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

Lynnettverket blir sett på som hovedløsningen i Bitcoin-økosystemet for å gjøre små BTC-transaksjoner gjennomførbare, siden den gjør det mulig å sende de minste betalingene for nesten ingen gebyrer.

Faktisk har Lightning kommet langt siden det først ble designet i 2015 og ble publisert i 2018. Det er nå over 88,000 4,000 offentlige kanaler som har over XNUMX XNUMX BTC, ifølge data fra Txstats.com.

Bitcoin-overleggsnettverket har hatt betydelig vekst det siste året etter at det ble satt i sentrum i globale medier med bruken av bitcoin som lovlig betalingsmiddel av El Salvador. Flyttingen ga mye legitimitet til Lightning da det ble klart for verden at bitcoin faktisk kunne brukes til kjøpe daglige varer.

Mens det fortsatt er mye arbeid som skal gjøres for at en global adopsjon av Lightning Network skal bli realistisk mulig, har protokollen befestet sin posisjon som den viktigste skaleringsløsningen for Bitcoin-betalinger.

På grunn av Lightning Networks utforming av sammenkoblede kanaler er det imidlertid ikke garantert at betalinger som sendes over nettverket vil lykkes, og det må derfor tas beslutninger om på hvilken måte lommeboken skal prioritere betalingsflyt. Et eksempel på dette er prioritering etter ruteavgifter, som er den mest populære prioriteringen; den søker velg en vei i nettverket som medfører minimale gebyrutgifter for avsenderen.

A banen i Lightning Network refererer til ruten en Lightning-betaling tar fra avsender til mottaker på tvers av forskjellige kanaler. Ruting gjør at betalingen kan gjøres mellom en gitt avsender og mottaker uten at de to partene må åpne en kanal seg imellom. Noder mellom dem ruter betalingen gjennom kanalene deres i bytte mot et rutingsgebyr.

Selv om det å velge den billigste ruten ofte kan fungere fint for små betalinger, ettersom betalingsbeløpet øker jo mindre sannsynlig det er at betalingen lykkes. Med andre ord, sannsynligheten for at ruten med lavere kostnader – og Lightning Network for øvrig – kan levere en gitt betaling avtar etter hvert som størrelsen på den betalingen vokser.

Mye av dette problemet dreier seg om likviditetsspørsmålet, som er nødvendig for bevegelse av midler fra både avsender- og mottakerstandpunkt - og hver kanal i mellom.

Naturligvis, jo større betalingen er, desto større er behovet for likviditet i Lightning-kanaler for at betalingen skal kunne krysse nettverket frem til destinasjonen. For små betalinger betyr ikke dette så mye: sannsynligheten for at en kanals bitcoin-kapasitet er nok til at en liten betaling går gjennom er høy, men det synker etter hvert som mengden BTC som sendes øker. Derfor trenger avsendere av små Bitcoin-betalinger sendt gjennom Lightning vanligvis ikke bekymre seg mye om likviditetsspørsmålet som når de sender større betalinger.

Likevel er selv små betalinger utsatt for leveringssvikt på Lightning. Sånn sett virker det å øke påliteligheten for både små og store betalinger som en god idé.

Med tanke på dette problemet begynte Lightning Network-forsker og pedagog Rene Pickhardt å undersøke måter å optimalisere for sannsynligheten for at en betaling lykkes. Nå bærer forskningen hans frukter.

Pickhardt-betalinger: Økende pålitelighet for lynbetalinger

Som forklart ovenfor, er kjernen av pålitelighetsproblemet i Lightning-betalinger sentrert rundt likviditet. Som et resultat prøver det meste av Pickhardts arbeid å svare på spørsmålet: Hvor er likviditeten?

Det er ikke et eneste svar på det spørsmålet. Verre, ofte er det ikke en måte å være sikker på om det heller, selv når man vurderer en enkelt kanal.

Mens det kan være trivielt å bestemme bitcoin-kapasiteten til en offentlig Lightning-kanal, er det ikke lett å finne ut hvordan den kapasiteten er delt mellom de to jevnaldrende – noe som utgjør en utfordring for å korrekt vurdere utgående og innkommende likviditet i den kanalen. Derfor svekkes evnen til en avsender til nøyaktig å bestemme nødvendig likviditet for en vellykket ruting av betalingen.

På grunn av denne usikkerheten fant Pickhardt at det beste svaret er basert på sannsynlighet.

Pickhardt Payments kvantifiserer usikkerheten rundt likviditet til en sannsynlighet, kartlegger alle mulige veier for en gitt betaling å ta og velger den med størst sannsynlighet for å lykkes. Med andre ord søker Pickhardt Payments å velge banen med det laveste usikkerhetsnivået.

Den sannsynlighetsmodellen Pickhardt bruker, estimerer mengden likviditet det er i en kanal. Den modellen kjøres på Lightning Networks offentlige betalingskanaler for å estimere hvor sannsynlig det er at det finnes en viss likviditet i en gitt kanal. Betalingen sendes deretter gjennom banen som er mer sannsynlig å inneholde den høyeste mengden likviditet – i forsøk på å optimalisere for pålitelighet. Hvis betalingen mislykkes, lærer modellen av feilen ved å oppdatere sin tro på nettverket.

Pickhardts tilnærming bruker tiår gammel informatikkforskning på den spirende Lightning-protokollen. Mer spesifikt trekker Lyn-forskeren fra sent informasjonsteoriens far Claude Shannons arbeid på kommunikasjonskanaler, entropi og usikkerhet for å kvantifisere kommunikasjonsusikkerhet med sannsynlighetsfordelinger.

Pickhardt-betalinger for store transaksjoner

På Lightning gjøres store betalinger mer gjennomførbare ved å deles opp i mindre betalinger. Disse blir deretter rutet over nettverket til destinasjonen, og hvis alle lykkes, er den opprinnelige betalingen vellykket.

Gitt at alle divisjoner må lykkes for at den opprinnelige betalingen skal lykkes, jo høyere antall betalinger en opprinnelig betaling er delt inn i, jo lavere er sannsynligheten for suksess. Dette er fordi sannsynligheten for at den opprinnelige betalingen lykkes, blir funnet ved å multiplisere sannsynligheten for at hver "barnebetaling" skal lykkes. Dette skaper et slags paradoks fordi, i teorien, jo mindre betalingen er, desto større er sjansen for suksess. Derfor dukker det opp en optimaliseringsutfordring med å finne den riktige splittelsen.

Pickhardt Payments søker å øke sannsynligheten for at den opprinnelige betalingen lykkes ved å tilstrebe denne optimaliseringen, som gjøres ved å redusere usikkerhetskostnadene. For å oppnå det, utnytter det operasjonsforskning (OR).

Mer spesifikt bruker Pickhardt Payments Minimumskostnadsflyter, et godt studert verktøy fra OR, for å modellere og gjennomføre den optimale flerdelte Lightning-betalingen – forbedre beslutningsprosessen for å dele og levere betalinger på Lightning. Kort fortalt er forutsetningen at det er en iboende kostnad knyttet til usikkerheten om likviditetsinformasjonen for hver kanal.

For ikke å forveksle med gebyrkostnader, kan usikkerhetskostnader betraktes som mulighetskostnad i å prøve en gitt vei. I teorien, jo høyere usikkerhetskostnad, desto høyere alternativkostnad da det er mindre sannsynlig at betalingen vil lykkes. Ved å kvantifisere denne usikkerheten kan Pickhardt Payments minimere alternativkostnaden og velge veien som maksimerer sjansen for suksess.

Til syvende og sist, disse optimaliseringene tillate Pickhardt Betalinger til sende store Lightning-betalinger som tidligere var umulig på nettverket.

Pickhardts design skiller seg fra gjeldende praksis på Lightning fordi, akkurat som med enkeltbetalinger, prioritering for de delte betalingene vanligvis gjøres basert på gebyrer. På den annen side prioriterer Pickhardt Payments å senke usikkerhetskostnadene ettersom det søker å øke sannsynligheten for betalingslevering, noe som betyr at gebyrer ofte kan bli relativt dyre sammenlignet med de som vanligvis betales på Lightning.

Pickhardt fortalte imidlertid Bitcoin Magazine at algoritmen hans også kunne tilby valget om å optimalisere for gebyrer, selv om han argumenterer å gjøre det er for tiden beregningsmessig tungt gitt eksistensen av Lightnings grunnavgift. I så fall vil utfordringen være å finne en optimal balanse mellom de to alternativene - som han kaller "funksjoner" - ettersom brukere driver med hva de til slutt ønsker å prioritere for.

Slik bruker du Pickhardt Payments i dag

Bruk av Pickhardt Payments i dag kan gjøres via LND administrereJ av Carsten Otto. Alternativt utvikler Pickhardt seg et bibliotek som i dag åpner for simuleringer og produksjonstester. Pickhardt fortalte Bitcoin Magazine at han til slutt vil sende biblioteket med bindinger for implementeringer, men det er foreløpig ikke så høy prioritet som teknisk korrekthet, sikkerhet og kjøretid. Selv om det ennå ikke er en enkel måte en vanlig bruker kan dra nytte av Pickhardt Payments, bør tilgjengeligheten øke ettersom utviklere fortsetter å jobbe med algoritmen og biblioteket for å skryte av robustheten og sikkerheten.

Takk til Rene Pickhardt for informasjon og tilbakemelding.

For mer informasjon om Pickhardt Payments, naviger til den relaterte forskning papir og postlisteinnlegg. Flere ressurser er også tilgjengelige på Pickhardt's nettsted.