Qué es la Lightning Network? Ventajas e inconvenientes

En el anterior artículo sobre formación en criptomonedas, tratamos el problema de la escalabilidad a la que se enfrenta Ethereum para poder mantener la red fluida y cómo los rollups podían hacerlo. Principalmente es un problema al que se enfrentan todos los proyectos de criptomonedas al ver su popularidad en aumento. Y es precisamente lo que le pasó al rey del ecosistema, Bitcoin. En la formación en criptomonedas de hoy vamos a hablar sobre una de las soluciones planteadas para el problema de la escalabilidad en Bitcoin; la Lightning Network. 

¿Qué es la Lightning Network?​

En un principio Bitcoin no fue diseñado para poder escalar la red. Fue creado para ser un sistema de pagos descentralizado, donde cualquier persona podía enviar o recibir desde cualquier parte del mundo bitcoins. Tal y como hemos comentado en la introducción de esta formación en criptomonedas, el crecimiento de la adopción de las criptomonedas se ha convertido en su talón de Aquiles. Al no estar concebido para ser escalable, con el aumento del tráfico de usuarios en la red las transacciones empezaron a ser más lentas y caras. 

Diferencias entre una primera capa (L1) y una segunda capa (L2). Fuente: Medium.

En ese momento, los desarrolladores diseñaron capas sobre las blockchains, donde la primera capa (L1 o layer 1 en inglés) era la blockchain principal. Cada capa por debajo era una capa secundaria (L2), una capa terciaria (L3), y así sucesivamente. Cada capa complementa a la anterior y añade funcionalidad. Entonces, la Lightning Network es una segunda capa para Bitcoin que utiliza canales de micropagos para ampliar la capacidad de la cadena de bloques para realizar transacciones de forma más eficiente.

¿Cómo funciona la Lightning Network?

La red Lightning utiliza canales entre los usuarios para que se puedan realizar múltiples transacciones sin tener que esperar a que la red de Bitcoin confirme las transacciones. Entre la apertura y el cierre de un canal, ambas partes pueden intercambiar bitcoins entre ellas según sea necesario hasta cerrar el canal. Una vez cerrado el canal, las transacciones se envían a la red principal para su confirmación. La Lightning Network consiste en múltiples canales de pago entre partes o usuarios de Bitcoin. Un canal de la Lightning Network es un mecanismo de transacción entre dos partes. A través de los canales, los usuarios pueden realizar o recibir pagos entre sí. Las transacciones realizadas en la Lightning Network son más rápidas, más baratas y más fáciles de confirmar que las transacciones que se realizan directamente en la red de Bitcoin. 

Representación de la Lightning Network respecto a la red principal de Bitcoin. Fuente: Bitpay.

¿Qué problemas trata de resolver?

Bitcoin no fue creado para manejar el número de transacciones que ahora se producen diariamente. Algunos de los problemas que trata de resolver la Lightning Network son: 

Bajar el consumo energético de la red

La energía necesaria para permitir funcionar la red de Bitcoin y toda su información es enorme, lo que hace que mantener la blockchain de Bitcoin operativa sea realmente caro. Es uno de los principales problemas a los que se enfrentan recientemente las blockchains que utilizan la prueba de trabajo (Proof of Work o PoW en inglés). Las políticas medioambientales de la agenda 2030 contra el cambio climático auguran un difícil futuro para estas blockchains. 

Comparativa de consumo energético entre Bitcoin y países con consumos similares. Fuente: Bitcoin Mining Council.

Introducir los Smart Contracts y los scripts multifirma

Los Smart Contracts (contratos inteligentes en castellano) y los scripts multifirma son las piezas principales de la Lightning Network. Estos dos son utilizados para asegurar que las transacciones enviadas a través de los canales lleguen a sus destinatarios. Es una de las características de diferencian la red de Bitcoin con la de Ethereum. 

Velocidad de confirmación de las transacciones

Poder realizar una transacción en la red de Bitcoin se ha convertido en algo lento y costoso. Esto se debe al aumento del tráfico de usuarios realizando transacciones, y la dificultad de minado crece con el paso del tiempo. La Lightning Network pretende reducir estos costes adicionales que se generan en la red principal de Bitcoin y a su vez mejorar la velocidad de transaccion de la red. 

Comparativa de procesamiento de transacciones por segundo.

¿Qué inconvenientes tiene la Lightning Network?​

Descentralización comprometida

El principal problema que podemos observar en la Lightning Network es que podría terminar centralizandose, algo un poco en contra de los orígenes de Bitcoin. En el sistema financiero tradicional, los bancos e instituciones financieras son los intermediarios en las transacciones bancarias. Por tanto, las empresas que inviertan en nodos de la Lightning Network podrían convertirse en nodos centralizados en la red al tener conexiones más cerradas. 

Numero de nodos de la Lightning Network. Fuente: Lookintobitcoin.com.

Fraude en el canal cerrado

Uno de los riesgos al utilizar la Red Lightning es el cierre del canal o una desconexión. Por ejemplo, supongamos que Félix y yo estamos realizando una transacción y uno de nosotros tiene intenciones maliciosas (lo dudo claramente 藍​). Si uno de los dos va con malas intenciones, puede ser capaz de robar bitcoins del otro utilizando una técnica llamada fraude en el canal cerrado. Vamos a poner un ejemplo: 

Explicación del fraude en el canal cerrado.

Pongamos que Félix y yo ponemos cada uno un depósito inicial de 0,005 BTC para abrir un canal, y que Félix me ha enviado a mí una transacción de 0,01 BTC. Si  yo me desconecto (cerrando el canal) y Félix no, podría revertir el estado inicial de la transacción (el tiempo antes de que se transfiera el 0,01 BTC), lo que significa que ambos recuperamos nuestros depósitos iniciales (0,005 BTC) como si no se hubiera realizado ninguna transacción. En definitiva, Félix recibe gratuitamente 0,01 BTC y recupera su depósito inicial. Esto hace que sea necesario que haya terceros en los nodos para evitar el fraude dentro de la red Lightning, lo que se denomina watchtower. La torre de vigilancia supervisa las transacciones y ayuda a prevenir el cierre fraudulento del canal.

Las watchtowers aseguran que no se cometa fraude en las transacciones de la Lightning Network.

Comisiones

El uso de la red Lightning conlleva un pago de comisiones de transacción. Son una combinación de pagos de enrutamiento para dirigir la información de las transacciones entre los nodos de la Lightning Network, la apertura y el cierre de canales, y las tarifas de transacción habituales de Bitcoin. A medida que las empresas empiecen a adoptar la  Lightning Network para los pagos, es posible que empiecen a cobrar comisiones. Además, como las watchtower son de terceros, muchas cobran comisiones por estos servicios. 

Extracto del código para configurar un Watchtower. Fuente: Lightning Node.info.

Una vez que dos partes liquidan la cuenta entre ellas, tienen que registrar una transacción de cierre por el importe acordado en la blockchain, que incluye la comisión cobrada por la transmisión de las transacciones. Se trata de una tarifa base (fija) o de una comisión (un porcentaje de la transacción).

Ataques maliciosos​

Otro riesgo para la red es la congestión causada por ataques maliciosos. Si los canales de pago se congestionan y se produce un hackeo o un ataque malicioso, los usuarios pueden no ser capaces de recuperar sus bitcoins lo suficientemente rápido debido a la congestión. Los atacantes también pueden utilizar un ataque de denegación de servicio (DDOS en sus siglas en inglés) para congestionar un canal, básicamente congelándose. En este tipo de ataques, el atacante podría utilizar la congestión para robar fondos de las partes que no pueden retirar sus fondos debido a la congelación de la red. En el siguiente tweet tenemos un ejemplo de un exploit sufrido en la red durante el 6 de noviembre de 2021.

Conclusiones de esta formación en criptomonedas

Después de finalizar esta formación en criptomonedas sobre la Lightning Network, hemos visto que es una gran solución para tratar el problema de la escalabilidad dentro de la red de Bitcoin. Sin embargo, también hemos repasado los inconvenientes actuales que presenta esta L2 de Bitcoin, principalmente los problemas que presenta con el fraude del canal cerrado. Este es solucionado mediante el uso de las Watchtowers, pero a su vez es un servicio que puede terminar siendo costoso para el usuario. De manera positiva, sabemos que estos problemas terminarán por ser solventados, gracias a que el ecosistema de las criptomonedas siempre está en constante desarrollo. Y como no, nosotros seguiremos al pié del cañón escribiendo artículos de formación en criptomonedas para seguir enriqueciendo vuestro conocimiento sobre esta maravillosa revolución tecnológica.