Pickhardt-betalingen: hoe u grote Bitcoin-betalingen op Lightning kunt verzenden?

The Lightning Network wordt gezien als de belangrijkste oplossing in het Bitcoin-ecosysteem om kleine BTC-transacties mogelijk te maken, omdat hiermee de kleinste betalingen kunnen worden verzonden tegen bijna geen kosten.

Lightning heeft inderdaad een lange weg afgelegd sinds het voor het eerst werd ontworpen in 2015 en live ging in 2018. Er zijn nu meer dan 88,000 openbare kanalen met meer dan 4,000 BTC, volgens gegevens van Txstats.com.

Het Bitcoin-overlay-netwerk kende het afgelopen jaar een aanzienlijke groei nadat het in de wereldwijde media op de voorgrond werd geplaatst met de goedkeuring van bitcoin als wettig betaalmiddel door El Salvador. De verhuizing verleende Lightning veel legitimiteit toen het de wereld duidelijk werd dat bitcoin inderdaad kon worden gebruikt om dagelijkse goederen kopen.

Terwijl er nog steeds is veel werk te doen om een ​​wereldwijde acceptatie van het Lightning Network realistisch mogelijk te maken, heeft het protocol zijn positie als de belangrijkste schaaloplossing voor Bitcoin-betalingen verstevigd.

Vanwege het ontwerp van onderling verbonden kanalen van het Lightning Network is het echter niet gegarandeerd dat betalingen die via het netwerk worden verzonden, slagen en daarom moeten er beslissingen worden genomen over de manier waarop de portemonnee prioriteit moet geven aan de betalingsstroom. Een voorbeeld hiervan is het prioriteren door middel van routeringskosten, wat de meest populaire prioriteitsstelling is; het wil kies een pad in het netwerk dat minimale kosten voor de afzender met zich meebrengt.

A pad in het Lightning Network verwijst naar de route die een Lightning-betaling aflegt van afzender naar ontvanger via verschillende kanalen. Met routering kan de betaling worden gedaan tussen een bepaalde zender en ontvanger zonder dat de twee partijen onderling een kanaal hoeven te openen. Nodes tussen hen routeren de betaling via hun kanalen in ruil voor een routeringsvergoeding.

Ook al kan het kiezen van de goedkoopste route vaak prima werken voor kleine betalingen, naarmate het betalingsbedrag toeneemt, wordt de kans kleiner dat de betaling slaagt. Met andere woorden, de kans dat de goedkopere route - en het Lightning Network in het algemeen - een bepaalde betaling met succes kan opleveren neemt af naarmate de omvang van die betaling groeit.

Een groot deel van dit probleem draait om de kwestie van liquiditeit, die nodig is voor het verplaatsen van geld, zowel vanuit het standpunt van de zender als de ontvanger - en elk kanaal daartussenin.

Natuurlijk, hoe groter de betaling, hoe groter de behoefte aan liquiditeit in Lightning-kanalen om de betaling met succes het netwerk te doorkruisen tot aan zijn bestemming. Voor kleine betalingen maakt dit niet zoveel uit: de kans dat de bitcoin-capaciteit van een kanaal voldoende is om een ​​kleine betaling door te laten is groot, maar dat neemt af naarmate de hoeveelheid BTC die wordt verzonden toeneemt. Daarom hoeven verzenders van kleine Bitcoin-betalingen die via Lightning worden verzonden zich meestal niet veel zorgen te maken over de liquiditeitskwestie, zoals bij het verzenden van grotere betalingen.

Desalniettemin zijn zelfs kleine betalingen vatbaar voor het mislukken van de levering op Lightning. In die zin lijkt het een goed idee om de betrouwbaarheid voor zowel kleine als grote betalingen te vergroten.

Met dit probleem in gedachten, begon onderzoeker en docent van Lightning Network, Rene Pickhardt, manieren te onderzoeken om de kans op een succesvolle betaling te optimaliseren. Nu werpt zijn onderzoek vruchten af.

Pickhardt Payments: de betrouwbaarheid van Lightning-betalingen vergroten

Zoals hierboven uitgelegd, draait de kern van het betrouwbaarheidsprobleem bij Lightning-betalingen om liquiditeit. Als gevolg hiervan probeert het meeste van Pickhardts werk de vraag te beantwoorden: waar is de liquiditeit?

Er is niet één antwoord op die vraag. Erger nog, vaak is er ook geen manier om er zeker van te zijn, zelfs niet als je een enkel kanaal overweegt.

Hoewel het triviaal kan zijn om de bitcoin-capaciteit van een openbaar Lightning-kanaal te bepalen, is het niet eenvoudig om te bepalen hoe die capaciteit is verdeeld over zijn twee peers - wat een uitdaging vormt om de uitgaande en inkomende liquiditeit in dat kanaal correct te beoordelen. Daarom wordt het vermogen van een afzender om de benodigde liquiditeit voor een succesvolle routering van zijn betaling nauwkeurig te bepalen, aangetast.

Vanwege deze onzekerheid ontdekte Pickhardt dat het beste antwoord gebaseerd is op waarschijnlijkheid.

Pickhardt Payments kwantificeert de onzekerheid rond liquiditeit tot een waarschijnlijkheid, brengt alle mogelijke paden voor een bepaalde betaling in kaart en selecteert degene met de grootste kans van slagen. Met andere woorden, Pickhardt Payments zoekt het pad met de minste onzekerheid.

Het probabilistische model dat Pickhardt gebruikt schat de hoeveelheid liquiditeit in een kanaal. Dat model wordt uitgevoerd op de openbare betalingskanalen van het Lightning Network om in te schatten hoe waarschijnlijk het is dat een bepaalde hoeveelheid liquiditeit in een bepaald kanaal aanwezig is. De betaling wordt vervolgens verzonden via het pad dat waarschijnlijk de hoogste hoeveelheid liquiditeit bevat, waarbij wordt geprobeerd de betrouwbaarheid te optimaliseren. Als de betaling mislukt, leert het model van zijn fout door zijn overtuiging over het netwerk bij te werken.

De aanpak van Pickhardt past tientallen jaren oud computerwetenschappelijk onderzoek toe op het ontluikende Lightning-protocol. Meer specifiek put de Lightning-onderzoeker uit de late vader van de informatietheorie Claude Shannon's werk op communicatiekanalen, entropie en onzekerheid om communicatieonzekerheid te kwantificeren met probabilistische distributies.

Pickhardt-betalingen voor grote transacties

Op Lightning worden grote betalingen haalbaarder gemaakt door ze op te splitsen in kleinere betalingen. Deze worden vervolgens over het netwerk naar de bestemming gerouteerd en als ze allemaal succesvol zijn, is de oorspronkelijke betaling succesvol.

Aangezien alle divisies moeten slagen om de oorspronkelijke betaling te laten slagen, is de kans op succes kleiner naarmate het aantal betalingen waarin een oorspronkelijke betaling is verdeeld groter is. Dit komt omdat de kans dat de oorspronkelijke betaling slaagt, wordt gevonden door de kansen op slagen van elke "kind" -betaling te vermenigvuldigen. Dit creëert een soort paradox, want in theorie geldt: hoe kleiner de betaling, hoe groter de kans op succes. Daarom ontstaat er een optimalisatie-uitdaging bij het vinden van de juiste splitsing.

Pickhardt Payments probeert de kans op slagen van de oorspronkelijke betaling te vergroten door te streven naar deze optimalisatie, die wordt bereikt door het verminderen van de onzekerheidskosten. Om dat te bereiken, maakt het gebruik van operationeel onderzoek (OR).

Meer specifiek gebruikt Pickhardt Payments Minimale kostenstromen, een goed bestudeerd hulpmiddel op het gebied van OK, om de optimale meerdelige Lightning-betaling te modelleren en uit te voeren - waardoor het besluitvormingsproces van het splitsen en leveren van betalingen op Lightning wordt verbeterd. Kortom, de premisse is dat er een inherente kost is verbonden aan de onzekerheid over de liquiditeitsinformatie voor elk kanaal.

Niet te verwarren met honorariumkosten, onzekerheidskosten kunnen worden gezien als de alternatieve kosten bij het proberen van een bepaald pad. In theorie geldt dat hoe hoger de onzekerheidskosten, hoe hoger de alternatieve kosten, omdat het minder waarschijnlijk is dat de betaling zal slagen. Door die onzekerheid te kwantificeren, kan Pickhardt Payments de alternatieve kosten minimaliseren en het pad kiezen dat de kans op succes maximaliseert.

Uiteindelijk zijn deze optimalisaties toelaten Pickhardt Betalingen aan grote Lightning-betalingen verzenden die voorheen onmogelijk waren op het netwerk.

Het ontwerp van Pickhardt verschilt van de huidige praktijken op Lightning omdat, net als bij eenmalige betalingen, de prioriteitstelling voor de gesplitste betalingen meestal wordt gedaan op basis van vergoedingen. Aan de andere kant geeft Pickhardt Payments prioriteit aan het verlagen van de onzekerheidskosten, omdat het de kans op betalingslevering probeert te vergroten, wat betekent dat vergoedingen vaak relatief duur kunnen worden in vergelijking met de kosten die gewoonlijk op Lightning worden betaald.

Pickhardt vertelde Bitcoin Magazine echter dat zijn algoritme ook de keuze zou kunnen bieden om te optimaliseren voor vergoedingen, hoewel hij beweert dit is momenteel rekenkundig zwaar gezien het bestaan ​​van Lightning's basisvergoeding. In dat geval zou de uitdaging zijn om: een optimale balans vinden tussen de twee opties - die hij "functies" noemt - terwijl gebruikers zich bezighouden met waar ze uiteindelijk prioriteit aan willen geven.

Hoe u vandaag Pickhardt-betalingen kunt gebruiken

Het gebruik van Pickhardt Payments kan vandaag worden gedaan via LND beherenJ door Carsten Otto. Als alternatief ontwikkelt Pickhardt een bibliotheek waarmee momenteel simulaties en productietests mogelijk zijn. Pickhardt vertelde Bitcoin Magazine dat hij de bibliotheek uiteindelijk zal leveren met bindingen voor implementaties, maar dat heeft momenteel niet zo'n hoge prioriteit als technische correctheid, beveiliging en runtime. Ook al is er nog geen eenvoudige manier waarop een gewone gebruiker kan profiteren van Pickhardt Payments, de beschikbaarheid zou moeten toenemen naarmate ontwikkelaars blijven werken aan het algoritme en de bibliotheek om op te scheppen over de robuustheid en veiligheid ervan.

Met dank aan Rene Pickhardt voor informatie en feedback.

Ga voor meer informatie over Pickhardt Payments naar de gerelateerde: research paper en mailinglijst bericht. Meer bronnen zijn ook beschikbaar op Pickhardt's van de.