Eltoo: новый Lightning-протокол

Зачем нужны протоколы второго уровня

Несмотря на надежность и децентрализацию, базовый уровень блокчейна Биткоина имеет свои ограничения. В частности, платежи в сети должны быть проверены и сохранены каждой отдельной нодой. Следовательно, общая пропускная способность системы ограничена, поскольку необходимо обеспечить доступ даже для узлов с минимальными ресурсами.

Решение этой проблемы возможно благодаря использованию решений второго уровня. Согласование общего состояния сети происходит между ограниченным кругом участников без передачи всех данных на базовый уровень. Вследствие этого нагрузка и объем данных в сети снижаются, а скорость транзакций растет. Однако все решения второго уровня должны обеспечить, чтобы предыдущее состояние канала не передали в сеть после его изменения. Иными словами, должны быть гарантии, что мошенники не смогут отказаться от проведенной транзакции из-за того, что она произошла офчейн, а не ончейн.

Что такое Eltoo

Eltoo – это предложенный уровень принудительного выполнения для Lightning Network, позволяющий любому более позднему состоянию канала заменить любое более раннее состояние канала. Хотя Eltoo можно использовать с механизмом штрафов, подобным используемому в действующих каналах Lighting Network, он не нуждается в этом механизме для того, чтобы обеспечивать безопасность.

Если Eltoo используется без механизма штрафных санкций, нет никаких санкций от публикации старого положения, за исключением транзакционных расходов. Это делает менее опасной попытку восстановить Lightning-ноду из резервной копии после внезапного сбоя или другой проблемы. Это также значительно упрощает совместное открытие одного Lightning-канала тремя или более сторонами, позволяя использовать такие функции как фабрики каналов.

Другим следствием использования Lightning-каналов без штрафов является то, что ноды, которые используют Eltoo, должны сохранять только последнее состояние. Некоторые устройства, которым не хватает больших объемов постоянной памяти (например, аппаратные кошельки), могут быть не в состоянии хранить достаточно данных для эффективного использования Lightning Network на основе штрафов. Однако даже если они могут хранить несколько килобайтов, то смогут использовать Lightning Network на основе Eltoo.

Этот инновационный протокол был предложен группой разработчиков Blockstream: Кристианом Декером, Расти Расселом и Олауловой Осунтакуном. Первые разработки в этой сфере начались в 2019 году, а со второй половины 2021 года это предложение активно обсуждается Биткоин-сообществом.

Eltoo планирует реализовать эти обновления, добавив в протокол Биткоина новый флажок хеша подписи (sighash flag), который называется SIGHASH_NOINPUT. Он позволяет подписи Биткоина подтверждать транзакцию без указания txid входных данных. Если не указывать txid, пользователи получат большую гибкость при проведении транзакций. Причина в том, что более поздние транзакции могут быть подписаны до того, как «их предки» (предыдущие транзакции) будут опубликованы в блокчейне.

Потенциальные преимущества Eltoo

Новый протокол создает ряд потенциальных возможностей как для Lightning Network, так и для сети Биткоина в целом. С технической точки зрения, платежные каналы Eltoo проще внедрить, чем используемые сейчас Lightning-каналы. Последние сложны в применении и требуют дополнительных данных для реализации в нодах. Для конечного пользователя (особенно без технического бэкграунда) каналы Eltoo упростят настройку, внедрение и обслуживание таких узлов.

Как уже отмечалось, каналы Eltoo более гибки и не нуждаются в механизме штрафных санкций (хотя он и может быть применен). За пределами Lightning Network Eltoo сделает возможным заключение многосторонних внесетевых контрактов для любого количества участников (сейчас это возможно не более чем для семи участников). Такой подход создает дополнительные стимулы для ответственных участников сети, в то время как для неответственных (тех, кто пытается нарушить правила) нет никаких потенциальных преимуществ.

Без использования Eltoo каждая транзакция может быть подписана только после создания предыдущей. С Eltoo расчетная (settlement) транзакция может быть подписана одновременно с транзакцией финансирования (funding). Это исключает необходимость уплаты штрафа Lightning Network, а также упрощает защиту Lightning Network от двойных расходов.

Когда внедрят Eltoo

Пока неизвестно, когда протокол Eltoo будет окончательно одобрен, и соответствующее обновление состоится на втором уровне блокчейна Биткоина. С одной стороны, данные и экспертиза авторов свидетельствуют о том, что функционал протокола будет значительно расширен с учетом основных технологических требований. С другой стороны, другие разработчики и члены Биткоин-сообщества должны объективно оценить преимущества и риски такого подхода. Хотя обновления на втором уровне происходят, как правило, быстрее, чем на базовом, все же серьезные обсуждения и анализ предшествуют значительным изменениям.

Вероятно, что после достижения общего консенсуса между всеми участниками экосистемы протокол Eltoo может быть активирован. Главное, что разработки новых технологических решений вроде Eltoo демонстрируют постоянные инновации, происходящие на разных уровнях блокчейна Биткоина. Другим важным аспектом является достижение общего консенсуса о необходимости реализации соответствующих предложений в децентрализованной системе. Баланс интересов разных групп биткоинеров способствует тому, что потенциальные плюсы и угрозы объективно анализируются с разных сторон.