Lighting Networkทำงานอย่างไร (2)?

แหล่งที่มา: Bytecoin CKB

ในบทความก่อนหน้า "** การทำงานของเครือข่ายไฟแสง (1) **" เราได้สำรวจหลักการในการทำงานของเครือข่ายไฟแสง (Lighting Network) และเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับการรักษาความปลอดภัยของช่องทางการชำระเงินสองทาง ในบทความวันนี้เราจะดำเนินการทำความเข้าใจเกี่ยวกับเครือข่ายไฟแสง และอธิบายหลักการและเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับการขยายช่องทางการชำระเงินสองทางให้กลายเป็นเครือข่ายไฟแสง

การขยายช่องทางการชำระเงินสองทางให้เป็น Lighting Network: เทคโนโลยีการเชื่อมต่อหลายขั้นตอน

เราใช้ Alice และ Bob เช่นเดียวกันเพื่อสร้างช่องเชื่อมต่อเป็นพื้นหลังพื้นฐาน แต่ในโลกนี้นอกจาก Alice และ Bob ยังมีคนอื่นๆ ที่ต้องการที่จะเข้าร่วมเครือข่าย การเชื่อมต่อไร้สายจะเป็นอย่างไร? มีวิธีใดที่สามารถเชื่อมต่อทุกคนให้เข้าสู่เครือข่ายและให้ความมั่นใจว่าสามารถโอนเงินไปยังผู้ใดก็ได้ในเครือข่าย

เพื่อแก้ไขปัญหานี้ เราต้องขยายช่องทางการชำระเงินสองทางให้กลายเป็น Lightning Network และใช้เทคโนโลยีเส้นทางหลายระยะ "เส้นทาง (routing)" หมายถึง "การค้นหาเส้นทาง" ใน Lightning Network นั้นหมายถึงการค้นหาเส้นทางที่ประกอบด้วยช่องทางที่เชื่อมต่อกันข้างหน้าและข้างหลังของวัตถุประสงค์ในการชำระเงิน

ในตัวอย่างนี้เราจะใช้ Alice จ่าย 2000 Satoshi ให้กับ David โดยสมมติว่าพวกเขาไม่ได้เปิดช่องทางการชำระเงินระหว่างกัน แต่มีการเปิดช่องทางการชำระเงินระหว่าง Alice กับ Bob, Bob กับ Carol, Carol กับ David อยู่แล้ว ในกรณีนี้ Alice สามารถโอนเงินให้ Bob ก่อน จากนั้น Bob จะโอนให้กับ Carol และ Carol จะโอนให้ David ดูเหมือนว่ามีช่องทางการชำระเงินจาก Alice ไปยัง David โดย Bob และ Carol ทำหน้าที่เป็นโหนดเส้นทางในเครือข่าย หากมีการเปิดช่องทางการชำระเงินระหว่าง Alice กับ Eva และ Eva กับ David อีกด้วย Alice ยังสามารถเลือกโอนเงินให้ Eva ก่อน จากนั้น Eva จะโอนให้ David

จากทางที่มาเห็นได้ชัดว่า Alice โอนเงินให้กับ David ผ่าน Eva เป็นทางเลือกที่สั้นที่สุด ** แต่ในกระบวนการทำงานจริงๆ การเลือกทางที่สั้นที่สุดอาจไม่ใช่ตัวเลือกที่ดีที่สุด เนื่องจากยังต้องพิจารณาปัจจัยอื่นๆ เช่น ความจุของช่องทาง อัตราค่าบริการของโหนดเส้นทาง สถานะของโหนดเส้นทางออนไลน์หรือไม่ ฯลฯ**

ในปัจจุบัน ซอฟต์แวร์ฝั่งผู้ใช้สำหรับการทำ BTCLighting Network ที่เป็นที่นิยม เช่น LND ที่พัฒนาโดย Lightning Labs และ CLN (Core Lightning) ที่พัฒนาโดย Blockstream ทั้งใช้อัลกอริทึ่มประเภทหนึ่งของ Dijkstra บนเส้นทาง อัลกอริทึ่ม สำหรับการหาเส้นทางที่เหมาะสม นอกจากนี้ ยังมีการเปิดตัวเครือข่ายข่ายใย (Fiber Network) ของ Lighting Network ที่ถูกเปิดตัวโดย Nervos CKB ที่จะใช้อัลกอริทึ่มประเภทหนึ่งของ Dijkstra เพื่อค้นหาเส้นทางที่เหมาะสมที่สุด

การรักษาความปลอดภัยของเส้นทาง: จาก HTLC ไปยัง PTLC

ในตัวอย่างที่ Alice ต้องชำระเงินให้กับ David ด้านบน เราจะทำอย่างไรในการรักษาโหนดเส้นทางให้ไม่โกงและไม่ยึดเงินอย่างไม่สุจริต? ระบบ TradFi มักจะพึ่งพาการค้ำประกันเครดิตจากสถาบันการเงินที่มีชื่อเสียงและใหญ่โต แต่ Lighting Network เป็นเครือข่าย P2P และไม่มีบุคคลที่สามอิสระนอกเหนือจากผู้ซื้อขายที่จะให้การค้ำประกันเครดิต เราต้องมีกลไกที่แตกต่างกันเพื่อรักษาความปลอดภัยในการทำธุรกรรม นี่คือบทบาทของ สัญญา Hashed TimeLock Contract (HTLC)

HTLC ประกอบด้วยสองส่วน: การตรวจสอบแฮชและการตรวจสอบวันหมดอายุ ให้เราใช้ตัวอย่างว่า Alice ต้องการจ่าย 2000 Satoshi ให้กับ David โดยเลือกใช้ Bob และ Carol เป็นโหนดเชื่อมต่อในเครือข่ายในการเข้าใจการทำงานของ HTLC

1. ขั้นแรกเดวิดสร้างค่าลับ R คําใด ๆ ตัวเลขใด ๆ สามารถทําหน้าที่เป็นค่าลับจากนั้นคํานวณแฮช H และส่งให้อลิซ แฮช H นี้ถูกวางไว้ในสคริปต์ล็อคของเอาต์พุตธุรกรรมและสามารถใช้ได้โดยทุกคนที่รู้ค่าลับ R ที่สอดคล้องกับ H ซึ่งเรียกว่า "preimage" ใน Lighting Network หากไม่เปิดเผยค่าลับ R ในเวลาที่เหมาะสมการชําระเงินจะไม่ถูกใช้และผู้ส่งจะกู้คืนเงินทั้งหมด
2. จากนั้น Alice ใช้ค่าแฮชที่ได้รับมาสร้าง HTLC โดยตั้งเวลาล็อคไว้ในอนาคต 5 บล็อก และจำนวนเงินที่เปิดออกมีจำนวน 2020 Satoshi โดยที่ 20 Satoshi จะถูกใช้เป็นค่าธรรมเนียมให้กับโหนดเส้นทาง Bob อย่างง่ายๆ ก็คือ Alice จะจ่ายเงิน 2020 Satoshi ให้กับ Bob ถ้าเขาสามารถให้ค่าลับ R ภายใน 5 บล็อก มิฉะนั้นเงินเหล่านี้จะถูกส่งกลับไปยัง Alice
3. Bob ในช่องทางของตัวเองและ Carol ใช้ค่าแฮชเดียวกันกับที่ Alice ให้เพื่อสร้าง HTLC โดยตั้งเวลาล็อกไว้ในอนาคต 4 บล็อก และจำนวนเงินที่ออกคือ 2010 Satoshi โดยที่ 10 Satoshi จะเป็นค่าธรรมเนียมสำหรับโหนด Carol คือ หมายความว่า Bob จะจ่ายเงิน 2010 Satoshi ให้กับ Carol ตราบที่เขาสามารถให้ค่าลับ R ภายใน 4 บล็อก มิฉะนั้นเงินนี้จะถูกส่งกลับให้ Bob
4. Carol ในทางเทคนิคแล้วสร้าง HTLC ในช่องทางของตนเองและของ David โดยใช้ค่าแฮชเดียวกัน H ตั้งเวลาล็อคไว้ 3 บล็อกในอนาคตและมูลค่าเป็น 2000 Satoshi หรือประมาณ 0.00002 BTC ในภาษาที่เข้าใจง่าย ๆ คือ Carol จะจ่ายเงินให้ David 2000 Satoshi ก็ต่อเมื่อเขาสามารถให้ค่าลับ R ภายใน 3 บล็อก หากไม่สามารถทำได้เงินทั้งหมดนี้จะถูกส่งกลับไปยัง Carol
5. David ใช้ค่าลับ R เพื่อปลดล็อค HTLC ที่ Carol ตั้งค่าไว้และเอาไป 2000 Satoshi
6. เมื่อ David ได้รับเงินแล้ว Carol ก็จะทราบค่าความลับนี้ R และเขาใช้ R เพื่อปลดล็อค HTLC ที่ Bob ตั้งและได้รับ 2010 Satoshi หลังจาก Carol ได้รับเงินทุน Bob ได้รับค่าลับ R และใช้ R ปลดล็อก HTLC ที่ตั้งค่าโดย Alice และได้รับ 2020 Satoshi

ผ่านกลไกนี้ Alice สามารถชำระเงินให้กับ David ได้สำเร็จ 2000 ซาโตชิโฮเซียโตโครงสร้าง โดยไม่ต้องสร้างช่องทางการชำระเงินโดยตรง ** ในกระบวนการทั้งหมดนี้ ไม่จำเป็นต้องเชื่อมั่นในกันและกัน ** โหนดเส้นทางยังได้รับค่าธรรมเนียมที่เหมาะสม แม้การชำระเงินจะถูกตัดออกในขั้นตอนใดขั้นตอนหนึ่ง อย่างไรก็ตามเนื่องจากการล็อคเวลามีอยู่ ไม่ว่าจะเกิดอะไรขึ้น ไม่มีฝ่ายใดที่จะเสียหาย กำไรจะคืนเงินโดยอัตโนมัติหลังจากผ่านเวลาล็อค

อย่างไรก็ตาม HTLC ยังมีปัญหาความเป็นส่วนตัวที่เป็นไปได้: เส้นทางทั้งหมดใช้ค่าลับเดียวกัน (pre-image) หากมีองค์กรใดควบคุมโหนดหลายๆ โหนดบนเส้นทางการชำระเงิน อาจสามารถคาดเดาข้อมูลการทำธุรกรรมทั้งหมดได้โดยการเปรียบเทียบข้อมูลนำเข้าและข้อมูลส่งออกของโหนดที่แตกต่างกัน และอาจเดาได้ถึงข้อมูลการทำธุรกรรมทั้งหมด โดยทั้งระบุฝั่งที่จ่ายเงินและฝั่งที่รับเงิน นี่อาจทำให้การป้องกันความเป็นส่วนตัวที่ Lighting Network มีผ่านการเส้นทางหลอดหอม ลดลง

เพื่อแก้ไขปัญหานี้ ชุมชน BTC ได้ предложил PTLC (Point Time Lock Contract) ใน PTLC ทุกๆ การกระโดดในเส้นทาง ใช้ค่าลับที่แตกต่างกัน ด้วยเหตุนี้ ความเป็นส่วนตัวที่บูรณะผ่านการเส้นทางหอกได้รับการปกป้อง CKB ของ Nervos มีแผนการทำงาน Fiber Network ของ Lighting Network ในอนาคตที่จะนำ PTLC เข้ามาเพิ่มความสามารถในการปกป้องความเป็นส่วนตัวของ Lighting Network ได้อีก

สรุป

ด้วยความคืบหน้าของเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่อง ระบบ Lighting Network ยังคงทำการปรับปรุงและพัฒนาต่อเนื่อง ตั้งแต่ LN-Penalty ไปจนถึง eltoo และ Daric จาก HTLC ไปจนถึง PTLC เราเห็นพื้นที่ที่ระบบ Lighting Network ได้เพิ่มความปลอดภัย ความเป็นส่วนตัว และอื่น ๆ อีกมากมาย ในอนาคต ด้วยการใช้เทคโนโลยีนวัตกรรมเพิ่มเติมและการสมบูรณ์ของระบบนิเวศ ระบบ Lighting Network คาดว่าจะเป็นพื้นฐานที่สำคัญในการสนับสนุนการแพร่กระจายของสกุลเงินดิจิทัล และเป็นแรงผลักดันที่จะทำให้เกิดเศรษฐกิจแบบ P2P ที่แท้จริง

อ้างอิง