Lightning Network: A solução para escalabilidade do Bitcoin

Embora o Bitcoin funcione como uma rede confiável de pagamentos, sua capacidade de processamento é extremamente limitada. Para resolver esse problema, surgiu a Lightning Network, permitindo milhares de transações instantâneas e de baixo custo.

Não existe uma mágica para resolver os gargalos do blockchain, esse mecanismo descentralizado de registro. Se de um lado ganha-se velocidade, do outro perde-se na segurança, mas nada impede o usuário de ter múltiplas carteiras, com diferentes finalidades.

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O que é a Lightning Network?

A Lightning Network é uma solução de segunda camada, uma rede de pagamentos usando a própria moeda Bitcoin, porém fora do blockchain principal. Isso permite transações sem o registro no blockchain, ou seja, de forma rápida e quase sem custo.

A ideia é que as transações cotidianas, como compras em uma farmácia ou mercado, não sejam armazenadas no blockchain principal do Bitcoin. Nesses casos do dia-a-dia, os registros são armazenados temporariamente em uma rede paralela, com transações instantâneas e de baixíssimo custo.

Cabe ressaltar que esta solução encontra-se em fase de testes, e seu uso não é obrigatório pelos participantes da rede Bitcoin. Existem, inclusive, outras implementações de segunda camada em desenvolvimento além da Lightning Network.

Qual a importância da escalabilidade para o Bitcoin?

Embora o Bitcoin seja a rede mais segura de registro digital descentralizado, ao mesmo tempo, esse sistema só permite cerca de 7 transações por segundo. Esse congestionamento causa taxas de confirmação mais altas, além do intervalo médio de 10 minutos para cada novo bloco de informações.

Embora o sistema seja muito seguro, não é adequado para pagamentos em tempo real. Por exemplo, uma rede de processamento usando cartão de crédito atende até 20.000 transações por segundo.

Por que a rede Bitcoin é tão lenta?

O processo de validação de registros do Bitcoin é super-robusto, conhecido como mineração. Nele, milhares de máquinas trabalham em busca da solução de um algoritmo, conhecido como Prova de Trabalho (Proof of Work). 

Esse alto poder computacional é uma característica da rede Bitcoin, e visa tornar muito custoso para eventuais atacantes. Se optar por atuar de forma maliciosa, esse minerador não receberá sua recompensa, e o registro será rejeitado pelos demais participantes da rede.

O alto gasto energético assegura que os mineradores sigam as regras propostas pelos participantes que rodam o software Bitcoin e validam transações por conta própria.

Como funciona a Lightning Network?

A Lightning Network é um protocolo descentralizado, portanto, não é controlado por nenhuma entidade ou grupo, e depende de uma rede distribuída de usuários. De forma similar ao Bitcoin, cada participante deve manter seu próprio terminal (node) que se comunica com os demais participantes.

A natureza descentralizada da Lightning Network permite que os usuários façam transações diretamente uns com os outros sem a necessidade de custodiantes, como um banco ou processador de pagamento centralizado. Isso ajuda a reduzir as taxas de transação e melhora a velocidade e eficiência da rede Bitcoin.

Qual a relação entre a Lightning Network e a rede Bitcoin?

A Lightning Network é executada no blockchain do Bitcoin e usa carteiras multi-assinaturas para permitir a criação de canais de pagamento. Ou seja, esses canais funcionam como contas conjuntas, onde ambos os participantes precisam assinar as transações.

O diferencial dessa rede funcionando em paralelo é a capacidade de processamento instantâneo sem demandar o blockchain do Bitcoin, exceto para abrir ou fechar um canal de pagamento na Lightning Network.

Como funcionam os canais de pagamento?

Para criar um canal de pagamento, dois usuários devem depositar frações de Bitcoin em uma carteira multi-assinatura na Lightning Network. Isso cria um “canal” entre os dois usuários, que pode ser usado para qualquer número de transações. 

• Cada membro do canal de pagamento possui sua própria chave privada (senha) para acessar os fundos. 
• Depois que o canal é criado, os usuários podem fazer transações entre si atualizando o contrato programável (smart contract) com o novo saldo. 
• Ambas as partes assinam as atualizações, mas elas só são transmitidas para a rede principal quando o canal é fechado. 

Quando o canal fecha, o estado final do contrato programável é transmitido para a rede Bitcoin e as quantidades apropriadas de moedas são transferidas para as respectivas carteiras.

Como funcionam os roteamentos na Lightning Network?

A Lightning Network também permite a criação de redes utilizando canais de pagamento ponto-a-ponto. Nesse caso, um usuário pode efetuar um pagamento para outro destinatário usando uma série de canais intermediários, ou seja, pertencente a outros usuários da rede. 

Isso aumenta exponencialmente a flexibilidade e escalabilidade da rede. Essas transações ocorrem em questão de milésimos de segundos, pois estão fora do blockchain principal do Bitcoin.

Cada vez que há uma transação, ambos os usuários deixam uma espécie de assinatura digital que confirma o pagamento e cria um registro da transação.

Como outras criptomoedas resolvem esse problema?

Algumas criptomoedas tentam otimizar a velocidade de confirmação, mas para isso perdem nas questões de segurança e descentralização. Existe um tripé entre segurança, velocidade e resistência à censura onde é impossível satisfazer todos os quesitos.

Existem modelos mais centralizados que exigem uma pré-autorização para se tornar um validador, e outros que demandam um grande investimento em equipamento para processar transações. Novamente, não existe um melhor ou pior, pois tudo depende do grau de descentralização que a rede está buscando.

Benefícios da Lightning Network

À medida que a rede Lightning amadurece, ela provavelmente solidificará seu lugar como uma solução de pagamento útil e econômica que oferece mais liberdade financeira. 

É importante ressaltar que a Lightning Network já está sendo empregada em casos de uso da vida real. Abaixo destacamos suas principais vantagens.

Redução de custos de transação

Enquanto uma transação normal na rede Bitcoin pode facilmente ultrapassar os 2 dólares de custo, na Lightning Network dificilmente ultrapassa 10 centavos. Isso depende do número de intermediários, pois se ambos os usuários tiverem um canal direto entre eles, o custo é praticamente zero.

Aumento da escalabilidade das criptomoedas

Uma crítica muito comum ao Bitcoin é o tempo médio de intervalo entre registro no blockchain de 10 minutos. Para transações do dia-a-dia, essa espera tornaria os negócios inviáveis. Na Lightning Network os registros ocorrem em micro-segundos, aumentando significativamente a escalabilidade da criptomoeda Bitcoin.

Melhoria da privacidade das transações

Quando fazemos uma transação no blockchain, esse registro é público e eterno. Embora não exista um registro do nome do proprietário de cada endereço na rede, é possível utilizar ferramentas de rastreamento para eventualmente detectar seu endereço IP de origem ou similar. Na rede de segunda camada as transações são ponto-a-ponto, portanto, não há um registro único compartilhado.

Desafios da Lightning Network

Toda nova tecnologia traz riscos, e com a Lightning Network não foi diferente. Ao menos em 3 momentos diferentes em 2022 foram encontradas transações que travaram a rede. Em 2 destes casos foi necessária uma atualização dos desenvolvedores para sanar o problema. Tais transtornos, mesmo que não tenham trazido prejuízo financeiro para os participantes, são um dos principais desafios que a Lightning Network encontra para crescer.

Necessidade de adoção em larga escala para ter impacto significativo

Outro grande problema das redes ponto-a-ponto é o ritmo de adoção lento, especialmente em seu início de vida. Por exemplo, o número de canais únicos detectados na rede está estagnado em 80 mil desde o final de 2021. Embora seja difícil mensurar corretamente a quantidade de usuários ativos, a sinalização é de pouco crescimento.

Risco de centralização em alguns nós da rede

É normal que muitos dos usuários optem por utilizar aplicativos e sites custodiais, ou seja, onde a posse das moedas fica na mão de terceiros. Isso evita o trabalho de executar seu próprio terminal (node) e administrar os canais de pagamento. Em contrapartida, aumenta consideravelmente o risco de centralização em grandes canais da rede Lightning.

Vulnerabilidades de segurança e possíveis ataques à rede

Por se tratar de um sistema em desenvolvimento, é normal que sejam encontradas vulnerabilidades. Os desenvolvedores sugerem o uso de valores menores, para transações no dia-a-dia, mantendo saldos maiores na rede principal do Bitcoin. Usuários com menos conhecimento técnico podem eventualmente perder suas moedas em decorrência de ataques aos seus terminais (nodes).

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