The Lightning Network & SegWit

Bitcoin har hittils haft stora problem med att öka sin transaktionshastighet. Exempelvis VISA kan hantera 4000 transaktioner per sekund medans Bitcoin har varit begränsad till omkring 7 transaktioner per sekund. Det är här Lightning Network kommer in i bilden, denna variant av skalningslösning brukar kallas “The offchain approach” och baseras på ett nätverk som placeras ovanpå bitcoin-blockkedjan för att sedan så småningom smälta samman med denna. Nätverket består av användardgenererade kanaler som hanterar betalningar fram och tillbaka på ett säkert sätt utan att du behöver lita på motparten.

Eftersom transaktioner oftast sker mellan två parter behöver de inte alltid sändas ut offentligt till hela nätverket direkt. Alternativet blir att de sker i en egen kanal ovanpå blockkedjan för att sedan sammanfattas och verifieras på blockkedjan när parterna är klara. Eftersom det inte behövs några “miners” förens det är dags för transaktionen att registreras i blockkedjan så är transaktionsavgifterna dessförinnan låga eller till och med obefintliga.

Hur fungerar Lightning Network i praktiken?

Det första som behöver göras är att de två parter som vill handla med varandra skapar en en “multisignature wallet”, alltså en plånbok som kräver mer än en signatur för att utföra en transaktion. Denna plånbok innehåller en liten summa Bitcoin. Plånbokadressen sparas sedan i blockkedjan och utgör sedan betalningskanalen.

De två parterna kan nu genomföra ett obegränsat antal transaktioner utan att vara i kontakt med blockkedjan. Med varje transaktion godkänner båda parter en uppdaterad balansräkning som alltid avspeglar hur mycket av de bitcoin som lagras i plånboken och vad som tillhör varje person. När de två parterna är klara med sina transaktioner stänger de kanalen och den slutgiltiga balansen registreras sedan i blockkedjan.

Nedan kommer ett exempel

Säg att du har en lunchrestaurang i närheten av ditt jobb som du och dina kollegor brukar gå till för att äta lunch. Att varje dag betala för lunchen med hjälp av Bitcoin är inte speciellt effektivt, transaktionstiden är lång och avgifterna är alldeles för höga för att kunna konkurrera med en vanlig kortbetalning med fiat.

Lightning Network låter dig istället att sätta upp en betalningskanal med restaurangen. För att göra detta sätter du och restaurangen in en minimal mängd Bitcoin i en “delad plånbok” eller en ”multisig wallet” (Beskrivs i senare stycke).
Säg att du då betalar 0.05 BTC och restaurangen betalar in 0 BTC (i detta fallet erbjuder restaurangen inga återbetalningar) . Dessa Bitcoin förvaras från och nu i något som kan jämföras med ett “gemensamt kassaskåp” som endast kan öppnad då både du och restaurangen är överens. Denna betalningskanal registreras nu i blockkedjan.

Inne i detta kassaskåp skapas en balansräkning, denna uppdateras i samband med varje transaktion och håller koll på fördelningen av de insatta värdet. Du kan nu handla lunch tills hela ditt insatta belopp är överskrivet till restaurangen, något som i praktiken kan utgöras av tusentals transaktioner. I samband med varje köp av lunch så signerar både du och restaurangen den uppdaterade balansräkningen.

När någon av parterna stänger betalningskanalen så kommer “miners” att verifiera vardera parts signaturer och sedan betala ut värdet i “kassaskåpet” till vardera part, vem som får vad går alltså att utläsa av balansräkningen. Tusentals transaktioner kan nu kokas ner till endast två transaktion på blockkedjan, en för att öppna betalningskanalen och en för att stänga betalningskanalen. Eftersom båda parter alltid har signerat den senaste balansräkningen så kan vilken part som helst avsluta betalningskanalen vilket resulterar i utbetalning. Ingen part kan därmed “hålla inne” på betalningen.

Värt att nämna är att det inte nödvändigtvis behöver upprättas en direkt kanal till den personen som du vill utföra transaktioner med. Du ska kunna utföra transaktioner med din motpart via kanaler med personer som du redan är ansluten till, detta då nätverket automatiskt hittar den kortaste vägen till den önskade motparten.

Vad är då Segwit?

Utvecklingen av LN underlättades i och med att SegWit introducerades på både Bitcoin och Litecoin nätverket. Utan de uppgraderingar som detta innebar så skulle transaktioner på LN ha varit för riskabelt att kunna tillämpas.

SegWit är en ”Soft fork” (en bakåtkompatibel kodändring) som har implementerats på vissa kryptovalutor. Namnet SegWit är kort för Segregated Witness. Detta udda namn syftar till tekniken som delar upp transaktioner i två segment. Det går ut på att man flyttar “Witness-data” från den ursprungliga informationen för att sedan lägga den till den som en separerad struktur i slutet. Segwit är alltså i korta drag en skalningslösning som är avsedd för att minska storleksbegränsningar på blockkedjan. Genom att låta fler transaktioner rymmas i varje nytt block så ökar transaktionshastigheten.

Vad är status för Lightning Network?

Även om nätverket ursprungligen designades för Bitcoin så utvecklas tekniken för en rad kryptovalutor så som Litecoin, Stellar, Zcash, Ether och Ripple. I december 2017 avslöjade ACINQ, Blockstream och Lightning Labs sina testresultat som visar att deras programvara nu är driftskompatibel. Nätverket är dock inte klart för lansering. Ingenjörerna har ännu inte släppt programvaran som tillåter faktiska användare att utföra transaktioner. Dock har Appar som stöder LN som betalningsmetod har redan börjat dyka upp, men hittills är de inte lätta att använda. Dessutom kan LN inte implementeras i full skala tills SegWit utvidgas mer. Även om vissa anser att det finns tillräckligt med SegWit-stöd för att köra nätverket idag så förutser andra att ett användbart LN bör vara minst ett år bort.

I mars 2018 tillkännagav dock startupen Lightning Labs från Kalifornien att de lanserat en betaversion av programvaran, något som investerare och projektledare påstår är den första och mest utförligt testade versionen av tekniken hittills. Tekniken är dock fortfarande i ett väldigt tidigt stadie och transaktionsstorlekarna är begränsade. Releasen riktade sig främst till utvecklare och ”avancerade användare”.