Le réseau Lightning de Bitcoin peut-il surmonter le prix de l'anarchie ?

Ceci est un éditorial d'opinion de Shinobi, un éducateur autodidacte dans l'espace Bitcoin et hôte de podcast Bitcoin orienté technologie.

Le Lightning Network, en tant que réseau de routage des paiements, présente de nombreuses similitudes avec Internet lui-même. Vous devez être connecté au réseau, les paiements sont acheminés d'un nœud source du réseau vers un nœud de destination, tout comme les paquets de données sur Internet, et cela nécessite une connexion ininterrompue de la source à la destination. Il y a également une énorme différence : le besoin de liquidité. Sur Internet, tant que la bande passante est disponible (c'est-à-dire que les tuyaux ne sont pas « obstrués »), vous pouvez transmettre une quantité infinie d'informations le long d'un itinéraire tant que vous avez suffisamment de temps pour attendre qu'elles passent. Les canaux Lightning, cependant, peuvent être épuisés, car ils nécessitent de déplacer de l'argent d'un côté à l'autre d'un canal afin d'acheminer un paiement, et ils finiront par manquer d'argent d'un côté et transférer tout l'argent vers l'autre.

Cela crée un équilibre nécessaire entre l'utilisation du réseau dans le présent pour transférer les paiements pour les utilisateurs individuels et la santé du réseau à l'avenir en ce qui concerne sa capacité à transférer les paiements pour d'autres utilisateurs. Chaque fois que quelqu'un achemine un paiement via un canal spécifique, il augmenter la probabilité que le canal utilisé ne soit pas en mesure de traiter les paiements dans le même sens pour les autres utilisateurs à l'avenir.

Essentiellement, les utilisateurs qui tentent d'adopter des stratégies en masse pour bénéficier eux-mêmes en termes de garantie de la livraison de leur paiement peuvent avoir des effets négatifs sur la distribution globale des liquidités du réseau et même réduire la probabilité que les paiements des utilisateurs individuels arrivent à destination. Essentiellement, quelle que soit la stratégie principalement utilisée par les utilisateurs finaux pour sélectionner les itinéraires de leurs paiements, elle aura des effets systémiques sur l’ensemble du réseau. Dans le sens négatif, c'est-à-dire dans la mesure où les comportements individuels ont des effets dégradants sur le système dans son ensemble, cette dynamique est connue sous le nom de «prix de l'anarchie. »

Rene Pickhardt s'est engagé dans une ligne de recherche pour développer des heuristiques utiles pour améliorer la fiabilité de la livraison des paiements sur le Lightning Network. Une stratégie pour atteindre l'objectif qui est ressorti de cette recherche est appelée "Paiements Pickhardt.” Actuellement, la stratégie la plus fréquemment utilisée sur le réseau consiste à prioriser la sélection des itinéraires en fonction des frais les plus bas. Cela fonctionne plutôt bien pour les petits paiements, mais pas tellement pour les gros montants. Intuitivement, la raison devrait être évidente : ces itinéraires à faible coût sont largement utilisés, ce qui tend à pousser la liquidité dans une direction, laissant moins de liquidités disponibles. L'effet que cela a pour d'autres petits paiements empruntant le même chemin est faible jusqu'à l'approche de l'épuisement, mais pour des montants plus importants, les chances de succès deviennent plus faibles.

Les paiements Pickhardt fonctionnent en donnant la priorité à la fiabilité par rapport au bon marché, en faisant des suppositions éclairées sur la probabilité qu'un paiement réussisse sur différentes voies potentielles qu'il pourrait emprunter. Tout comme la stratégie de priorisation dominante à faible coût, au fil du temps, lorsqu'un nœud tente d'effectuer des paiements et voit certains échouer, il mettra à jour ses hypothèses sur la probabilité de succès du paiement et affinera au fil du temps sa précision. Cela devrait aider à éviter que les nœuds des essaims n'épuisent toujours les mêmes canaux, car leur vision du réseau en termes de fiabilité évoluera de manière unique dans le temps.

Une partie importante de la sélection du chemin consiste à considérer dans quelle direction la liquidité circule dans un canal. Est-ce équilibré dans les deux sens ? Est-ce majoritairement unidirectionnel ? Dans ses recherches les plus récentes sur la dynamique du prix de l'anarchie, Pickhardt a noté qu'il s'était rendu compte que, sur la base des données de potins publics, il pourrait être possible d'estimer le taux de drain dans les canaux, à quel point le flux le traversant est équilibré ou déséquilibré et d'améliorer encore la fiabilité des estimations sur le succès ou l'échec du paiement le long de certaines routes . Estimer cela correctement vous permet de regarder un canal et de deviner quelle direction a une forte probabilité d'effectuer un paiement et quelle direction a une faible probabilité.

Un autre aspect des paiements Pickhardt est de optimiser pour tous les deux fiabilité et frais réduits. En modélisant les choses pour étudier le prix de la dynamique anarchique du Lightning Network, il a été découvert que l'optimisation à la fois de la fiabilité ainsi que les redevances entraînent l'un des pires coûts d'externalité pour le réseau ou le prix le plus élevé de l'anarchie. Cela semble créer le plus grand taux d'épuisement des canaux sur le réseau parmi toutes les stratégies de sélection de chemin.

Or, ces effets n’existent pas dans le vide ou sans contrepoids. Les nœuds de routage sur le réseau sont également des acteurs qui disposent d'outils et peuvent adopter des stratégies pour optimiser le contrôle des flux et contrebalancer celui-ci. Les nœuds de routage peuvent modifier les frais pour dissuader de pousser la liquidité d'un côté d'un canal, c'est-à-dire que si la plupart des paiements circulent dans un sens, ils peuvent facturer des frais plus élevés pour cela et des frais moins élevés pour aller dans l'autre sens. Les nœuds peuvent ouvrir ou fermer des canaux, créant ainsi de nouvelles connexions pour répondre à une demande plus élevée. Les nœuds peuvent également rééquilibrer les canaux, en poussant la liquidité d'un de leurs canaux vers le réseau et de nouveau dans un autre de leurs canaux pour modifier la distribution de liquidité dans ce canal. Les nœuds envoyant des paiements peuvent également sélectionner et utiliser différentes stratégies de sélection de chemin lorsqu'ils constatent que la stratégie actuelle entraîne de fréquents échecs de paiement.

Je suis sûr que les gens qui lisent en ce moment pensent quelque chose du genre : « Peu importe, le marché s'en chargera, Lightning est un système axé sur le marché. » Lightning est un système presque entièrement axé sur le marché, mais ce n’est pas si simple lorsqu’il s’agit d’analyser des dynamiques comme le prix de l’anarchie. Les utilisateurs du réseau ne vont pas analyser manuellement les algorithmes de routage, ni choisir quoi utiliser avec chaque paiement ; Ils vont utiliser des outils et des logiciels qui automatisent tout cela et le cachent en arrière-plan. Cela rend ce type de recherche important pour la santé globale du réseau. Il faut trouver un moyen de permettre aux utilisateurs finaux de s’engager égoïstement dans le réseau, en donnant la priorité à leurs propres intérêts, sans dégrader les performances du réseau dans son ensemble.

Modélisant comment ces deux dynamiques interagissent, les stratégies d'envoi des nœuds et les stratégies d'atténuation pour les nœuds de routage sont extrêmement importantes pour développer des stratégies pour les deux classes d'utilisateurs afin d'équilibrer et d'optimiser la santé globale du réseau et la fiabilité des paiements pour les utilisateurs individuels. Le routage des données entre différents appareils est un problème informatique résolu depuis longtemps, sur lequel le Lightning Network s'appuie fortement, mais la dynamique des contraintes de liquidité ajoute une nouvelle facette à l'ensemble du domaine de la recherche autour du routage fiable des informations.

Le Lightning Network a connu jusqu’à présent un énorme succès en améliorant la vitesse et l’évolutivité des paiements utilisant Bitcoin, mais pour poursuivre ce succès à plus grande échelle et avec une charge plus importante provenant d’un plus grand nombre d’utilisateurs, l’interaction de ces deux dynamiques différentes doit être soigneusement comprise et pris en compte. Pour que les utilisateurs du réseau adoptent des stratégies efficaces, ces stratégies doivent d’abord être développées, comprises et vérifiées.

Ceci est un article invité de Shinobi. Les opinions exprimées sont entièrement les leurs et ne reflètent pas nécessairement celles de BTC Inc ou de Bitcoin Magazine.