De staat van Lightning Network

We schrijven 27 maart 2019. Hoe staat het er voor met het Lightining Network op Bitcoin?

Lightning basics

Eerst eens bondig herhalen wat Lightning Network is.

Het Lightning network is een zogenaamde Second Layer technologie. Het is een extra, tweede laag die zich als het ware boven de basislaag, de blockchain bevindt. Door fondsen vast te zetten in de blockchain komen ze op de tweede laag beschikbaar en kan met het gereserveerde geld meerdere transacties gedaan worden zonder dat dit op de blockchain hoeft te worden bijgehouden.

Waarom Lightning Network

Om het mogelijk te maken om Bitcoin op grote schaal te gebruiken. De blokken van de Bitcoin blockchain hebben een vaste maximale omvang. Daar passen zo’n 3.000 à 5.000 transacties in. Dat is 5 tot 7 transacties per minuut. Een wereldwijd betalingsnetwerk worden, gaat met een dergelijke doorvoersnelheid niet lukken. Lightning maakt het mogelijk om die beperking te doorbreken. In plaats van op de blockchain transacties vast te leggen (on-chain), gebeurt dit op de Lightning laag (off-chain), tussen twee partijen onderling. Het aantal transacties per seconde kan nu drastisch omhoog. Het wordt slechts nog beperkt door de computerkracht van de twee partijen. Je kunt rustig denken aan 1.000 of 10.000 transacties per seconde. En gelijktijdig kunnen er miljoenen andere mensen en machines tienduizenden transacties uitvoeren in hun kanalen, parallel. Theoretisch leidt dit tot een netwerk met een capaciteit waarbij de huidige betalingsnetwerken, zoals die van creditcards, volledig in het niet vallen.

Hoe het werkt

Ik schreef er al eerder over. Twee partijen die regelmatig transacties met elkaar doen, kunnen besluiten om een Lightning betalingskanaal te openen. Ze zetten ieder een bedrag in de blockchain vast (on-chain, gebruikmakend van een smart contract). Daarna kunnen ze off-chain binnen de grenzen van het ingelegde bedrag, oneindig veel transacties onderling met z’n tweeën uitwisselen. Op ieder moment kan een van de partijen besluiten om te stoppen met het kanaal en met de laatste onderlinge status terug naar de blockchain te gaan. Twee on-chain transacties, een om te openen en een om te eindigen, maken dus oneindig veel transacties mogelijk tussen twee partijen.

Maar nu wordt het nog leuker: Als ik geen kanaal geopend heb met iemand waar ik graag geld naartoe wil zenden via Lightning, dan is dat toch mogelijk, via een gezamenlijke partij waar we wel beide een kanaal mee hebben geopend. Geld kan dus over een “pad” via “hops” worden gerouteerd. Voorwaarde is wel dat alle hops in het pad voldoende saldo hebben ingelegd.

On-chain betaal je een commissie om gebruik te maken van het hele Bitcoin netwerk. Maar off-chain liggen de commissies vele malen lager of zijn ze zelfs nul.

The sky is the limit, maar ook noodzaak

Lage of afwezige commissies maken dingen mogelijk die we tot nu toe nog niet kennen. Microbetalingen worden voor het eerst economisch haalbaar. Je kan via Lightning betalingen doen in milli-satoshi’s. Dat is een duizendste van een Satoshi, wat een honderd miljoenste van een Bitcoin is! En daarmee kan “streaming money” ontstaan, een doorlopend stroompje van heel weinig geld. Je salaris kan per gewerkte seconde worden uitgekeerd, of je betaalt alleen voor het bekijken van een film als deze speelt. The sky is the limit!

Maar Lightning is ook bittere noodzaak. Want zonder Lightning kan de blockchain (bij gelijkblijvende blokgrootte) onmogelijk een wereldwijd betaalsysteem worden. Veel hoop is dus gevestigd op de ontwikkeling van dit nieuwe systeem. Maar hoe enthousiast mensen er ook over mogen zijn, het heeft zich nog niet bewezen op grote schaal.

Wereldwijd werken 6 ontwikkelteams aan implementaties van Lightning op Bitcoin. Acinq, Lightning Labs, Blockstream, Nayuta, Matt Corallo en het Digital Currency Initiative van het MIT. Ze werken allen binnen de kaders van BOLT (Basis of Lightning Technology).

Hoe het er nu voor staat met Lightning Network

Op de tekentafel is Lightning leuk en aardig, of zelfs fantastisch, maar gaat het ook op grote schaal werken? Toen de techniek iets meer dan een jaar geleden werd gelanceerd, werd door velen gezegd dat het echt nog wel een jaar zou duren voordat het goed zou werken. Ik denk dat die inschatting veel te optimistisch was. We zien flink veel ontwikkeling, maar het is nog steeds een complexe techniek die nog lang niet klaar is voor eenvoudig gebruik door “gewone mensen”, de uiteindelijke doelgroep.

We kijken naar een aantal indicatoren om te bepalen hoe het gaat met Lightning.

Indicator 1: De mogelijkheden

  • Er wordt gesproken over apps die vol-automatisch voor de gebruiker bepalen of een transactie on-chain of met Lightning moet worden uitgevoerd, maar daar is nog niet veel over te vinden.
  • Ook is er nu “Auto pilot”. Auto pilot verzorgt de verbinding tussen de wallet van de gebruiker en het Lightning netwerk door strategisch een aantal kanalen te openen. Dit is er nog niet in de huidige mobiele apps. In tegendeel, je moet het in de huidige apps zelf instellen en dus moet je eerst Lightning begrijpen voor je er iets mee kan. Aan de andere kant, Auto-pilot is al wel beschikbaar in node-software en het is een kwestie van tijd en dan is deze feature ook in apps beschikbaar.
  • Er zijn plannen voor “AMP”, Atomic Multipath Payments. Waarmee een lightingbetaling via meerdere routes gelijktijding kan verlopen om hogere bedragen te kunnen verzenden. Dit zit nog niet in de huidige versie BOLT 1.0.
  • Ook de zogenaamde “Watchtowers” zijn bedacht en uitgewerkt. Partijen die voor de gebruiker in de gaten houden of de tegenpartij van een gebruiker in een kanaal wel braaf en volgens de regels handelt. De gebruiker kan dan zonder zorgen off-line gaan. Het principe is uitgedacht maar de verdienmodellen voor de Watchtower-aanbieder zijn nog niet helder laat staan dat het is geïmplementeerd.
  • De belofte van microbetalingen is inmiddels waargemaakt. Op Satoshis.place kan je al geruime tijd kliederen op een digitaal canvas voor de prijs van 1 sat per pixel.

Van de 5 Lightning apps voor mobiele telefoons, zijn er momenteel 3 custodial. Dat wil zeggen dat een centrale partij, de app-operator voor de gebruiker, met het geld van de gebruiker een Lightning-kanaal opent. Je moet die operator dus op zijn blauwe ogen vertrouwen.

Realistisch gezien zijn er dus momenteel nog de nodige beperkingen. De oplossingen zijn bedacht maar moeten nog ontwikkeld en geïmplementeerd worden.

Indicator 2: De omvang

De omvang van Lightning zou je kunnen proberen te meten in het aantal kanalen dat is geopend, of in het totale bedrag dat door de gebruikers is ingelegd. Maar let op: Dit is niet volledig mogelijk. Want Lightning Network gebruikers zijn niet verplicht om de gegevens van hun node te publiceren. Er is dus altijd een deel van het netwerk dat onmeetbaar is.

Het aantal Lightning kanalen

Op het moment van schrijven zijn er 7.655 nodes zichtbaar. Er zijn 39.336 kanalen, wat dus gemiddeld ruim 5 kanalen per node is. Het groeiverloop van de nodes is in deze grafiek te zien:

Bitcoin Lightning Network nodes bekijk website.

Dezelfde toename in groei in de recente 3 maanden is ook bij het aantal kanalen te zien:

Bitcoin Lightning Network channels bekijk website.

De toenemende groei in de laatste grafiek is waarschijnlijk toe te schrijven aan het beschikbaar komen van verschillende mobiele apps die Lightningkanalen en betalingen mogelijk maken.

Ingelegde bedrag

In deze kanalen is op dit moment 1.051 Bitcoin vastgelegd. In Euro’s is dat nu 3,7 miljoen. En dit is het verloop sinds vorig jaar:

ingelegde bedrag op Bitcoin Lightning NetworkBekijk website.

Wat niet is vast te stellen is hoe vaak het mis is gegaan bij transacties. Een transactie kan op twee manieren falen:  Er kan geen route gevonden worden, dan gaat de transactie niet door, of erger, het ingelegde geld is weg. Dat laatste kan gebeuren wanneer een deelnemer te lang niet on-line is geweest.

Indicator 3: De Lightning Torch

Een fascinerende pop-up actie van een Twitteraar @Hodlonaut is de Lightning fakkel. Op 19 januari 2019 verstuurde Hodlonaut 100.000 Satoshi naar een Twitteraar @fartface2000:

(Bericht gaat door onder de tweet)

Het is de bedoeling dat iedere ontvanger de ‘fakkel’ aanvult met 10.000 Satoshi (10kSat) en doorstuurt naar iemand anders op de wereld. De vraag is wanneer iemand deze vertrouwens-keten verbreekt en het geld voor zichzelf houdt. Hodlonaut heeft inmiddels een website gemaakt over deze actie.

Inmiddels is de fakkel in handen geweest van prominenten als Jack Dorsey de CEO van Twitter. Dat Dorsey pro-Bitcoin is, is bekend. Hij heeft Bitcoin aan de Square-betaal-app toegevoegd. En ook Lightning wil hij gaan implementeren. Ook de oprichter van LinkedIn heeft ‘m gehad. En velen wensen dat Elon Musk ‘m ook doorgeeft. Ook ging de fakkel (Na wat hickups) vanuit het VK naar Iran, toen naar een Iranees in de VS en daarna naar iemand in Tel Aviv. Wat natuurlijk overduidelijk het grenzenloze karakter van Bitcoin onderstreept. Het Nederlandse bedrijf Bitconic is de 265ste in de ketting geweest en de 268ste overdracht heeft al plaatsgevonden. De waarde van de fakkel is inmiddels circa € 130,-.

En dat laatste, die waarde, blijkt een pijnpunt te worden. Het doorgeven van de fakkel wordt namelijk steeds moeilijker. De verzender en ontvanger moeten een Lightningkanaal hebben geopend ter waarde van minimaal € 130,-. Met elkaar of via één of meerdere hops, die ook allemaal minimaal dat bedrag moeten hebben ingelegd.

Indicator 4: Wat de BIS van Lightning vindt

Om maar eens vanuit een ander perspectief naar Lightning te kijken. Het perspectief van de Bank of International Settlements. Deze “bank der banken” ziet crypto en Lightning natuurlijk op dezelfde manier zoals de Free-Record-Shop MP3tjes ooit zag. Maar het onderzoek dat ze doen is gedegen.

In een artikel “Beyond the doomsday economics of “proof-of-work” in cryptocurrencies” gaat de auteur Raphael Auer hoofdzakelijk in op het economische stimulans om het Bitcoin blockchain netwerk in de toekomst te beveiligen. Hij verwacht dat door de afnemende blokbeloning de beveiliging zal afbrokkelen tot het netwerk ten ondergaat aan een 51% aanval. Maar hij gaat ook in op second layer oplossingen zoals Lightning Network. Hij ziet daarbij twee problemen.

  1. Het op grote schaal vinden van een pad om een betaling te routeren is volgens Auer zorgelijk doordat niet alle deelnemers in het netwerk doorlopend online kunnen zijn. (Zie ook het punt hierboven over Watchtowers).
  2. Ook verwacht hij problemen met die omvang van de fondsen die de deelnemers bereid zijn om in de kanalen te steken. Stel, de partijen die je een bedrag wil betalen zijn gemiddeld via 5 kanalen, dus over 4 hops te bereiken, en het netwerk zou zichzelf goed gedistribueerd willen kunnen ondersteunen, dan is een inleg door alle deelnemers van 4 x zoveel geld vereist. De kans is volgens Auer groot, dat de gebruikers daartoe niet bereid zijn. Het gevolg is dat slechts een kleine groep commerciële uitbaters dit soort ‘vette kanelen’ gaan aabieden, waar ze a) een prijs voor gaan rekenen en b) wat tot centralisatie leidt.

Conclusie

Bitcoin is momenteel met name een opslagmethode voor waarde. Het is veilig, maar traag en de capaciteit is laag. Om een betaalmiddel te worden kan Lightning Network in theorie een oplossing bieden. Gebruikers gaan onderling een betalingskanaal aan en kunnen buiten de blockchain extreem veel en extreem kleine transacties uitvoeren. Ook kunnen ze via een aantal hops ‘iedereen wereldwijd’ bereiken. Er zijn een aantal probleemscenario’s denkbaar waar vervolgens oplossingen voor zijn bedacht. We zitten midden in de ontwikkeling daarvan.

Er moet nog veel gebeuren om het zo gebruiksvriendelijk te maken als bijvoorbeeld de webbrowser en iets kopen in een webwinkel. Maar het feit dat HTTP, HTML, CSS, TCPIP en SSL  volledig onder de motorkap zijn verdwenen, bewijst dat het kan.

De grote vraag is of Lightning op mondiale schaal gaat werken. Er spelen verschillende krachten en zonder het uit te proberen weten we niet of het allemaal mooi in balans gaat blijven. En dat uitprobeersel is precies wat Bitcoin is: Het grootste geld 2.0 experiment ooit.