Lightning Network: ¿es una solución escalable para Bitcoin?

Bitcoin (BTC) es un tipo de moneda digital cuya tecnología peer-to-peer (P2P) permite a los usuarios realizar transacciones con mayor velocidad y eficiencia. La adopción gradual de Bitcoin y de la criptomoneda en general por parte de las instituciones financieras, y de gigantes de los pagos como PayPal y Square, indica una mayor aceptación dentro de los servicios financieros, lo que impulsa la evolución de la criptomoneda para dar mayor soporte a sus redes.

Básicamente, esto nos lleva a Lightning Network, un protocolo de segunda capa que opera junto a Bitcoin para mejorar la velocidad, la versatilidad y la privacidad y reducir los costos.

¿Qué es Lightning Network?

Lightning Network es un protocolo de segunda capa que se ejecuta sobre la blockchain de Bitcoin para ampliar la verificación de las transacciones. Reduce los costos y la congestión del tráfico en la capa base de la red Bitcoin. 

Como su nombre indica, Lightning Network está diseñada para procesar transacciones de forma casi gratuita e instantánea sacándolas de la cadena. Existe por separado de la red principal de Bitcoin, utilizando su software y nodos para comunicarse con la red y las plataformas de intercambio mientras finaliza las transacciones. 

Al igual que la red de Bitcoin, Lightning Network está formada por nodos. Sin embargo, utiliza contratos inteligentes para procesar una transacción sin que quede registrada en la blockchain. Cada transacción es accesible de forma privada, solo para las partes que realizan la transacción, y cada nodo utiliza los canales de pago Lightning para ejecutar los pagos. Las características incorporadas ayudan a evitar que cualquiera de los usuarios haga trampas o altere los datos contenidos en el canal, y la velocidad de los pagos está limitada únicamente por la de sus conexiones a Internet. 

Supongamos que Alex quiere pagar a Kim en BTC a través de Lightning Network, primero podría bloquear su BTC en una dirección única multifirma 2 de 2 abriendo primero un canal Lightning directo que le permita iniciar la transacción manteniendo un libro de contabilidad privado fuera de la cadena principal. En el canal Lightning fuera de la cadena, los fondos del pool se dividen en dos partes: los fondos de Alex y los de Kim. El saldo inicial del pool es de 2 BTC (1 BTC cada uno), Alex paga a Kim 0.5 BTC en la Lightning Network y se queda con 0.5 BTC, Kim recibe entonces 0.5 BTC y su saldo actual es de 1.5 BTC. Una vez que se cierra el canal, las microtransacciones se consolidan en una sola transacción, que luego se verifica, se procesa y se agrega a la blockchain en la que sus saldos se actualizarán en consecuencia.

Sin embargo, si Kim o Alex no tienen un canal directo, la transacción se dirige a Jack utilizando un tipo de contrato inteligente: los contratos con bloqueo temporal (HTLC). El contrato se utiliza para prometer a Kim que recibirá su BTC y Jack tiene que demostrar que ha pagado el importe acordado a Kim. A cambio, Jack recibirá una pequeña comisión por ejecutar la orden. 

Propuesta por primera vez en 2015, Lightning Network fue una idea de Thaddeus Dryja y Joseph Poon. Los dos investigadores describieron el protocolo fuera de la cadena, diseñado para operar mediante canales de pago, en su documento titulado  The Bitcoin Lightning Network. Utilizando estos canales, las partes no fiables podían realizar pequeñas transacciones de forma indefinida sin sumar tráfico a la mainnet. Un año más tarde, Dryja y Poon, junto con otros, fundaron Lightning Labs, que siguió desarrollando el concepto y finalmente presentó Lightning Network tras la soft fork (bifurcación suave) del SegWit. 

Lightning Network fue diseñada para reducir el tráfico en la capa base de una red de blockchain, reducir los costos de la blockchain y permitir canales de pago privados entre las partes. Desde su creación, Lightning Network ha experimentado un crecimiento constante y es reconocida por su capacidad para reducir las tarifas y acelerar los tiempos de procesamiento. Lightning Network también se ha expandido a otras redes de blockchain, incluida Litecoin.

Recientemente, el crecimiento de Lightning Network ha aumentado rápidamente, gracias a la adopción de Bitcoin como moneda legal por parte de El Salvador. Desde entonces, la popularidad de Red Lightning se ha disparado y su capacidad ha crecido casi un 50%, sumando 15,000 nuevos nodos participantes y 1,500 bitcoins al sistema. 

Las limitaciones de Bitcoin

Aunque Bitcoin es cómodo y fácil de usar, sus limitaciones han provocado cierta cautela en cuanto a su adopción como moneda. En consecuencia, BTC no es aceptado en todas partes y su valor tiende a fluctuar según la demanda, con deflación incorporada. Si se pierde un archivo o se estropea un disco duro, la billetera que contiene también desaparece, sin posibilidad de recuperar los fondos perdidos. Tampoco hay protección para el comprador cuando se compran bienes con BTC. 

Sin embargo, quizá las mayores limitaciones de Bitcoin estén relacionadas con su velocidad, costo y escalabilidad. 

Velocidad

Las transacciones de Bitcoin se verifican y registran en bloques. Cada diez minutos se crea un nuevo bloque de Bitcoin, y cada bloque contiene un número determinado de transacciones. Los mineros dan prioridad a las transacciones en función de las tarifas, lo que significa que puede que te encuentres pujando contra otros usuarios para garantizar que tus transacciones se procesen rápidamente. Es decir, cuanto más alta sea la tarifa, más rápido se procesará la transacción.

Durante los periodos más lentos puedes esperar que tu transacción se procese a tiempo, pero durante los días u horas de mayor actividad, puedes esperar mucho tiempo, o enfrentarte a altas tarifas mientras los mineros corren para procesar múltiples transacciones en el mempool. 

Costo

Las tarifas por transacción asociadas a Bitcoin son necesarias para mantener la red, pero tienden a ser altas, especialmente para las transacciones más pequeñas. Cualquiera que quiera que sus transacciones sean procesadas tiene que esperar pagar una tarifa más alta durante la congestión de la red ya que solo una cantidad limitada de transacciones puede ser incluida en cada bloque. Tradicionalmente, en la red Bitcoin, los mineros recibían una subvención cuando se acuñaba un nuevo bitcoin y tarifas por transacción por agregar las transacciones en un bloque.

Sin embargo, las tarifas por utilizar Lightning Network de Bitcoin solo son necesarias para:

• abrir el canal de pago

• otra para cerrar el canal de pago

Mientras el canal esté abierto, puedes realizar varias transacciones. Las únicas tarifas que se pagan son las que se producen al abrir y cerrar el canal. 

Lightning Network utiliza el espacio de los bloques de forma más eficiente, mejorando la capacidad de Bitcoin y reduciendo los costos de las transacciones.

Escalabilidad general

La capacidad de crecimiento de Bitcoin es limitada, es decir, tiene un problema de escalabilidad. Los bloques de Bitcoin tienen un límite de tamaño de aproximadamente 1 MB, y se generan solo cada 10 minutos aproximadamente con una velocidad de procesamiento de unas siete transacciones por segundo (TPS). Compárese con Ethereum, que procesa casi el doble de esa cantidad (antes de su próxima transición de ETH 2.0 al consenso PoS), mientras que VisaNet puede procesar hasta 24,000 TPS. 

Esto significa que la capacidad limitada limita la cantidad de transacciones que se pueden procesar en la cadena, limitando así el crecimiento de la base de datos. Cuando la cantidad de transacciones supere el límite, los nodos no podrán seguir el ritmo. Básicamente, la red se atasca con transacciones pendientes que podrían provocar una guerra de ofertas de tarifas. 

El problema de la escalabilidad se puso de manifiesto por primera vez en 2015, y se ofrecieron diversas soluciones, como el aumento del tamaño de los bloques. La hard fork (bifurcación dura) de Bitcoin Cash (BCH) se produjo hace un par de años, y ese mismo año también se implementó el testigo segregado (SegWit) como una posible solución al problema general de capacidad de Bitcoin.

Entendiendo los protocolos de la capa 2

La capa base de la red Bitcoin se caracteriza por el marco tecnológico que soporta la red, así como la aplicación monetaria. Se utiliza para verificar y completar las transacciones, pero como ya se ha analizado, tiene limitaciones, particularmente la capacidad y el costo de Bitcoin. El protocolo de segunda capa está diseñado para solucionar estas limitaciones. 

Un protocolo de segunda capa también se conoce como una solución fuera de la cadena. Está descentralizado, al igual que la blockchain principal, y ofrece los mismos protocolos de seguridad, pero su objetivo principal es resolver los problemas de escalabilidad de la tecnología de blockchain convencional.

En una red descentralizada, el consenso global es esencial, y todos los nodos participantes llevan una copia completa de las transacciones para su verificación. Esto evita el doble gasto, sin tener que depender de una autoridad central u organismo regulador. 

La capa base es la capa de seguridad primaria (o capa 1), que crea un registro inmutable de los datos. La blockchain actúa como capa base. El protocolo de segunda capa disminuye la cantidad de datos en la blockchain al permitir las transacciones fuera de la cadena. 

Con un protocolo de segunda capa, los cálculos básicos pueden ejecutarse fuera de la cadena mientras las transacciones siguen ancladas a la blockchain. Esto minimiza la cantidad de datos almacenados en la capa base, liberando recursos críticos sin comprometer la seguridad. En otras palabras, las blockchains con protocolos de segunda capa son más utilizables y escalables, y por tanto capaces de competir con sistemas más grandes y centralizados.

Bitcoin frente a Ethereum: protocolos de segunda capa

Tanto Bitcoin como Ethereum han presentado protocolos de segunda capa para mejorar la velocidad y la escalabilidad. Ethereum tiene una variedad de soluciones, incluido Polygon y Arbitrum. Los protocolos de segunda capa de Ethereum están diseñados para resolver los problemas de escalabilidad y de costos al permitir la computación fuera de la cadena. Sin embargo, muchas de estas tecnologías aún están en desarrollo y no están listas para su uso, con el lanzamiento previsto de Eth2 (o ETH 2.0) todavía por delante. 

Lightning Network utiliza contratos inteligentes para permitir transacciones casi inmediatas y de bajo costo, junto con “intercambios atómicos” entre plataformas en los que los usuarios pueden cambiar una moneda por otra sin utilizar una plataforma de intercambio.

Mientras que Bitcoin utiliza Lightning Network, Ethereum utiliza una tecnología de mejora de la escalabilidad llamada Plasma.

SegWit frente a solución de segunda capa

Testigo segregado, o SegWit, es la actualización más destacada del protocolo de Bitcoin hasta la fecha. Segrega de forma efectiva los datos de las transacciones de los datos de los testigos, de forma que cada transacción en el blockchain consta de dos partes: 

• Datos base: se refiere al movimiento de bitcoins y a los datos correspondientes a ese movimiento.

• Datos de los testigos: actúa como una firma, probando esencialmente que un propietario de BTC ha autorizado una transacción.

SegWit es una soft fork, o un cambio de código retrocompatible, que divide las transacciones en dos segmentos. Traslada los datos del testigo (o la firma) del segmento original al segmento del testigo. 

La implementación de SegWit esencialmente duplica el tamaño de los bloques, pasándolos de 1 MB a 2 MB, sin requerir grandes cambios en el código existente. Aunque SegWit no resuelve necesariamente el problema de la escalabilidad, permite soluciones de segunda capa como Lightning Network.

Cómo Lightning Network ayuda a combatir los problemas de Bitcoin

Al consolidar numerosas microtransacciones en una sola, Lightning Network puede reducir el tráfico de la red. Sacar estas microtransacciones de la red principal garantiza un amplio espacio para las transacciones más grandes y prioritarias y mejora la velocidad de procesamiento. 

Lightning Network también mejora la escalabilidad al realizar transacciones y liquidaciones fuera de la cadena.

¿Cómo puede un usuario beneficiarse de Lightning Network de Bitcoin?

Las mayores ventajas de Lightning Network son su velocidad y su asequibilidad. Como se ha mencionado anteriormente, en la capa base de la red Bitcoin las tarifas y los periodos de espera pueden ser prohibitivos. Sin embargo, con Lightning Network, puede enviar y recibir pequeños pagos de una manera que simplemente no es factible en la red de Bitcoin. Puede intercambiar pagos numerosas veces antes de cerrar el canal y completar una única transacción, todo por una sola tarifa. 

Dado que Lightning Network funciona como una capa secundaria sobre la red principal, sigue ofreciendo a los usuarios todos los protocolos de seguridad estándar de Bitcoin. Los usuarios también pueden cambiar de red, según sus necesidades, accediendo a la red Bitcoin para completar grandes transacciones y volviendo a Lightning Network para las microtransacciones. Por último, las transacciones asociadas a Lightning Network son privadas, se producen fuera de la blockchain y solo registran los resultados globales.

Impacto de Lightning Network en la adopción de Bitcoin

El aumento de nodos y canales en la red de Bitcoin permite aumentar su capacidad de transacciones de bitcoin. Como su capacidad continúa expandiéndose semanalmente, cada vez más personas adoptan la tecnología, convirtiéndola en un activo crítico para el ecosistema de Bitcoin. Lightning Network podría ser el método fundamental que resuelva el problema de escalabilidad de Bitcoin. 

Cuando se compara con la capacidad de Lightning Network de más de 1,000 bitcoin hace apenas un año, la capacidad ha aumentado a más de 3,000 BTC a partir del 24 de octubre. Eso también se traduce en una mayor escalabilidad de la red Bitcoin como sistema de pago. 

Lightning Network y Bitcoin funcionan a la perfección, lo que motiva a más personas a utilizar ambas tecnologías. Aquellos que ya utilizan Bitcoin recurrirán naturalmente a Lightning Network para realizar pagos rápidos, pequeños o económicos. Cuanta más gente utilice Lightning Network y Bitcoin, más se reconocerán ambas en las plataformas de intercambio convencionales y se aceptarán como formas de pago más tradicionales.

Los usuarios tienen más flexibilidad con Bitcoin y Lightning, ya que tienen la opción de utilizar una tecnología con la que ya se sienten cómodos y familiarizados y de transferir moneda de forma más eficiente y asequible. 

Desventajas de Lightning Network

Aunque Lightning Network tiene el potencial de resolver algunos de los problemas de Bitcoin, tiene algunas deficiencias. Debido a que los mineros de Bitcoin dan prioridad a las transacciones más grandes con fuertes tarifas de transacción, las transacciones de Lightning Network, que tienden a ser más pequeñas, podrían ser puestas en un segundo plano, dando lugar a tiempos de espera más largos. Las transacciones sencillas podrían tener tiempos de espera de una hora o más, mientras que las tarifas se siguen acumulando, lo que supone unos costos potencialmente gravosos. 

Los usuarios también necesitan tener una billetera de Bitcoin tradicional que sea compatible con Lightning Network. Para abrir el canal de pago, los usuarios deben bloquear parte de sus BTC para comenzar a procesar las transacciones. Esto puede resultar incómodo y caro. Además, los usuarios no pueden simplemente retirar los fondos del canal de pago, y los canales deben cerrarse para poder utilizar los fondos transferidos. 

El mayor anonimato que permite Lightning Network es parte del atractivo para algunos usuarios. Pero para otros, puede ser un gran inconveniente, especialmente para los usuarios de criptomonedas convencionales, y para los reguladores. 

El futuro de Lightning Network

Más de $190 millones están actualmente bloqueados en el sistema de Lightning Network, con personas que utilizan la solución de segunda capa para pagar por bienes, servicios, aplicaciones y más. 

Aunque tiene algunas limitaciones, ya que requiere billeteras compatibles y optimizadas y canales de pago individuales, ofrece a los usuarios más opciones y versatilidad. A medida que la gente la adopte para realizar micropagos rápidos, los desarrolladores seguirán desarrollando billeteras compatibles y sistemas de apoyo para construir y fortalecer la red.

Conclusión

Lanzada en 2018, Lightning Network está cambiando rápidamente la cara de Bitcoin. Los desarrolladores han trabajado incansablemente para crear la tecnología robusta necesaria para apoyar y promover la red y crear una plataforma fácil de usar. Cualquier persona puede acceder y utilizar Lightning Network, usando nada más que su teléfono inteligente, dándole opciones casi ilimitadas para hacer y recibir pagos. Aunque Lightning Network todavía es un trabajo en curso, tiene un gran potencial tanto para la red Bitcoin como para sus usuarios.





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