Kan Bitcoins Lightning-nätverk övervinna priset på anarki?

Detta är en åsiktsledare av Shinobi, en självlärd utbildare inom Bitcoin-utrymmet och teknikorienterad Bitcoin-podcast-värd.

Lightning Network som ett nätverk för betalningsdirigering har många likheter med själva internet. Du måste vara ansluten till nätverket, betalningar dirigeras från en källnod i nätverket till en destinationsnod precis som datapaket på internet och det kräver en obruten anslutning från källan till destinationen. Det har också en enorm skillnad - kravet på likviditet. På internet, så länge som bandbredd är tillgänglig (dvs. rören inte är "täppta"), kan du skicka en oändlig mängd information längs en rutt så länge du har tillräckligt med tid att vänta på att den ska komma igenom. Lightning-kanaler kan dock vara uttömda, eftersom de faktiskt kräver att pengar flyttas från en sida av en kanal till en annan för att dirigera en betalning, och så småningom kommer de att ta slut på pengar på ena sidan och skjuta allt till den andra.

Detta skapar en nödvändig balansgång mellan användningen av nätverket i nuet för att vidarebefordra betalningar för enskilda användare och nätverkets hälsa i framtiden vad gäller dess förmåga att vidarebefordra betalningar till andra användare. Varje gång någon skickar en betalning via en specifik kanal, gör de öka sannolikheten för att kanalen de använde inte kommer att kunna behandla betalningar i samma riktning för andra användare i framtiden.

I huvudsak kan användare som försöker anta strategier i stort för att gynna sig själva när det gäller att garantera leveransen av deras betalning ha negativa effekter på den övergripande likviditetsfördelningen av nätverket och faktiskt minska sannolikheten för att enskilda användares betalningar kommer fram till destinationen. I grund och botten, vilken strategi som än dominerande används av slutanvändare för att välja rutter för sina betalningar kommer att ha systemiska effekter på hela nätverket. I negativ mening, dvs. hur individuella beteenden har förnedrande effekter på systemet som helhet, är denna dynamik känd som "priset för anarkin. "

Rene Pickhardt har engagerat sig i en forskningslinje för att utveckla heuristik som är användbar för att förbättra tillförlitligheten av betalningsleveranser över Lightning Network. En strategi för att uppnå det mål som har kommit ur denna forskning kallas "Pickhardt betalningar.” För närvarande är den mest använda strategin i nätverket att prioritera vägval baserat på den lägsta avgiften. Detta fungerar ganska bra för små betalningar, men inte så mycket för större belopp. Intuitivt borde anledningen vara uppenbar: sådana låga avgiftsrutter används ofta som tenderar att pressa likviditeten i en riktning, vilket gör att mindre tillgängliga. Effekten detta har för andra små betalningar som tar samma väg är liten tills de närmar sig utarmning, men för större belopp blir chanserna för framgång lägre.

Pickhardt-betalningar fungerar genom att prioritera tillförlitlighet framför billighet, och göra välgrundade gissningar om sannolikheten för att en betalning ska lyckas över olika potentiella vägar den kan ta. Precis som den dominerande prioriteringsstrategin med låga avgifter, kommer en nod över tid att försöka göra betalningar och ser några misslyckas att uppdatera sina antaganden om sannolikheten för betalningsframgång och med tiden förfina dess noggrannhet. Detta bör hjälpa till att förhindra att noder i svärmar alltid utarmar samma kanaler, eftersom deras syn på nätverket när det gäller tillförlitlighet kommer att utvecklas unikt över tiden.

En viktig del av vägvalet är att överväga i vilken riktning likviditeten flödar i en kanal. Är det balanserat åt båda hållen? Är det övervägande en riktning? I sin senaste forskning tittar han på dynamiken i priset på anarki, noterade Pickhardt sin insikt om att det, baserat på offentliga skvallerdata, kan vara möjligt att uppskatta dräneringshastigheten i kanaler, hur balanserat eller obalanserat flödet genom det är och ytterligare förbättra tillförlitligheten av uppskattningar om betalningsframgång eller misslyckande längs vissa vägar . Genom att uppskatta detta korrekt kan du titta på en kanal och gissa vilken riktning som har hög sannolikhet att genomföra en betalning och vilken riktning som har låg sannolikhet.

En annan aspekt av Pickhardt betalningar är att optimera för båda tillförlitlighet och låga avgifter. När man modellerade saker för att studera priset för anarkidynamiken i Lightning Network upptäckte man att optimering för både tillförlitlighet och avgifter leder till en av de värsta externa kostnaderna för nätverket eller det högsta priset på anarki. Detta verkar skapa den största hastigheten av kanalutarmningar över nätverket av alla vägvalsstrategier.

Nu finns dessa effekter inte i ett vakuum eller utan motbalanser. Routingnoder på nätverket är också aktörer som har verktyg till sitt förfogande och kan anta strategier för att optimera flödeskontrollen och motverka detta. Routingnoder kan ändra avgifter för att avskräcka från att skjuta likviditet åt ena sidan av en kanal, dvs om de flesta betalningar flyter åt ena hållet kan de ta ut högre avgifter för det och lägre avgifter för att gå åt andra hållet. Noder kan öppna eller stänga kanaler, skapa nya anslutningar för att möta högre efterfrågan. Noder kan också balansera om kanaler, trycka likviditet från en kanal ut i nätverket och tillbaka till en annan kanal för att ändra likviditetsfördelningen i den kanalen. Noder som skickar betalningar kan också välja och använda olika vägvalsstrategier när de observerar att den nuvarande leder till frekventa betalningsmisslyckanden.

Jag är säker på att folk som läser just nu tänker något i stil med: "Vem bryr sig, marknaden kommer att reda ut det, Lightning är ett marknadsdrivet system." Lightning är ett nästan helt marknadsdrivet system, men det är inte så enkelt när man analyserar dynamik som priset på anarki. Användare av nätverket kommer inte att analysera routingalgoritmer manuellt, välja och välja vad de ska använda med varje betalning; De kommer att använda verktyg och programvara som automatiserar allt detta och gömmer det i bakgrunden. Detta gör denna typ av forskning viktig för nätverkets allmänna hälsa. Ett sätt måste hittas för att göra det möjligt för slutanvändare att engagera sig i nätverket själviskt, prioritera sina egna intressen, utan att försämra nätverkets prestanda som helhet.

Att modellera hur dessa två dynamik interagerar, strategierna för att skicka noder och begränsningsstrategier för att dirigera noder är oerhört viktigt för att utveckla strategier för båda klasser av användare för att balansera och optimera nätverkets övergripande hälsa och tillförlitligheten av betalningar för enskilda användare. Att dirigera data mellan olika enheter är ett sedan länge löst problem inom datavetenskap, som Lightning Network bygger mycket på, men dynamiken i likviditetsbegränsningar lägger till en ny aspekt till hela forskningsfältet kring tillförlitlig dirigering av information.

Lightning Network har hittills varit en stor framgång för att förbättra hastigheten och skalbarheten för betalningar med Bitcoin, men för att fortsätta den framgången i större skalor och en större belastning från fler användare, måste interaktionen mellan dessa två olika dynamik förstås grundligt och inräknad. För att användare av nätverket ska kunna anta framgångsrika strategier måste dessa strategier först utvecklas, förstås och verifieras.

Detta är ett gästinlägg av Shinobi. Åsikter som uttrycks är helt deras egna och återspeglar inte nödvändigtvis de från BTC Inc eller Bitcoin Magazine.