Pickhardt-betalinger: Sådan sender du store Bitcoin-betalinger på Lightning

Lynnetværket ses som den vigtigste løsning i Bitcoin-økosystemet til at gøre små BTC-transaktioner mulige, da det gør det muligt at sende de mindste betalinger næsten uden gebyrer.

Faktisk er Lightning nået langt, siden det først blev designet i 2015 og gik live i 2018. Der er nu over 88,000 offentlige kanaler, der har over 4,000 BTC, ifølge data fra Txstats.com.

Bitcoin-overlejringsnetværket har haft betydelig vækst i det seneste år, efter at det blev sat i centrum i globale medier med vedtagelsen af ​​bitcoin som lovligt betalingsmiddel af El Salvador. Flytningen gav meget legitimitet til Lightning, da det blev klart for verden, at bitcoin faktisk kunne bruges til indkøb af dagligvarer.

Mens der stadig er meget arbejde der skal gøres for at en global vedtagelse af Lightning Network bliver realistisk mulig, har protokollen styrket sin position som den vigtigste skaleringsløsning for Bitcoin-betalinger.

Men på grund af Lightning Networks design af sammenkoblede kanaler, er betalinger, der sendes på tværs af netværket, ikke garanteret at lykkes, og der skal derfor træffes beslutninger om, på hvilken måde tegnebogen skal prioritere betalingsstrømmen. Et eksempel på dette er prioritering ved routinggebyrer, som er den mest populære prioritering; det søger vælge en vej i netværket, der medfører minimeret gebyrudgifter for afsenderen.

A sti i Lightning-netværket refererer til den rute, en Lightning-betaling tager fra afsender til modtager på tværs af forskellige kanaler. Routing gør det muligt at foretage betalingen mellem en given afsender og modtager uden at kræve, at de to parter åbner en kanal indbyrdes. Noder mellem dem dirigerer betalingen gennem deres kanaler til gengæld for et routinggebyr.

Selvom valg af den billigste rute ofte kan fungere fint til små betalinger, da betalingsbeløbet stiger, jo mindre sandsynligt det er for betalingen at lykkes. Med andre ord, sandsynligheden for, at den billigere rute - og Lightning-netværket som helhed - med succes kan levere en given betaling aftager, efterhånden som størrelsen af ​​den betaling vokser.

Meget af dette problem drejer sig om spørgsmålet om likviditet, som er nødvendigt for bevægelsen af ​​midler fra både afsender og modtagers synspunkt - og hver kanal derimellem.

Naturligvis, jo større betalingen er, desto større er behovet for likviditet i Lightning-kanaler, for at betalingen med succes kan krydse netværket indtil dens destination. For små betalinger betyder dette ikke så meget: Sandsynligheden for, at en kanals bitcoin-kapacitet er nok til, at en lille betaling kan gå igennem, er høj, men det falder i takt med, at mængden af ​​BTC, der sendes, stiger. Derfor behøver afsendere af små Bitcoin-betalinger sendt gennem Lightning normalt ikke bekymre sig meget om spørgsmålet om likviditet, som når de sender større betalinger.

Ikke desto mindre er selv små betalinger modtagelige for leveringssvigt på Lightning. I den forstand virker det som en god idé at øge pålideligheden for både små og store betalinger.

Med tanke på dette problem begyndte Lightning Network-forsker og underviser Rene Pickhardt at undersøge måder at optimere for sandsynligheden for, at en betaling lykkes. Nu bærer hans forskning frugt.

Pickhardt-betalinger: Stigende pålidelighed for lynbetalinger

Som forklaret ovenfor er kernen af ​​pålidelighedsproblemet i Lightning-betalinger centreret omkring likviditet. Som følge heraf forsøger det meste af Pickhardts arbejde at besvare spørgsmålet: Hvor er likviditeten?

Der er ikke et eneste svar på det spørgsmål. Værre, ofte er der heller ikke en måde at være sikker på, selv når man overvejer en enkelt kanal.

Mens det kan være trivielt at bestemme bitcoin-kapaciteten for en offentlig Lightning-kanal, er det ikke let at bestemme, hvordan denne kapacitet er fordelt mellem sine to peers - hvilket udgør en udfordring for korrekt at vurdere udgående og indgående likviditet i den kanal. Derfor er afsenderens evne til nøjagtigt at bestemme den nødvendige likviditet for en vellykket omdirigering af deres betaling svækket.

På grund af denne usikkerhed fandt Pickhardt ud af, at det bedste svar er baseret på sandsynlighed.

Pickhardt Payments kvantificerer usikkerheden omkring likviditet til en sandsynlighed, kortlægger alle de mulige veje for en given betaling at tage og vælger den med størst sandsynlighed for at lykkes. Med andre ord søger Pickhardt Payments at vælge stien med det laveste niveau af usikkerhed.

Den probabilistiske model, som Pickhardt bruger, estimerer mængden af ​​likviditet, der er i en kanal. Den model køres på Lightning Networks offentlige betalingskanaler for at vurdere, hvor sandsynligt det er, at der findes en vis mængde likviditet i en given kanal. Betalingen sendes derefter gennem den vej, der er mere tilbøjelig til at indeholde den højeste mængde likviditet - for at optimere for pålidelighed. Hvis betalingen mislykkes, lærer modellen af ​​sin fejltagelse ved at opdatere sin tro på netværket.

Pickhardts tilgang anvender årtier gammel computervidenskabelig forskning på den spirende Lightning-protokol. Mere specifikt trækker Lyn-forskeren fra sent informationsteoriens fader Claude Shannons arbejde på kommunikationskanaler, entropi og usikkerhed for at kvantificere kommunikationsusikkerhed med sandsynlighedsfordelinger.

Pickhardt-betalinger for store transaktioner

På Lightning gøres store betalinger mere gennemførlige ved at blive opdelt i mindre betalinger. Disse bliver derefter dirigeret over netværket til destinationen, og hvis de alle lykkes, er den oprindelige betaling vellykket.

I betragtning af at alle divisioner skal lykkes for at den oprindelige betaling skal lykkes, jo højere antallet af betalinger en oprindelig betaling er opdelt i, jo lavere er sandsynligheden for succes. Dette skyldes, at sandsynligheden for, at den oprindelige betaling lykkes, findes ved at gange sandsynligheden for, at hver "barnebetaling" lykkes. Dette skaber en slags paradoks, fordi, i teorien, jo mindre betalingen er, desto større er chancen for succes. Derfor opstår der en optimeringsudfordring med at finde den korrekte opdeling.

Pickhardt Payments søger at øge sandsynligheden for, at den oprindelige betaling lykkes ved at stræbe efter denne optimering, som sker ved at reducere usikkerhedsomkostningerne. For at opnå det, udnytter det operationsforskning (OR).

Mere specifikt bruger Pickhardt Payments Minimum-omkostningsstrømme, et velundersøgt værktøj fra OR-området, til at modellere og udføre den optimale multi-part Lightning-betaling - forbedre beslutningsprocessen med at opdele og levere betalinger på Lightning. Kort sagt er præmissen, at der er en iboende omkostning forbundet med usikkerheden om likviditetsoplysningerne for hver kanal.

For ikke at forveksle med gebyromkostninger kan usikkerhedsomkostninger opfattes som offeromkostninger i at prøve en given vej. I teorien gælder det, at jo højere usikkerhedsomkostningerne er, desto højere er alternativomkostningerne, da det er mindre sandsynligt, at betalingen vil lykkes. Kvantificering af denne usikkerhed giver Pickhardt Payments mulighed for at minimere alternativomkostningerne og vælge den vej, der maksimerer chancen for succes.

I sidste ende er disse optimeringer tillade Pickhardt Betalinger til sende store Lightning-betalinger som tidligere var umulige på netværket.

Pickhardts design adskiller sig fra nuværende praksis på Lightning, fordi prioritering af de opdelte betalinger, ligesom ved enkeltbetalinger, normalt sker ud fra gebyrer. På den anden side prioriterer Pickhardt Payments at sænke usikkerhedsomkostningerne, da det søger at øge sandsynligheden for betalingslevering, hvilket betyder, at gebyrer ofte kan blive relativt dyre sammenlignet med dem, der almindeligvis betales på Lightning.

Men Pickhardt fortalte Bitcoin Magazine, at hans algoritme også kunne tilbyde valget om at optimere for gebyrer, selvom han hævder at gøre det er på nuværende tidspunkt beregningsmæssigt tungt i betragtning af eksistensen af ​​Lightnings basisgebyr. I så fald ville udfordringen være at finde en optimal balance mellem de to muligheder - som han kalder "funktioner" - da brugerne boltrer sig i, hvad de i sidste ende ønsker at prioritere efter.

Sådan bruger du Pickhardt-betalinger i dag

Brug af Pickhardt Payments i dag kan ske via LND administrereJ af Carsten Otto. Alternativt udvikler Pickhardt sig et bibliotek som i øjeblikket giver mulighed for simuleringer og produktionstest. Pickhardt fortalte Bitcoin Magazine, at han i sidste ende vil sende biblioteket med bindinger til implementeringer, men det er i øjeblikket ikke lige så høj prioritet som teknisk korrekthed, sikkerhed og runtime. Selvom der endnu ikke er en enkel måde, hvorpå en almindelig bruger kan drage fordel af Pickhardt Payments, bør tilgængeligheden stige, efterhånden som udviklere bliver ved med at arbejde på algoritmen og biblioteket for at prale af dens robusthed og sikkerhed.

Tak til Rene Pickhardt for information og feedback.

For flere detaljer om Pickhardt Payments, naviger til den relaterede forskningsartikel , postliste post. Flere ressourcer er også tilgængelige på Pickhardt's hjemmeside.