent est envoyé dans le temps nécessaire pour traverser le réseau jusqu’à votre destination et revenir, principalement une fraction de seconde
• Confidentialité améliorée  : une seule fois lorsque le canal de paiement est finalement fermé et que le solde est versé aux deux parties

Les inconvénients

• La plate-forme lancée en 2018 a une technologie et une adoption à ses débuts, avec un long chemin à parcourir
• L’ouverture et la fermeture d’un canal impliquent des frais de transaction Bitcoin.
• Les transactions ne peuvent être effectuées que lorsque toutes les parties impliquées sont en ligne
• Échecs des pairs  : si un pair ne répond pas, les consommateurs peuvent devoir attendre des heures avant de fermer un canal de paiement et de renvoyer les fonds via un autre itinéraire
• Pas de paiements hors ligne  : les utilisateurs ne sont pas autorisés à payer quelqu’un qui n’est pas en ligne
• Ne convient pas aux gros paiements  : même si un itinéraire via différents canaux de paiement peut exister, les fonds dans les pairs sont multi-signatures. les portefeuilles pourraient ne pas être suffisants pour transférer des fonds importants
• Centralisation : Le Lightning Network pourrait encourager la centralisation dans les hubs de paiement