Kan Bitcoins Lightning Network overvinne prisen på anarki?

Dette er en meningsredaksjon av Shinobi, en selvlært pedagog i Bitcoin-området og teknologiorientert Bitcoin-podcastvert.

Lightning Network som betalingsrutingsnettverk har mange likhetstrekk med internett selv. Du må være koblet til nettverket, betalinger rutes fra en kildenode på nettverket til en destinasjonsnode akkurat som datapakker på internett og det krever en ubrutt forbindelse fra kilden til destinasjonen. Det har også en enorm forskjell - kravet til likviditet. På internett, så lenge båndbredden er tilgjengelig (dvs. rørene ikke er "tilstoppede"), kan du sende uendelig mye informasjon langs en rute så lenge du har nok tid til å vente på at den kommer gjennom. Lynkanaler kan imidlertid bli uttømt, siden de faktisk krever å flytte penger fra den ene siden av en kanal til en annen for å rute en betaling, og til slutt vil de gå tom for penger på den ene siden og skyve alt til den andre.

Dette skaper en nødvendig balansegang mellom bruken av nettverket i nåtiden for å videresende betalinger for individuelle brukere og helsen til nettverket i fremtiden når det gjelder dets evne til å videresende betalinger for andre brukere. Hver gang noen ruter en betaling gjennom en bestemt kanal, vil de øke sannsynligheten for at kanalen de brukte ikke vil kunne behandle betalinger i samme retning for andre brukere i fremtiden.

I hovedsak kan brukere som prøver å ta i bruk strategier i massevis for å tjene seg selv når det gjelder å garantere levering av betalingen ha negative effekter på den totale likviditetsfordelingen av nettverket og faktisk redusere sannsynligheten for at individuelle brukeres betalinger kommer frem til destinasjonen. I hovedsak, uansett hvilken strategi som er dominerende brukt av sluttbrukere for å velge ruter for betalingene deres, vil ha systemiske effekter på hele nettverket. I negativ forstand, dvs. hvordan individuell atferd har nedverdigende effekter på systemet som helhet, er denne dynamikken kjent som "prisen på anarki».

Rene Pickhardt har engasjert seg i en forskningslinje for å utvikle heuristikk som er nyttig for å forbedre påliteligheten til betalingslevering på tvers av Lightning Network. En strategi for å nå målet som har kommet ut av denne forskningen er referert til som "Pickhardt-betalinger." For tiden er den mest brukte strategien på tvers av nettverket å prioritere rutevalg basert på den laveste avgiften. Dette fungerer ganske bra for små betalinger, men ikke så mye for større beløp. Intuitivt burde årsaken være åpenbar: slike lavprisruter er mye brukt som har en tendens til å presse likviditeten i én retning, og etterlater mindre tilgjengelig. Effekten dette har for andre små betalinger som tar samme rute er liten til de nærmer seg uttømming, men for større beløp blir sjansene for suksess lavere.

Pickhardt-betalinger fungerer ved å prioritere pålitelighet fremfor billighet, og gjøre utdannede gjetninger om sannsynligheten for at en betaling lykkes over ulike potensielle veier den kan ta. Akkurat som den dominerende prioriteringsstrategien med lave gebyrer, vil en node over tid, når den prøver å foreta betalinger og ser noen mislykkes, oppdatere sine antakelser om sannsynligheten for betalingssuksess og over tid forbedre nøyaktigheten. Dette bør bidra til å forhindre at noder i svermer alltid tømmer de samme kanalene, fordi deres syn på nettverket når det gjelder pålitelighet vil utvikle seg unikt over tid.

En viktig del av veivalg er å vurdere hvilken retning likviditeten flyter i en kanal. Er det balansert begge veier? Er det hovedsakelig én retning? I sin siste forskning ser han på dynamikken i prisen på anarki, bemerket Pickhardt hans erkjennelse at det, basert på offentlige sladderdata, kan være mulig å estimere dreneringshastigheten i kanaler, hvor balansert eller ubalansert strømmen gjennom den er og ytterligere forbedre påliteligheten til estimater om betalingssuksess eller fiasko langs visse ruter. . Ved å estimere dette riktig kan du se på en kanal og gjette hvilken retning som har stor sannsynlighet for å gjennomføre en betaling og hvilken retning som har lav sannsynlighet.

Et annet aspekt ved Pickhardt-betalinger er å optimalisere for både pålitelighet og lave avgifter. Ved å modellere ting for å studere prisen på anarki-dynamikken til Lightning Network, ble det oppdaget at optimalisering for både pålitelighet og avgifter fører til en av de verste eksternalitetskostnadene for nettverket eller den høyeste prisen på anarki. Dette ser ut til å skape den største frekvensen av kanaluttømminger på tvers av nettverket av alle banevalgstrategier.

Nå eksisterer ikke disse effektene i et vakuum eller uten motbalanser. Rutingnoder på nettverket er også aktører som har verktøy til rådighet og kan ta i bruk strategier for å optimalisere flytkontrollen og motvekt dette. Rutingnoder kan endre gebyrer for å motvirke å skyve likviditet til den ene siden av en kanal, dvs. hvis de fleste betalinger flyter én retning, kan de kreve høyere gebyrer for det og lavere gebyrer for å gå den andre veien. Noder kan åpne eller lukke kanaler, og skape nye forbindelser for å møte høyere etterspørsel. Noder kan også rebalansere kanaler, skyve likviditet fra en kanal ut i nettverket og tilbake til en annen kanal for å endre likviditetsfordelingen i den kanalen. Noder som sender betalinger kan også velge og bruke forskjellige veivalgstrategier når de observerer at den nåværende fører til hyppige betalingsfeil.

Jeg er sikker på at folk som leser akkurat nå tenker noe i retning av: "Hvem bryr seg, markedet vil ordne opp, Lightning er et markedsdrevet system." Lightning er et nesten utelukkende markedsdrevet system, men det er ikke så enkelt når man analyserer dynamikk som prisen på anarki. Brukere av nettverket kommer ikke til å analysere rutingalgoritmer manuelt, velge og velge hva de skal bruke med hver betaling; De kommer til å bruke verktøy og programvare som automatiserer alt dette og skjuler det i bakgrunnen. Dette gjør denne typen forskning viktig for den generelle helsen til nettverket. Det må finnes en måte å gjøre det mulig for sluttbrukere å engasjere seg i nettverket på en egoistisk måte, prioritere sine egne interesser, uten å forringe ytelsen til nettverket som helhet.

Modellering av hvordan disse to dynamikkene samhandler, strategiene for sending av noder og avbøtende strategier for ruting av noder er utrolig viktig for å utvikle strategier for begge brukerklassene for å balansere og optimalisere den generelle helsen til nettverket og påliteligheten til betalinger for individuelle brukere. Ruting av data mellom forskjellige enheter er et lenge løst problem innen informatikk, som Lightning Network bygger tungt på, men dynamikken til likviditetsbegrensninger legger til en ny fasett til hele forskningsfeltet rundt pålitelig ruting av informasjon.

The Lightning Network har vært en stor suksess så langt i å forbedre hastigheten og skalerbarheten til betalinger ved bruk av Bitcoin, men for å fortsette suksessen i større skalaer og en større belastning fra flere brukere, må samspillet mellom disse to forskjellige dynamikkene bli grundig forstått og gjort rede for. For at brukere av nettverket skal ta i bruk vellykkede strategier, må disse strategiene først utvikles, forstås og verifiseres.

Dette er et gjesteinnlegg av Shinobi. Uttrykte meninger er helt deres egne og reflekterer ikke nødvendigvis meningene til BTC Inc eller Bitcoin Magazine.