El protocolo Bitcoin tiene limitaciones técnicas. En Un artículo anterior, descubriste que limitar el intervalo, así como limitar el tamaño de los bloques, son compromisos esenciales para el correcto funcionamiento de Bitcoin.
Para los usuarios que desean realizar pequeños pagos a diario, estas limitaciones pueden resultar molestas. No es óptimo tener que esperar 6 confirmaciones al pagar un café, por ejemplo. Además, la limitación del tamaño de los bloques significa que, a veces, las comisiones por realizar una transacción pequeña son demasiado altas.
Cuando se adoptó Bitcoin, la escalabilidad se convirtió rápidamente en un tema central. Este es el tema que provocó la mayor división entre los usuarios de Bitcoin, en 2017, durante la «guerra por el tamaño de los bloques». Parte de la comunidad propone aumentar el límite de tamaño de los bloques. Otra parte se niega a entrar en pánico y se ofrece a realizar transacciones fuera de la cadena principal para desatascarla. Esta segunda propuesta es la Lightning Network.
¿Qué es Lightning Network?
Lightning Network es un protocolo de pago que te permite enviar y recibir bitcoins sin pasar directamente por la red principal. Su objetivo es aumentar la capacidad y la velocidad de las transacciones, con comisiones contenidas, manteniendo los principios originales de Bitcoin (descentralización, autocustodia...).
Lightning es un protocolo denominado superposición o de segunda capa. Es decir, se basa en el sistema básico de Bitcoin, pero no ejecuta todos los pagos allí. Todas las transacciones de Lightning se realizan fuera de la cadena y solo los resultados de estas transacciones se publican en la cadena.
Dado que las capacidades de transacción del sistema básico de Bitcoin están limitadas por compromisos técnicos, Lightning está intentando ofrecer una solución para ampliar los pagos. Puede resultar interesante utilizarlo para realizar micropagos a un coste menor, para beneficiarse de su liquidación inmediata o incluso para evitar la congestión del Bitcoin durante los periodos de uso intensivo.
A diferencia de la mayoría de las monedas alternativas, que han intentado aumentar su capacidad de transacción modificando directamente sus redes principales, la expansión de Bitcoin se está produciendo fuera de la cadena. Esto permite no tener que comprometer la seguridad y la distribución del protocolo principal.
La Lightning Network se basa en canales de pago bidireccionales, lo que permite a dos partes enviar bitcoins de una a la otra. Las partes interesadas suelen denominarse «nodos Lightning» (que no deben confundirse con los nodos de Bitcoin).
Por ejemplo, supongamos que Alice y Bob quieren realizar pagos fuera de la cadena entre ellos, utilizando Lightning Network. Para hacerlo, deberán abrir un canal de pago entre sus nodos Lightning. La apertura de un canal se caracteriza por el depósito de bitcoins en cadena, en una dirección multifirma de 2/2. En otras palabras, para gastar los bitcoins bloqueados en esta dirección, es necesario producir 2 firmas: una con la clave de Alice y la otra con la clave de Bob.
Si Alice está en el origen de esta apertura del canal, le pedirá a Bob su clave pública y, a continuación, creará una transacción de depósito para bloquear los bitcoins en la dirección de firma múltiple. También le pide a Bob que firme una transacción de retirada de fondos para eliminar al máximo la necesidad de confiar en él. Una vez que se hayan realizado las comunicaciones entre los protagonistas, Alice puede transmitir su transacción de depósito en la red Bitcoin.
Cuando la transacción se confirma en la cadena, se abre el canal de pago Lightning entre Alice y Bob. Desde la perspectiva de Lightning, puedes pensar en este canal como un ábaco. Los bitcoins se pueden mover libremente al lado que pertenece a Bob o al lado que pertenece a Alice. Por otro lado, los bitcoins nunca salen del propio canal.
En nuestro ejemplo, imaginemos que Alice estuvo detrás de la creación del canal y que depositó 500 000 SATS en él. Estos satoshis se encuentran actualmente en su lado del canal, ya que fue ella quien los dejó caer.
Alice ahora puede enviar Bitcoin a Bob a través de Lightning. Por ejemplo, supongamos que le envía 200 000 sats.
Como resultado de esta transacción con Lightning, Bob tiene 200 000 Sats en su lado del canal y a Alice solo le quedan 300 000 Sats. La capacidad total del canal sigue siendo la misma. Todavía hay 500 000 SATS bloqueados en cadena en la dirección multifirma que no se han movido. Sin embargo, hubo un pago relámpago realizado fuera de la cadena.
Bob ahora puede enviar satoshis a Alice. Por ejemplo, supongamos que le envía 25 000.
El saldo de este canal es ahora de 325 000 SATS para Alice y 175 000 SATS para Bob.
Cuando Alice y Bob ya no necesiten abrir este canal, pueden optar por cerrarlo. Este cierre adopta la forma de una transacción en cadena, en la que se gastan los bitcoins bloqueados en la dirección multifirma y se envían a las direcciones normales de Alicia y Bob. Si todo va con normalidad, este cierre debería distribuir los fondos según el estado más reciente del canal.
Volviendo a usar nuestro ejemplo, Alice tiene un saldo de 325 000 sats en el canal Lightning y Bob tiene 175 000 sats. Por lo tanto, al cerrar el canal se gastarán los 500 000 SATS disponibles en la cadena en la dirección multifirma. Los resultados de esta transacción serán de 325 000 sats para una dirección clásica que pertenezca a Alice y 175 000 sats para una dirección que pertenezca a Bob.
Hay varias maneras de cerrar un canal. Lo mejor es hacerlo de forma colaborativa con tu compañero. Esto permite recuperar rápidamente los fondos de la cadena y ahorrar en las comisiones de Bitcoin gastadas durante el cierre.
Si el compañero no responde, es posible realizar un cierre unilateral. Este método requiere un tiempo de espera adicional. Por último, si la otra persona intenta burlar el estado del canal durante el cierre, la otra parte puede utilizar una transacción de penalización. Esta transacción entrega todos los bitcoins del canal a la parte honesta como penalización por el intento de hacer trampa por parte de la otra parte.
Por lo tanto, el uso de Lightning Network requiere que se realicen dos transacciones en cadena: una para la apertura de un canal y otra para el cierre de un canal. Mientras tanto, los usuarios pueden realizar una gran cantidad de pagos mediante Lightning, sin necesidad de utilizar siempre el protocolo básico de Bitcoin.
Sin embargo, puede resultar bastante tedioso tener que abrir un nuevo canal tan pronto como quieras realizar un pago Lightning a una persona nueva. Por eso existe un sistema para canalizar los pagos a través de la red Lightning.
Todos los canales descritos en la sección anterior se pueden vincular para enrutar pagos entre partes que no tienen un canal directo. Para ello, basta con que sea posible establecer una ruta entre los dos protagonistas y que haya suficiente liquidez en los canales de esta ruta.
Volvamos a nuestro ejemplo entre Alice y Bob, quienes abrieron un canal directo juntos. Imaginemos que, de ahora en adelante, Alice quiere hacer un pago de 50 000 sats a Frank, sin tener que abrir un canal con él.
Algunos de los participantes ya han abierto canales entre ellos y hay un camino entre Alice y Frank.
Alice podrá realizar su pago por Lightning pasando por los nodos de Bob, luego los de Charles y luego los de David, para llegar finalmente a los de Frank. Los importes de los canales bidireccionales se moverán todos para enviar el pago de Alicia a Frank.
Si nos fijamos en cada canal de forma individual, sus cantidades no han cambiado. Es importante entender que la capacidad de un canal por sí solo es constante, a pesar de la ruta de pago. Es decir, siempre hay exactamente la misma cantidad de bitcoins en cada canal.
Si analizas cada nodo intermedio de forma individual, el enrutamiento del pago de Alicia a Frank no tiene ningún impacto financiero. Por ejemplo, el nodo de Charles recibió 50 000 sats en su canal con Bob. Luego envió 50 000 sats a su canal con David. Así que es una verificación en blanco para cada nodo intermedio, como Charles. Ninguno de ellos ganó ni perdió bitcoins. Simplemente transfirieron valor a través de sus canales Lightning. Este método de transmisión de pagos a través de los nodos es una forma de Enrutamiento de cebolla.
Para simplificar, pasé por alto intencionadamente las tarifas Lightning en mi popularización. En realidad, cada nodo intermediario puede reclamar las comisiones de transacción de Lightning para desviar el pago de Alice a Frank.
Por supuesto, hay muchos otros mecanismos que se utilizan en Lightning Network. Entre estos, se encuentran el HTLC (Contratos TimeLock codificados) que desempeñan un papel clave a la hora de evitar la necesidad de confianza entre cada nodo a la hora de enrutar un pago. Su funcionamiento es bastante complejo, por lo que os hablaré de ellos en un próximo artículo dedicado.
Lightning Network es un protocolo elegante que permite realizar numerosos pagos de Bitcoin fuera de la cadena. Permite realizar liquidaciones y transacciones instantáneas a un costo menor.
Si bien Lightning ha evolucionado enormemente en unos pocos años, su modelo principal no es perfecto. Como has podido entender con este artículo, el usuario debe tener efectivo entrante antes de poder recibir pagos. Es muy molesto para la experiencia del usuario. Además, la propia estructura de Lightning Network hace que sea muy complejo mantener la confidencialidad de ciertos pagos.
Por último, el sistema de canales de liquidez significa que hay necesariamente un incentivo para que el usuario se conecte solo a unos pocos nodos de entidades grandes. Por lo tanto, a diferencia de Bitcoin, existe una tendencia natural hacia la centralización en la forma en que funciona Lightning.
Recientemente, estamos empezando a ver la llegada de otros protocolos de segunda capa a Bitcoin con casos de uso similares a Lightning. Es el caso, por ejemplo, del prometedor protocolo Arca, anunciado en mayo de 2023 por el desarrollador Burak. Incluso si el desarrollador de este protocolo lo presenta como un sistema complementario a Lightning, no podemos evitar pensar que es en parte el competidor. Esto demuestra que es absolutamente posible que surjan sistemas de segunda capa nuevos y más eficientes que tengan prioridad sobre la Lightning Network.
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