Lightning Network es una tecnología de segunda capa aplicada a bitcoin que utiliza canales de micropago para escalar la capacidad de su cadena de bloques para realizar transacciones de manera más eficiente. Las transacciones realizadas en las redes lightning son más rápidas, menos costosas y más fácilmente confirmadas que las realizadas directamente en la cadena de bloques de bitcoin.

Al quitar las transacciones de la cadena de bloques principal y hacerlas fuera de la cadena, Lightning Network se diseñó para descongestionar la cadena de bloques de bitcoin y reducir las tarifas de transacción asociadas. Lightning Network también se puede utilizar para realizar otros tipos de transacciones fuera de la cadena que implican intercambios entre criptomonedas.

Por ejemplo, es útil para facilitar intercambios atómicos (atomic swaps) que permiten intercambiar una criptomoneda por otra sin la participación de un intermediario, como los intercambios de criptomonedas.

  • Lightning Network es una solución tecnológica destinada a resolver el problema de la velocidad de transacción en la cadena de bloques de bitcoin mediante la introducción de transacciones fuera del libro mayor.
  • Al igual que la cadena de bloques, Lightning Network desintermedia a las instituciones centrales, como los bancos, que son responsables de enrutar la mayoría de las transacciones en la actualidad.
  • Cobra tarifas de transacción más bajas en comparación con las transacciones procesadas directamente en la blockchain.

Escalabilidad de Bitcoin

La cadena de bloques de Bitcoin solo puede procesar un promedio de 7 transacciones por segundo. Esto no es suficiente para hacer de Bitcoin una plataforma adecuada para manejar los millones de transacciones que los humanos realizan todos los días. Por lo tanto, si Bitcoin se va a convertir en un medio de intercambio ampliamente difundido, se deben construir sistemas de pago que permitan a los usuarios realizar transacciones con bitcoins de forma rápida y económica. Lightning Network es uno de esos sistemas de pago.

Bitcoin en sí no puede escalar hasta el punto que todas las transacciones financieras del mundo se transmitan a todos y se incluyan en la cadena de bloques. Tiene que haber un nivel secundario de sistemas de pago que sea más ligero y más eficiente.

¿Qué es la red Lightning?

Lightning Network es un protocolo de segunda capa diseñado para permitir transacciones de Bitcoin fuera de la cadena, que no se registran en la blockchain. Debido a que no se registran en la cadena de bloques y, por lo tanto, no requieren minería, los pagos de Lightning son extremadamente rápidos y económicos.

¿Cómo funciona la Lightning Network?

Similar a la red Bitcoin, la red Lightning se compone de nodos que ejecutan el software Lightning Network. Sin embargo, a diferencia de la red Bitcoin, las transacciones Lightning no son transmitidas ni almacenadas públicamente por todos los miembros de la red. En cambio, los nodos Lightning individuales realizan transacciones entre sí de forma privada. Los nodos Lightning utilizan canales para ejecutar dichos pagos.

¿Qué es un canal de pago Lightning?

Un canal Lightning es un canal de pago bidireccional, lo que significa que ambas partes pueden enviar y recibir pagos a través del canal. Los canales Lightning conforman el Lightning Network y tienen una capacidad de bitcoin definida. Esta capacidad se divide entre las dos partes del canal, y las transacciones Lightning mueven bitcoin de un lado del canal al otro.

Apertura de un canal Lightning

Dos partes abren un canal Lightning depositando bitcoin en una dirección multisig 2 de 2. Esta transacción se registra en la cadena de bloques de Bitcoin y, cuando se confirma esta transacción, se abre el canal Lightning. Una vez abierto, un canal Lightning permite a ambas partes ejecutar cualquier número de transacciones de forma económica e instantánea. Cuando las dos partes terminen de realizar transacciones, pueden cerrar el canal con otra transacción de Bitcoin en la cadena, que reflejará el cambio neto en los saldos de ambos.

Transacciones a través de un canal Lightning

Un canal de pago es un grupo de fondos dividido entre dos partes. Estos fondos siempre se almacenan en la dirección multisig; no hay tokens adicionales ni representación del bitcoin creado por Lightning Network. Las transacciones en la red Lightning ocurren a través de este canal al redistribuir los fondos almacenados en la dirección multisig. Cada vez que se gasta bitcoin a través del canal, de la parte A a la parte B, el saldo del canal se actualiza. Sin embargo, estas actualizaciones no se registran en la cadena de bloques de Bitcoin.

En el siguiente ejemplo, Alice y Bob abren un canal y depositan 1 BTC cada uno en una dirección multisig. Luego, Bob le paga a Alice 0.5 BTC en Lightning Network. El saldo compartido sigue siendo de 2 BTC, pero 1,5 BTC pertenecen a Alice y 0,5 a Bob.

Cierre del canal Lightning

La liquidación de los fondos se producirá cuando ambas partes decidan cerrar el canal. Cuando el canal se cierra, se registrará una transacción en la cadena de bloques de Bitcoin, gastando bitcoin desde la dirección multisig. Cuando esto sucede, el saldo en el canal se liquida. Alice ahora tendrá 1,5 BTC y Bob ahora tendrá 0,5 BTC.

¿Hay tarifas por usar Lightning Network?

Sí, hay tarifas de transacción asociadas con el uso de Lightning Network. Son una combinación de cargos de enrutamiento para enrutar la información de pago entre los nodos Lightning y las tarifas de transacción de bitcoin para abrir y cerrar canales.

En noviembre de 2019, científicos de dos universidades de Hungría y el Instituto de Ciencias de la Computación y Control publicaron un artículo que cuestionaba la capacidad de los operadores de redes Lightning para continuar procesando transacciones sin aumentar drásticamente las tarifas. Los autores dicen en su resumen, «la participación es económicamente irracional para la mayoría de los grandes nodos de enrutamiento que actualmente mantienen unida la red. Las tarifas de tráfico o transacción deben aumentar en órdenes de magnitud para que el enrutamiento de pagos sea económicamente viable en Lightning Network».

Enrutamiento de pagos a través de Lightning

Los componentes básicos de Lightning Network son los nodos y los canales de pago que permiten que los nodos se comuniquen entre sí. Naturalmente, no todos los nodos estarán conectados al nodo al que desea enviar un pago. El enrutamiento es lo que permite que se produzcan transacciones entre dos partes no conectadas a través de una serie de canales preexistentes.

¿Cómo funciona el enrutamiento en Lightning Network?

Imagine que Alice quiere pagarle a Carol a través de Lightning Network, pero no tiene un canal directo con Carol. Sin embargo, tanto Alice como Carol tienen canales con Bob. Un proceso criptográfico le permite a Alice enviar un pago a Bob con la seguridad de que Bob enviará el pago a Carol. A cambio de su ayuda, Bob recibirá una pequeña tarifa.

El enrutamiento está habilitado por HTLC (Hashed Time Locked Contracts). Un HTLC es un tipo especial de transacción de Bitcoin que sirve como un contrato inteligente. En el contexto de Lightning Network, los HTLC se utilizan para permitir que Alice prometa el pago a Bob solo si puede demostrar que le ha pagado a Carol la cantidad adecuada.

¿Quién desarrolló la Lightning Network?

Thaddeus Dryja y Joseph Poon presentaron por primera vez Lightning Network en su libro blanco, ‘The Bitcoin Lightning Network: Scalable Off-Chain Instant Payments’ en 2015.

Diferentes implementaciones de Lightning Network

Existen múltiples implementaciones de nodos de Lightning Network que utilizan las billeteras de BTC. Las más populares incluyen Lightning Network Daemon de Lightning Labs, Eclair de ACINQ y c-lightning de Blockstream.

Si bien estas tres implementaciones están escritas en un lenguaje de programación diferente, todas son compatibles entre sí. Todas las implementaciones de Lightning siguen los estándares establecidos por Basis of Lightning Technology (BOLT), un conjunto de reglas que garantizan que las implementaciones de Lightning puedan lograr el consenso y la interoperabilidad. Gracias a las especificaciones BOLT, solo hay un protocolo Lightning Network.

¿Cuáles son algunos problemas con Lightning Network?

El problema más obvio con las redes lightning, que están destinadas a ser descentralizadas, es que podrían dar lugar a una réplica del modelo hub-and-spoke que caracteriza a los sistemas financieros actuales. En el modelo actual, los bancos y las instituciones financieras son los principales intermediarios a través de los cuales se realizan todas las transacciones.

Al tener conexiones más abiertas con otros, los nodos de Lightning Network para empresas destacadas pueden convertirse en centros similares o nodos centralizados en la red. Una falla en uno de esos centros podría colapsar fácilmente una parte significativa de (o toda) la red.

Otro problema importante, mencionado anteriormente, es la necesidad de aumentar las tarifas para que el mantenimiento de la red sea económicamente viable. Esto es cierto no solo para los nodos que mantienen la red Lightning en sí, sino también para el costo indirecto de las tarifas de bitcoin potencialmente más altas que se traducen a la red.

También se cree que las redes Lightning son vulnerables a los ataques y robos porque deben estar en línea en todo momento. Como tal, el almacenamiento en frío de las criptomonedas no es una opción porque la red no lo permite.