Lightning Network: una solución de escalabilidad para Bitcoin (Parte I)

El crecimiento de bitcoin ha traído consigo una serie de nuevos desafíos. Para que la criptomoneda pueda convertirse en un método de pago de gran alcance y difusión es necesario que se transforme y se adapte a las necesidades de sus usuarios, especialmente en cuanto a los tiempos de liquidación y a las comisiones.

Bitcoin tiene un gran potencial, pero aún está lejos de poder convertirse en un competidor a la altura de otros métodos de pago tradicionales… por el momento. El advenimiento del protocolo Lightning Network podría solucionar muchos de los problemas actuales de la red, especialmente relacionados a la lentitud del procesamiento de las operaciones y las altas comisiones que se cobran para realizar transacciones.

¿Qué es Lightning Network (LN)?

LN es un protocolo que funcionará como una capa alterna a la blockchain de Bitcoin y que permitirá la creación de canales de pago alternos que se ejecutarán directamente entre las partes interesadas, agilizando los tiempos de ejecución de las operaciones. El objetivo es liberar la congestión de la blockchain con esta capa, en donde los micropagos y su ejecución serán los grandes protagonistas. En este sentido, se pretende utilizar LN para la realización de movimientos de hasta 100 dólares, aprovechando de mejor manera todas sus potencialidades.

La idea original es de Joseph Poon y Thaddeus Dryja, quienes presentaron el Libro Blanco del proyecto en 2016. Desde entonces esta solución ha despertado interés de la comunidad, que sigue con gran expectación la irrupción de LN, cuya red actualmente se encuentra en fase de pruebas.

La implementación de LN ayudará a aumentar la velocidad de procesamiento de las transacciones que se registran en la blockchain, durante el tiempo que el canal de pago permanece abierto y, una vez cerrado, las transacciones realizadas serán cargadas a la cadena de bloques como tal. Se trata de un protocolo de transacciones de 0 confirmaciones, así que los mineros solo participan en las operaciones de apertura y cierre de los canales de pago. Las comisiones se manejan en un porcentaje de las transacciones realizadas.

¿Cómo trabaja Lightning Network?

El argumento central de LN es que mayoría de los pagos no necesitan registrarse en la blockchain de Bitcoin, y para ello funcionarían con la misma eficacia los canales privados entre usuarios.

Si solo dos participantes se preocupan por un transacción periódica diaria, no es necesario que todos los otros nodos de la red bitcoin sepan sobre esa transacción. En cambio, es preferible solo tener el mínimo de información sobre la blockchain.

Joseph Poon y Thaddeus Dryja
Libro Blanco

Así, la meta de LN es trasladar la mayor parte de los micropagos realizados a canales privados y registrarlos solo después de hechos en la blockchain.

En este sistema, dos partes abren un canal de micropagos y le asignan una cantidad determinada de fondos. Al abrir este canal, la información se transmite a la blockchain como si se tratara de cualquier otra operación, con sus comisiones y su registro en la red, y este canal de pago puede permanecer abierto por el tiempo que sea. Mientras un canal permanezca abierto, los pagos dentro de él son gratuitos.

Los canales de micropagos crean una relación entre dos partes para actualizar constantemente los saldos, difiriendo lo que se transmite a blockchain en una sola transacción que compensa el saldo total entre esas dos partes.

Joseph Poon y Thaddeus Dryja
Libro Blanco

Cuando el tiempo establecido expira, el canal cierra y transmite el estado final de las transacciones del par a la blockchain, registrando nuevamente la transacción en la red. En caso de que haya sospechas de estafa o fraude en las operaciones del canal, cualquiera de las partes puede transmitir la transacción impugnada a la blockchain, donde otros usuarios pueden verificar esta información, los mineros pueden actualizar el registro y el agresor pierde los fondos.

Pero cuando esos canales permanecen abiertos indefinidamente, LN revela una nueva potencialidad: los usuarios disponen de un alcance mayor, pudiendo ejecutar pagos y transacciones a través de este protocolo por toda la red, sin la demora del registro de las operaciones en la blockchain. La ejecución de estas transacciones se da en la extensión de las redes de canales creados.

Esto significa que un usuario solo necesita abrir y pagar las tarifas de transacción de un número reducido de canales privados para poder realizar operaciones en toda la red, algo posible gracias al código subyacente de Lightning Network, que puede encontrar una ruta entre las conexiones inmediatas de un usuario y tender enlaces a partes más distantes. Así, a través de las herramientas del protocolo, el usuario indicaría a la red que dirija su dinero a un destinatario que no forma parte de sus canales a través de sus conexiones existentes. Este tipo de operaciones supondría una pequeña tarifa proporcional al tamaño del pago, dándole un nuevo impulso a la realización de pequeñas transacciones con bitcoin.

Si el sistema resulta exitoso, el funcionamiento actual de Bitcoin podría cambiar de manera significativa. Así los mineros solo confirmarían las transacciones al momento cuando un usuario señalara la necesidad, al crear un nuevo canal. y la mayor parte de los pagos y operaciones se darían en privado. Además, los micropagos serían finalmente viables, posibilitando el pago de una pizza, un café, una cuenta de teléfono o propinas, por ejemplo.

Ahora bien, imaginemos una situación cotidiana para el uso de este protocolo: María es la jefa de Luis y desea enviarle una cantidad definida en bitcoin. Con este fin, deciden utilizar los canales de pago de LN.

Para abrir el canal de pago, establecen el saldo máximo que se movilizará a través de este canal. Una vez abierto, María puede enviar la cantidad de bitcoins que desee a Luis y viceversa, y el saldo final del canal se irá actualizando con cada operación.

El canal puede ser cerrado por los usuarios en cualquier momento y el saldo se liquidará a quien corresponda. Los canales pueden permanecer abiertos y ser aprovechados para crear mayores conexiones a través de la red. Así, suponiendo que María desee enviar otros bitcoins a Pedro (quien está conectado con Luis), no necesitaría abrir un canal de pago directo, podría aprovechar el que Luis ya tiene, y Luis puede cobrar una pequeña comisión por esta extensión de su canal.

¿Cómo mejorará Bitcoin con la aplicación de LN?

Bitcoin está llamado a transformar de manera importante las finanzas globales. Sin embargo, en su crecimiento ha enfrentado grandes dificultades, especialmente asociadas a la demora de la liquidación de las operaciones y las altas comisiones para su ejecución. La adopción masiva y la transformación de bitcoin en el método de pago de mayor utilización en el mundo aún son un horizonte posible, y LN puede ayudar a su concreción.

La implementación del protocolo puede ayudar a reducir de forma significativa el número de transacciones que se registran en la blockchain, aprovechando de mejor manera el espacio de los bloques y reduciendo la congestión de la red. Además, las comisiones, que actualmente se encuentran en el orden de los 18 dólares, se verían reducidas a apenas unos centavos con la habilitación de los canales de pago alternos, dos elementos muy importantes para que haya una adopción verdaderamente masiva de bitcoin.

Usando una red de estos canales de micropagos, Bitcoin puede escalar a miles de millones de transacciones por día con la potencia computacional disponible en una computadora de escritorio moderna de hoy. El envío de muchos pagos dentro de un canal de micropagos dado permite enviar grandes cantidades de fondos a otra parte de forma descentralizada.

Joseph Poon y Thaddeus Dryja
Libro Blanco

Las promesas sobre los pagos instantáneos y a muy bajo costo podrían cumplirse, dándole un impulso sumamente significativo a bitcoin y al resto de las criptomonedas. Actualmente LN se encuentra funcionando en cerca de 69 nodos que respaldan su red principal. En esta red se han generado aproximadamente 135 canales de pagos, que están movilizando cerca de 1,354 bitcoins, con comisiones en un porcentaje de acuerdo a lo movilizado en cada pago, generalmente en menos de 1 centavo.

If you told me just a month ago that I’d have 12 mainnet channels open in Jan I wouldn’t have believed it https://t.co/uQHUIH6xC3

— Alex Bosworth (@alexbosworth) 17 de enero de 2018

Además empresas como Y´alls (escritura de artículos), TorGuard (privacidad online) y Bitrefill (recargas móviles) ya han realizado micropagos de bitcoin con su mainnet, empleando montos por debajo de 1 dólar en cada operación.

El desarrollo del protocolo cuenta con Blockstream, Acinq y Lightning Labs como principales equipos de trabajo, y el crecimiento de la red principal, a pesar de que el protocolo se encuentra en fase de pruebas, permite vislumbrar que tendrá una importante acogida.