دليل المبتدئين إلى شبكة Lightning Network لعملة Bitcoin

النقاط الرئيسية

• تم تطوير حلول الطبقة الثانية لمواجهة تحديات قابلية التوسع الكامنة في تقنيات البلوكشين.

• يُعد Lightning Network حل توسيع من الطبقة الثانية يمكّن من تنفيذ المعاملات بسرعة فائقة دون انتظار تأكيدات الكتل، ما يجعل المدفوعات الصغيرة عملية وفعّالة.

• يوفر الأمان وقابلية التوسع للمدفوعات باستخدام عناوين التوقيع المتعدد (multisig) وعقود Hash Timelock.

مقدمة

تتميز العملات الرقمية بخصائص فريدة؛ فهي مقاومة للاختراق أو الإيقاف، وتتيح لأي شخص تحويل القيمة عالميًا دون وسطاء.

ومع ذلك، يتطلب الحفاظ على هذه المزايا بعض التنازلات. بما أن شبكة العملات الرقمية مدعومة بعدد كبير من العقد، فإن قدرتها على المعالجة تظل محدودة. ونتيجة لذلك، تبقى معاملات البلوكشين في الثانية (TPS) منخفضة نسبيًا لتقنية تستهدف الانتشار الجماهيري.

لتجاوز هذه القيود، ابتكر المطورون حلول توسيع متنوعة لتعزيز قدرة الشبكة على إتمام المعاملات. تستعرض هذه المقالة Lightning Network، باعتباره امتدادًا بارزًا لبروتوكول البيتكوين.

ما هو Lightning Network؟

يعمل Lightning Network فوق البلوكشين لتوفير معاملات نظير إلى نظير بسرعة فائقة. اعتمدت البيتكوين وعدة عملات رقمية هذا الحل.

عندما نقول "يعمل فوق البلوكشين"، فهذا يعني أن Lightning هو حل خارج السلسلة (Off-chain)، أو من الطبقة الثانية. يمكّن المستخدمين من تنفيذ المعاملات دون تسجيل كل معاملة منفردة على البلوكشين.

Lightning Network مستقل عن شبكة البيتكوين ويشغل عقده وبرمجياته الخاصة، لكنه يتفاعل مع البلوكشين الأساسي. للدخول أو الخروج من Lightning Network، يجب تنفيذ معاملات خاصة على البلوكشين.

المعاملة الأولى تضع فعليًا عقدًا ذكيًا مع مستخدم آخر. في جوهر الأمر، يحتفظ كلا الطرفين بدفتر خاص غير مرئي سوى لهما، لتسجيل المعاملات حسب الحاجة. يضمن هذا الترتيب عدم إمكانية أي طرف خداع الآخر.

يُعرف هذا الدفتر المصغر باسم قناة. على سبيل المثال، تُودِع أليس وبوب 5 BTC لكل منهما في عقد ذكي. يصبح لكل منهما رصيد 5 BTC في القناة. يمكن لأليس تسجيل "دفع 1 BTC لبوب"، فيتغير الرصيد إلى 4 BTC لأليس و6 BTC لبوب. يمكن لبوب إعادة إرسال 2 BTC إلى أليس، وتُحدّث الأرصدة. ويمكن تكرار هذا بلا حدود.

في أي وقت، يمكن لأي طرف نشر الحالة الحالية للقناة على البلوكشين، فتوزع الشبكة الأموال حسب الرصيد النهائي للقناة.

وكما يوحي الاسم، تتم معاملات Lightning Network شبه آنية. تُنفذ المدفوعات بسرعة اتصال الشبكة دون الحاجة لانتظار تأكيد الكتل.

لماذا نحتاج إلى Lightning Network؟

يُعتبر Lightning Network (LN) حتى الآن الحل الأكثر واقعية لتوسيع البيتكوين. فتنسيق تغييرات البروتوكول عبر النظام البيئي الكبير معقد ومحفوف بالمخاطر، حيث لا تزال هناك احتمالات للفوركات الصلبة أو الأخطاء الجسيمة، ما يشكل خطرًا كبيرًا عند التعامل مع مبالغ ضخمة.

يمنح الاختبار خارج السلسلة مرونة أوسع. ففي حال ظهور مشاكل، تظل شبكة البيتكوين الأساسية غير متأثرة. كما تحافظ حلول الطبقة الثانية على خصائص الأمان الجوهرية التي حافظت على الشبكة لأكثر من 15 عامًا.

الأهم أن المستخدمين ليسوا مضطرين للتخلي عن المعاملات التقليدية. تبقى المعاملات على السلسلة متاحة، بينما توفر المعاملات خارج السلسلة خيارًا إضافيًا.

Lightning Network يقدم عدة مزايا رئيسية نعرضها لاحقًا.

قابلية التوسع

تُنشأ كتل البيتكوين الجديدة كل عشر دقائق تقريبًا وتحمل عددًا محدودًا من المعاملات. مساحة الكتلة مورد نادر، فيتنافس المستخدمون عبر ضبط رسوم المعاملات للحصول على إدراج سريع. المعدّنون يفضلون المعاملات ذات الرسوم الأعلى.

عندما يكون نشاط المستخدمين ضعيفًا، يمكن تأكيد المعاملات برسوم منخفضة وفي وقت مناسب. أما إذا زاد الإقبال، فقد ترتفع الرسوم بشكل كبير، وأحيانًا بما يفوق 10 دولارات. في موجة صعود 2017 تجاوزت الرسوم 50 دولارًا، وفي مطلع 2021 بلغ متوسط رسوم معاملة البيتكوين أكثر من 60 دولارًا.

بالنسبة للتحويلات الكبيرة، قد تكون هذه الرسوم مقبولة، لكنها غير منطقية للمدفوعات الصغيرة—لا أحد سيدفع 10 دولارات مقابل قهوة بقيمة 3 دولارات.

مع Lightning Network، يدفع المستخدمون فقط عند فتح وغلق القنوات. وبعد فتح القناة، يمكنهم تنفيذ آلاف المعاملات مع الطرف المقابل بدون تكاليف فعلية. للتسوية، يكفي نشر الحالة النهائية للقناة على البلوكشين.

الانتشار الواسع لحلول خارج السلسلة مثل Lightning Network سيحسن استغلال مساحة الكتلة. حيث تجرى التحويلات المتكررة والصغيرة داخل قنوات الدفع، بينما تُخصص السلسلة للمعاملات الكبيرة وإدارة القنوات. بذلك تصبح الشبكة أيسر وأكثر قابلية للتوسع أمام قاعدة واسعة من المستخدمين.

المدفوعات الصغيرة

أقل معاملة على السلسلة في البيتكوين تبلغ تقريبًا 0.00000546 BTC، أي حوالي 38 سنتًا. يدعم Lightning Network المعاملات حتى ساتوشي واحد (0.00000001 BTC)، ما يوسع الحدود التقنية الممكنة.

يجعل Lightning Network المدفوعات الصغيرة قابلة للتنفيذ. فرسوم السلسلة تجعل التحويلات الصغيرة غير عملية، لكن داخل قناة Lightning يمكن إرسال مبالغ ضئيلة عمليًا دون تكلفة.

المدفوعات الصغيرة تفتح نماذج جديدة كالدفع مقابل الاستخدام بدلًا من الاشتراك، بحيث يمكن للمستخدمين الدفع لكل جلسة خدمة بمبالغ صغيرة.

الخصوصية

يعزز Lightning Network خصوصية المستخدمين. لا يلزم أن يعلن المشاركون عن قنواتهم لباقي الشبكة. صحيح أن الجميع يمكنه رؤية فتح القناة على السلسلة، لكن تبقى المعاملات الداخلية سرية ما لم يقرر المشاركون الإفصاح.

إذا كانت لدى أليس قناة مع بوب، ولبوب قناة مع كارول، يمكن لأليس وكارول إجراء المدفوعات عبر بوب. وإذا كان دان متصلًا بكارول، تستطيع أليس الدفع لدان عبر الشبكة. بذلك تتشكل شبكة مترابطة من قنوات الدفع، وهو ما يجعل تحديد المستلم النهائي بعد إغلاق القناة شبه مستحيل.

كيف يعمل Lightning Network؟

ناقشنا استخدام قنوات الدفع في Lightning Network بشكل عام. الآن نستعرض كيفية عمل النظام من الداخل.

عناوين التوقيع المتعدد (multisig)

عنوان التوقيع المتعدد (multisig) يتطلب عدة مفاتيح خاصة للموافقة على التحويل. عند إنشائه، تُحدد عدد المفاتيح وعدد التوقيعات اللازمة للمعاملة. إعداد "1 من 5" يسمح لأي مفتاح من الخمسة بالتحكم، بينما يتطلب "2 من 3" توقيعين من ثلاثة مفاتيح.

عند فتح قناة Lightning، تُقفل الأموال في عنوان multisig 2 من 2—ويجب توفر التوقيعين لتحريك الأموال. مثلًا، قد يودع كل من أليس وبوب 3 BTC في عنوان مشترك، ولا يمكن لأي طرف التحويل دون موافقة الآخر.

يمكن تشبيه ذلك بمتابعة الأرصدة على ورقة؛ يبدأ كل طرف بـ3 BTC، وإذا دفعت أليس 1 BTC لبوب، تُعدّل الأرصدة وهكذا حتى السحب.

لكن هذا النموذج يواجه مخاطرة: إذا لم يكن لدى أحد الطرفين ما يخسره، فقد يرفض التعاون عند التسوية، فيُحبس رصيد الطرف الآخر.

عقود Hash Timelock (HTLC)

للتغلب على محدودية النموذج الأساسي، يستخدم Lightning Network عقود Hash Timelock (HTLC) لفرض النزاهة. تجمع HTLC بين hash-lock و time-lock لمنع الغش في قنوات الدفع.

يتطلب hash-lock معرفة سر معين لصرف الأموال. يقوم المرسل بتجزئة بيانات ويضع التجزئة في المعاملة. يجب على المستلم كشف البيانات الأصلية لصرف المبلغ.

أما time-lock فيمنع استخدام الأموال حتى وقت أو ارتفاع كتلة محدد.

HTLC يجمع بين الاثنين: على المستلم تقديم السر خلال فترة زمنية، وإلا يمكن للمرسل استرداد المبلغ. لنوضح ذلك باستخدام مثال أليس وبوب.

فتح وإغلاق القنوات

افترض أن أليس وبوب أنشآ معاملات لتمويل عنوان multisig ولم تُنشر بعد على السلسلة. توجد خطوة إضافية مطلوبة قبل المتابعة.

الطريقة الوحيدة لتحريك الأموال من multisig هي توقيع الطرفين. إذا أرادت أليس نقل كل الستة BTC، توقع المعاملة لكن تظل غير صالحة حتى يوقع بوب أيضًا.

لا يوجد ما يجبر الطرفين على التعاون، لذا قد يؤدي رفض أحدهما للتوقيع إلى حجز الأموال نهائيًا. للحل، ينشئ كل طرف سرًا (As و Bs)، يحتفظ به لنفسه ويشارك التجزئة فقط. ثم يُعدان مجموعة من معاملات الالتزام لتحديث الرصيد وتفعيل تدابير أمان في حال محاولة أحدهما حبس الأموال.

كل معاملة التزام تعكس الرصيد الحالي. تجهز أليس معاملة بمخرجات لها ولعنوان multisig جديد، توقّعها وترسلها لبوب، ويفعل بوب الشيء ذاته. تكتسب المعاملات الموقعة جزئيًا صلاحية التنفيذ فقط بعد تمويل عنوان multisig.

بالنسبة للمخرجات الجديدة، يمكن صرف الأموال إذا:

1. وقع الطرفان معًا.

2. تصرف طرف واحد (مثلاً بوب) بشكل منفرد بعد انتهاء فترة time-lock.

3. تعلم الطرف الآخر (مثلاً أليس) سر الطرف المقابل (مثلاً B) ويصرف الأموال فورًا.

في البداية لا يعرف أي طرف سر الآخر، لذا الخيار الثالث غير متاح. إذا وقع أحدهما وبث، يمكن للطرف المقابل صرف الأموال مباشرة. التعاون أو الانتظار حتى انتهاء time-lock يُمكن من الوصول للأموال.

بعد نشر المعاملات الأولية إلى multisig 2 من 2، تُصبح القناة نشطة وتكون الأموال آمنة حتى لو اختفى الطرف الآخر.

بعد التأكيد، تصبح القناة فعّالة. أول زوج من المعاملات يعكس رصيد 3 BTC لكل طرف. مع كل دفعة جديدة، يتم إعداد معاملات التزام وأسرار جديدة. في أي وقت يمكن لأي طرف التسوية بتوقيع وبث أحدث معاملة، لتثبيت الرصيد النهائي على السلسلة. يجب على المُبادر الانتظار لفترة time-lock، بينما الطرف المقابل يمكنه صرف الأموال مباشرة. الإغلاق التعاوني هو الأسرع، لكن حتى لو توقف طرف عن الاستجابة، يمكن للطرف الآخر استعادة الأموال بعد انتهاء time-lock.

كيف يمنع Lightning Network الاحتيال؟

ما الذي يمنع بوب من بث معاملة قديمة لصالحه؟ تقنيًا يمكنه ذلك، لكنه يخاطر بخسارة كامل رصيده. إذا بث معاملة قديمة، تحصل أليس فورًا على حصتها، لكن رصيد بوب يُقفل لفترة time-lock، ويمكن لأليس استرجاعه إذا امتلكت السر اللازم. تهدد هذه العقوبة الفورية المحتالين بخسارة الرصيد بالكامل، ما يردع محاولات الاحتيال.

توجيه المدفوعات

يمكن ربط القنوات، ما يجعل Lightning Network عمليًا في المدفوعات الفعلية. لا حاجة لقفل الأموال مع كل تاجر أو مستخدم. إذا كانت لأليس قناة مع بوب، ولبوب قناة مع كارول، يمكن لأليس الدفع لكارول عبر بوب، ويمكن للمدفوعات المرور عبر عدة قنوات للوصول للمستلم.

قد يفرض الوسطاء رسوم توجيه صغيرة، لكن سوق الرسوم لا يزال في طور التطور ويعتمد غالبًا على سيولة القناة.

على السلسلة، تُحسب الرسوم على أساس مساحة الكتلة وليس حجم المبلغ. أما في Lightning، فيتم العمل بمفهوم الرصيد المحلي والبعيد: رصيدك المحلي هو ما يمكنك إرساله، ورصيدك البعيد هو ما يمكنك استقباله.

كمثال، إذا كانت قنوات أليس <> كارول <> فرانك كلها بسعة 1 BTC، وكان رصيد أليس المحلي 0.7 BTC، يمكنها إرسال 0.3 BTC إلى فرانك عبر كارول، التي تحولها بدورها إلى فرانك. لا يتغير إجمالي رصيد كارول، لكن سيولتها تتوزع بين القنوات، مما قد يقلل قدرتها المستقبلية على التوجيه. لذا، قد تفرض رسومًا لتعويض فقدان المرونة.

قد يقبل بعض المستخدمين انخفاض السيولة أو يفتحون قنوات فقط لاستقبال المدفوعات. ولا توجد رسوم توجيه إلزامية حاليًا.

قيود Lightning Network

رغم أن Lightning Network يعالج الكثير من تحديات التوسع، إلا أنه ليس حلاً شاملاً ويأتي مع بعض القيود.

تجربة المستخدم

قد تبدو البيتكوين معقدة للمبتدئين بسبب العناوين المعقدة والرسوم غير الواضحة. يتطلب استخدام Lightning إعداد محفظة متوافقة وفتح قنوات دفع، ما يستلزم فهم السعة الواردة والصادرة. وهذه العملية قد تكون صعبة لغير التقنيين، إلا أن تجربة المستخدم تتحسن باستمرار.

السيولة

من التحديات الأساسية أنك لا تستطيع إنفاق أكثر مما هو مقفل في قنواتك. إذا كان رصيدك كله بعيدًا، فقد تضطر لإغلاق القناة أو الانتظار لاستقبال مدفوعات. تحد سعة القناة القصوى من حجم التحويلات—إذا كانت إحدى القنوات بسعة 5 BTC والأخرى 1 BTC، يمكنك توجيه حتى 1 BTC فقط شرط توزع السيولة. هذه القيود تحد من حجم الأموال القابلة للاستخدام وقد تؤثر على مرونة الشبكة.

المحاور المركزية

قد تدفع قيود السيولة نحو إنشاء محاور مركزية ضخمة ذات رأس مال كبير. قد تحتاج المدفوعات الكبيرة إلى المرور عبر هذه المحاور، ما يزيد من مركزية الشبكة. ولو خرج أحد المحاور عن الخدمة، قد تتأثر قنوات كثيرة، كما تصبح نقاط المركزية أهدافًا للرقابة.

المرحلة الحالية من تطوير Lightning Network

في أوائل 2024، أصبحت Lightning Network قوية ومتنامية، إذ تضم أكثر من 13,000 عقدة، وأكثر من 52,000 قناة نشطة، وأكثر من 4,570 BTC قيد التداول.

تتوفر عدة تطبيقات للعقد، مثل c-lightning من Blockstream، وLightning Network Daemon من Lightning Labs، وEclair من ACINQ. للمستخدمين الباحثين عن البساطة، تتوفر حلول عقد جاهزة للتشغيل الفوري—فقط شغّل الجهاز وابدأ استخدام الشبكة.

الملخص

منذ الإطلاق على الشبكة الرئيسية في 2018، شهدت Lightning Network نموًا متسارعًا. رغم أن تشغيل عقدة ما زال يتطلب معرفة فنية، فإن تطور التقنية يخفض الحواجز تدريجيًا ويحسن سهولة الاستخدام.

الأسئلة الشائعة

ما هو Bitcoin Lightning Network؟ وما المشكلة التي يحلها؟

Bitcoin Lightning Network هو حل من الطبقة الثانية يتيح المعاملات السريعة ومنخفضة التكلفة عبر التشغيل خارج السلسلة. يعالج مشكلة التوسع في البيتكوين، ويقلل ازدحام الشبكة، ويسرّع المعاملات ويخفض الرسوم.

ما الفرق بين Lightning Network وبيتكوين الرئيسية؟

توفر شبكة البيتكوين الرئيسية أعلى درجات الأمان لكنها أبطأ وأعلى رسومًا. أما Lightning Network، كقناة دفع من الطبقة الثانية، فيوفر معاملات أسرع ورسومًا أقل، لكنه يعتمد على الشبكة الرئيسية للتسوية النهائية. معًا يشكلان نظامًا بيئيًا متكاملًا للبيتكوين.

كيف يعمل Lightning Network؟ وما مبدأ قنوات الدفع؟

يقوم Lightning Network بإنشاء قنوات دفع بين المستخدمين حيث تُقفل الأموال على السلسلة، ما يسمح بمعاملات غير محدودة وفورية خارج السلسلة. تتم تسوية الرصيد النهائي فقط على الشبكة الرئيسية. تحمي العقود الذكية القنوات، فلا حاجة لتسجيل كل معاملة على السلسلة.

كيف تُجري معاملات على Lightning Network؟ وما الأدوات أو المحافظ المطلوبة؟

قم بتنزيل محفظة Lightning Network (مثل Blue Wallet أو Muun)، أودع البيتكوين، وأنشئ قناة دفع. عبر الاتصال بعقد الشبكة، يمكنك إرسال مدفوعات صغيرة بسرعة وبأقل رسوم دون انتظار تأكيد الكتل.

هل معاملات Lightning Network آمنة؟ وما المخاطر التي يجب معرفتها؟

تستخدم معاملات Lightning Network تشفيرًا شاملاً وتعد آمنة بدرجة عالية. المخاطر تشمل الطرف المقابل، والسيولة، والثغرات التقنية. ومع ذلك، تردع آليات العقوبة الاحتيال، حيث يؤدي بث المعاملات القديمة إلى عقوبات شديدة على المخالفين. بشكل عام، نموذج الأمان قوي.

ما مزايا Lightning Network مقارنة بحلول الطبقة الثانية الأخرى؟

Lightning Network يوفر للبيتكوين معاملات أسرع ورسومًا شبه معدومة وتسوية فورية عبر قنوات الحالة، مع أمان الطبقة الأولى. مقارنة بحلول الطبقة الثانية الأخرى، يتميز Lightning بخفة الوزن، والخصوصية، وإمكانية دعم حجم معاملات أكبر.

كيف يبدأ المبتدئ باستخدام Lightning Network؟ وما الحد الأدنى المطلوب؟

لتبدأ، حمّل محفظة Lightning Network. تختلف متطلبات الحد الأدنى للإيداع حسب المزود، إلا أنه يمكنك البدء بمبلغ 0.001 BTC فقط. افتح قناة، أودع الرصيد، وابدأ في إجراء معاملات فورية منخفضة الرسوم.