Lightning Network: более 60 000 односторонних закрытий каналов

HashFlare

ComputerUniverse Введи промокод FW7FRUX при покупке и получи скидку 5 евро

В очередном материале о Lightning Network мы представляем обновлённые данные BitMEX Research о росте и текущем размере сети, а также приводим статистику приватных каналов, которые часто устанавливаются мобильными кошельками и, как правило, не учитываются в традиционных метриках сети.

В первую очередь мы сосредоточились на одностороннем (несовместном) закрытии каналов и построенной нами базе данных, которая, по нашему мнению, содержит все транзакции этого типа. Наша база данных показывает, что односторонние закрытия каналов довольно широко распространены и что уровень использование Lightning Network в действительности выше, чем предполагалось.

Основные выводы

  • Количество односторонних закрытий lightning-каналов в истории Биткойна составляет более 60 000.
  • В транзакциях одностороннего закрытия каналов было потрачено больше 1000 BTC.

Обзор

Lightning Network ещё предстоит столкнуться с серьёзными вызовами, и даже если они будут преодолены, относительно потенциала сети по-прежнему существует значительная неопределённость. Тем не менее Lightning Network, на наш взгляд, является одним из самых захватывающих проектов криптоиндустрии, по крайней мере, с технической точки зрения.

О Lightning Network написано немало. В этом отчёте мы фокусируемся на данных Lightning Network и статистике её использования, часто используемых для оценки роста сети. Однако большая часть этих данных основана на цифрах, сообщаемых узлами Lightning Network, участвующими в пиринговой (p2p) gossip-сети Lightning. Например, на сайте TXStats.com, совместном проекте BitMEX Research и Coinmetrics, публикуются исторические данные о количестве публичных lightning-каналов и биткойнов, содержащихся в них. По данным TXStats.com, в конце декабря 2019 г. существовало 36 335 публичных каналов, содержащих 871 BTC.

Lightning Network: более 60 000 односторонних закрытий каналовРисунок 1 — Скриншот с TXStats.com, иллюстрирующий рост Lightning Network за последние 2 года. (Источник: TXstats.com)

Хотя приведённый выше анализ полезен, в нём учитываются только данные о публичных каналах. Это может создавать неполное представление о сети, поскольку многие lightning-каналы никак не продвигаются: например, мобильные кошельки могут сохранять свои каналы закрытыми. В этом отчёте мы публикуем новые данные о Lightning Network, основанные на анализе блокчейна Bitcoin и информации обо всех односторонних закрытиях lightning-каналов, в том числе приватных.

Методология построения базы данных о транзакциях Lightning Network

Прежде чем переходить к результатам, хотелось бы рассказать о том, как мы получили эти данные. Существует несколько типов транзакций Lightning Network, которые записываются ончейн и потенциально могут быть идентифицированы как lightning-транзакции.

Тип транзакции Возможность идентифицировать транзакцию посредством анализа блокчейна
Открытие канала Надёжно напрямую идентифицировать этот тип транзакций только на основе информации из блокчейна невозможно.

Однако в случае с публичными каналами эти транзакции можно идентифицировать по данным, получаемым от узла Lightning Network. Помимо этого, транзакция может быть опознана как принадлежащая к Lightning Network позднее, когда выход транзакции возмещается при одностороннем закрытии канала (об этом ниже).

Совместное (двустороннее) закрытие Отличить этот тип транзакций от других, не относящихся к Lightning, может быть слишком сложно. Можно просканировать блокчейн на предмет всех расходований, возмещённых с использованием скрипта мультиподписи типа 2-из-2, но нельзя быть уверенным, что все эти транзакции связаны с Lightning Network.
Одностороннее (несовместное) закрытие Анализ сложен, и с абсолютной уверенностью сказать, относится ли транзакция к Lightning Network, представляется затруднительным.

Тем не менее можно всё же с достаточной степенью достоверности идентифицировать эти транзакции как lightning. После закрытия канала транзакцию можно с большей точностью классифицировать как одностороннее закрытие, если её выход возмещается при выводе средств после закрытия канала.

Этот третий сценарий и является основной темой сегодняшнего отчёта.

В случае одностороннего закрытия канала транзакция потенциально может сопровождаться тремя типами сценариев, два из которых приводят к транзакции вывода средств из канала с использованием скрипта OP_IF Биткойна (sweep-транзакции). Идентификация с относительно высокой степенью достоверности этих OP_IF транзакций очистки канала возможна путём анализа данных блокчейна.

Тип транзакции Возможность идентифицировать транзакцию посредством анализа блокчейна
Обычная sweep-транзакция Такие транзакции могут быть идентифицированы достаточно надёжно.
Штрафная sweep-транзакция Такие транзакции тоже могут быть идентифицированы достаточно надёжно, но довольно редко.

На сайте ForkMonitor есть система оповещений о штрафных транзакциях.

Отсутствие sweep-транзакции В некоторых случаях после одностороннего закрытия sweep-транзакция не выполняется.

Это может происходить по следующим причинам (список не исчерпывающий):

  • Пользователь удалил или отключил свой кошелёк, и поэтому не выводит средства из канала.
  • Время блокировки средств (lock-time) ещё не подошло к концу
  • В последнем состоянии канала все средства внутри него были перечислены стороне, которая не инициировала закрытие канала, и потому sweep-транзакция не требуется.

Если нет sweep-транзакции, то, очевидно, нет и объекта для ончейн-анализа.

На рисунке 2 ниже показана часть методологии, которую мы использовали для построения базы данных о транзакциях одностороннего закрытия каналов. Мы работали в обратном направлении – вверх по диаграмме, в направлении, противоположном потоку средств, чтобы определить, какие транзакции были односторонними закрытиями, и даже идентифицировать транзакции открытия каналов.

Lightning Network: более 60 000 односторонних закрытий каналовРисунок 2 — Диаграмма, показывающая, как надёжно идентифицировать транзакции открытия и одностороннего закрытия канала на основе данных из блокчейна. (Источник: BitMEX Research)

Конечно, этой методологии недостаточно, чтобы идентифицировать все односторонние закрытия каналов, поскольку некоторые из них, как уже упоминалось выше, могут происходить и без sweep-транзакции. Поэтому в качестве дополнения к нашему анализу, для оставшихся транзакций мы применяли также менее надёжный метод сканирования.

Результаты и их анализ

В таблицах и диаграммах ниже мы приводим статистику об односторонних закрытиях каналов Lightning Network. С более надёжной методологией, с использованием sweep-транзакций, нам удалось идентифицировать 59 508 транзакций закрытия каналов на общую сумму 1074 BTC. Это можно рассматривать как нижнюю границу для реального количества односторонних закрытий. В дополнение к этому, прямой поиск односторонних закрытий дал в общей сложности 90 667 результатов с общей суммой 1 405 BTC. Результат, полученный с более надёжной методологией поиска по sweep-транзакциям, является подмножеством от количества, найденного с применением менее надёжного прямого поиска.

Данные об односторонних закрытиях каналов по методу идентификации

Метод идентификации Количество транзакций Стоимость в BTC
Обычные (не штрафные) sweep-транзакции 59 239 1070
Штрафные sweep-транзакции 269 3
Нижняя граница 59 508 1074
Односторонние закрытия без последующих sweep-транзакций (прямой поиск) 31 159 332
Верхняя граница 90 667 1405

Источник: результаты анализа блокчейна, проведённого BitMEX Research.

Примечание: Ончейн-данные охватывают период с 1 до 611 000 блока.

Объём транзакций здесь довольно велик и может указывать на большее число случаев экспериментального использования Lightning Network, чем многие ожидали. Данные говорят также о том, что процент односторонних закрытий каналов на самом деле выше, чем принято думать.

На рисунке 3 ниже показано общее количество односторонних закрытий в каждый календарный месяц с момента запуска Lightning Network исходя из данных, полученных по всем методологиям поиска. Результаты, похоже, говорят о том, что активность достигла пика в первой половине 2019 года, что не слишком расходится с другими метриками сети, такими как количество публичных каналов. Особый интерес вызывает тот факт, что в декабре 2019 года коэффициент односторонних закрытий снизился до уровня, не наблюдавшегося с начала прошлого года, хотя количество публичных каналов за этот период существенно возросло. Это может объясняться тем, что пользователи лучше узнают, как пользоваться технологиями Lightning Network, и совершенствованием кошельков.

Lightning Network: более 60 000 односторонних закрытий каналовРисунок 3 — Общее количество односторонних закрытий lightning-каналов в месяц (верхняя граница).
Источник: для данных о блокчейне – BitMEX Research, для данных о публичных каналах – TXStats.com.
Примечание: Ончейн-данные охватывают период с 1 до 611 000 блока, интерактивная диаграмма доступна в оригинале статьи.

На рисунке 4 ниже показано количество биткойнов, потраченных в транзакциях одностороннего закрытия каналов с течением времени. Опять же, здесь виден постепенный рост количества транзакций с наиболее крутым наклоном в апреле 2019 года.

Lightning Network: более 60 000 односторонних закрытий каналовРисунок 4 — Общее количество BTC, потраченных за месяц в транзакциях одностороннего закрытия lightning-каналов (верхняя граница).
Источник: для данных о блокчейне – BitMEX Research, для данных о публичных каналах – TXStats.com).
Примечание: Ончейн-данные охватывают период с 1 до 611 000 блока, интерактивная диаграмма доступна в оригинале статьи.

На рисунке 5 показаны только односторонние закрытия, определённые с помощью более надёжной методологии поиска по sweep-транзакциям.

Lightning Network: более 60 000 односторонних закрытий каналовРисунок 5 — Количество односторонних закрытий каналов в месяц (нижняя граница).
Источник: результаты анализа блокчейна, проведённого BitMEX Research.
Примечание: Ончейн-данные охватывают период с 1 до 611 000 блока, интерактивная диаграмма доступна в оригинале статьи.

На рисунке 6 ниже показаны только односторонние закрытия, определённые с помощью менее надёжной методологии прямого поиска, где средства не выводились из каналов с использованием скрипта OP_IF. Здесь цифры представляются более волатильными. По мере приближения к текущей дате в этих транзакциях не наблюдается пика, что может указывать на то, что ожидание истечения времени блокировки средств (lock-time) не может быть существенным драйвером для транзакций в этой категории. Вероятной причиной для появления этих транзакций может быть сценарий, когда пользователь инициирует одностороннее закрытие канала только с входящей пропускной способностью – возможно, нежелательного или неиспользуемого.

Lightning Network: более 60 000 односторонних закрытий каналовРисунок 6 — Общее количество BTC, потраченных в транзакциях одностороннего закрытия lightning-каналов в месяц (без sweep-транзакции).
Источник: результаты анализа блокчейна, проведённого BitMEX Research.
Примечание: Ончейн-данные охватывают период с 1 до 611 000 блока, интерактивная диаграмма доступна в оригинале статьи.

Соотношение с рынком комиссий Биткойна

На рисунке 7 количество односторонних закрытий каналов в день соотносится с размером комиссий Биткойна. График, по-видимому не указывает на то, что закрытия каналов провоцировались резким ростом комиссий для ончейн-транзакций, как многие опасались. Это можно составлять элемент риска для дальнейшего развития Lightning Network.

Lightning Network: более 60 000 односторонних закрытий каналовРисунок 7 — Количество односторонних закрытий lightning-каналов в сутки и комиссии Биткойна.
Источник: для данных о блокчейне – BitMEX Research, для данных о комиссиях – txstats.com.
Примечание: Ончейн-данные охватывают период с 1 до 611 000 блока, интерактивная диаграмма доступна в оригинале статьи.

Доля штрафных транзакций

Напомним, что есть два экономических сценария, проистекающих из одностороннего закрытия: с нарушением (когда закрывающая сторона транслирует старое состояние канала в попытке украсть средства) и без нарушения. Данные об односторонних закрытиях в этом отчёте включают оба этих сценария. В случае нарушения за закрытием канала может последовать штрафная транзакция, если попытка кражи обнаружена и честная сторона затребует все средства. Наш анализ показывает, что эти штрафные транзакции очень редки. Только 0,30% от односторонних закрытий приводят к штрафным транзакциям, совокупная стоимость которых составляет 0,22% от объёма всех закрытий каналов.

Кол-во транзакций Стоимость входов транзакций
Односторонние закрытия (верхняя граница) 90 667 1405,2 BTC
Штрафные транзакции 269 3,1 BTC
Процент 0,30% 0,22%

Источник: результаты анализа блокчейна, проведённого BitMEX Research.

Примечание: Ончейн-данные охватывают период с 1 до 611 000 блока.

Прямой поиск односторонних закрытий

Как уже упоминалось выше, в дополнение к поиску по sweep-транзакциям, мы попробовали применить менее надёжный метод прямого поиска односторонних закрытий, чтобы обнаружить также закрытия без задействования скрипта OP_IF. Наша [несовершенная и несколько дилетантская] методология основывалась на следующем:

  • Погашение входа транзакции – это скрипт с мультиподписью 2-из-2 pay-to-witness-script-hash (P2WSH)
  • Транзакция имеет один вход
  • Поле времени блокировки
  • Поле nsequence
  • Пустое поле script_sig

Мы применили вышеописанный фильтр ко всем транзакциям в истории Биткойна. Повторю ещё раз: наша методология не идеальна, она может включать транзакции, не являющиеся в действительности закрытиями lightning-каналов. С другой стороны, мы считаем, что едва ли этим критериям могут отвечать многие транзакции, помимо lightning, поскольку транзакции с мультиподписью 2-из-2 P2WSH достаточно редки. Следовательно, наша оценка может быть довольно точной.

В пользу точности нашей базы данных могут свидетельствовать следующие факторы:

  • Метод позволил правильно определить почти 60 000 транзакций, уже идентифицированных как односторонние закрытия по более точной системе поиска по sweep-транзакциям.
  • Наш анализ правильно определил каждое из 350 односторонних закрытий, в которых второй стороной транзакции были наши lightning-узлы.
  • Не было ни одного ложного срабатывания внутри выборки из 750 совместных закрытий каналов, выполненных нашими узлами. Значит, метод не определяет ошибочным образом совместные закрытия как односторонние.
  • Наша методология оценки не выявила каких-либо транзакций одностороннего закрытия до момента запуска Lightning Network в декабре 2017 года, хотя это может объясняться и тем, что такие транзакции выделяют свидетеля в отдельную структуру (Segregated Witness), чего не происходило до августа 2017 года.

Целостность данных

В поисках дополнительного подтверждения достоверности полученных данных, мы посчитали количество транзакций по категориям исходя из значений их входов. На рисунке 8 представлены эти данные для односторонних закрытий, определённых более надёжным и менее надёжным методами. Для обоих наборов данных на диаграмме виден небольшой пик в диапазоне от 0,16 до 0,17 BTC. На этот диапазон приходится ограничение размера транзакций, действующее в большинстве lightning-каналов и равное 0,167 BTC (или 1/6 биткойна). Этот пик в диапазоне 0,16–0,17 BTC и форма приведённого ниже графика могут указывать на то, что наш набор данных достаточно точно отражает количество lightning-транзакций, с применением как надёжной, так и менее надёжной методологии.

Lightning Network: более 60 000 односторонних закрытий каналовРисунок 8 — Доли транзакций одностороннего закрытия lightning-каналов, сгруппированных по значению входа (в BTC).
Источник: результаты анализа блокчейна, проведённого BitMEX Research.
Примечание: Ончейн-данные охватывают период с 1 до 611 000 блока. Стоимость транзакций в категориях больше либо равна нижней границе и меньше верхней границы указанных диапазонов. Последний диапазон больше либо равен 0,5 BTC. Интерактивная диаграмма доступна в оригинале статьи.

Относительный размер пика в диапазоне 0,16–0,17 BTC намного выше для более надёжной методологии, как и следовало ожидать. Нужно отметить существенный риск того, что мы могли ошибочно включить в нашу базу данных транзакции, не имеющие отношения к Lightning Network. С точки зрения статистики, более низкий (в относительном выражении) пик в диапазоне 0,16–0,17 BTC для методологии прямого поиска потенциально может быть свидетельством ложных срабатываний. С другой стороны, у этого явления могут быть и другие причины.

Вывод

Количество односторонних закрытий каналов оказалось выше, чем мы могли бы предположить – более 60 000, в сравнении с нашими ожиданиями обнаружить около 30 000 таких транзакций, что соответствовало бы также предположениям нескольких разработчиков Lightning, которые те нам высказывали. Полученные данные могут говорить о том, что эксперименты с мобильными lightning-кошельками, зачастую устанавливающими приватные каналы, могут быть более распространёнными, чем многие ожидали. Данные могут указывать также на то, что односторонний тип закрытия является более распространённым по сравнению с двусторонним (совместным), чем это предполагалось в сообществе.

Наш анализ даёт некоторое представление об ограничениях Lightning в отношении приватности. Притом что конфиденциальность в Lightning значительно выше, чем в ончейн-транзакциях Биткойна, вероятно, сервисы блокчейн-мониторинга и блок-эксплореры могут обнаруживать и публиковать односторонние закрытия и штрафные транзакции так же, как это сделали мы. Тот факт, что односторонние закрытия происходят чаще, чем многие думали, означает также, что преимущества Lightning в отношении конфиденциальности и масштабируемости ниже, чем многие ожидали. Однако будущие обновления протоколов Bitcoin и Lightning могут сделать такой тип анализа сложнее. В то же время, по мере того, как пользователи будут узнавать больше о Lightning Network и lightning-кошельки будут совершенствоваться, доля односторонних закрытий может сокращаться. На рисунках 3 и 4 видно, что в какой-то мере это уже происходит.

Если предположить, что совместные закрытия происходят в два раза чаще, чем односторонние, что имело место в случае узлов BitMEX и представляется консервативным допущением, то валовый поток биткойнов в Lightning Network с момента её запуска можно консервативно оценить в 4000 BTC. Это без учёта средств, находящихся внутри частных lightning-каналов, и, вероятно, является заниженной оценкой.

Описание Сумма
Односторонние закрытия каналов (нижняя граница) 1000 BTC
Совместные закрытия каналов, если исходить из предположения, что их в 2 раза больше, чем односторонних (для наших узлов их в 2,14 раз больше) 2000 BTC
Содержится в публичных каналах 870 BTC
Расчётный суммарный валовый приток в Lightning Network 3870 BTC

Это более высокая цифра, чем мы предполагали. Однако, несмотря на значительный валовый приток в Lightning и более высокий, чем ожидалось, уровень использования, мы не думаем, что это тот случай, когда значительный приток обусловлен необходимостью или реальной торговлей. На сегодняшний день Lightning остаётся сетью для энтузиастов и технических специалистов.

Bonus: Соотношение публичных и приватных каналов

Следующим вопросом, которым мы задались, стало соотношение количества публичных и приватных каналов. Мы использовали базу данных о публичных lightning-каналах 1ml.com, соотнесли её с нашим набором данных об односторонних закрытиях каналов и пришли к выводу, что около 28% односторонних закрытий относятся к приватным каналам. Эту цифру, 28%, можно рассматривать как разумный проксирующий показатель и для общей доли приватных каналов в Lightning Network.

Lightning Network: более 60 000 односторонних закрытий каналовРасчётная доля публичных и частных каналов в Lightning Network.
Источник: BitMEX Research, 1ml.com.
Примечания: На основе данных об односторонних закрытиях, определённых только по sweep-транзакциям.

Lightning-каналы, идентифицированные по sweep-транзакции

Каналы из базы 1ml.com (публичные) 43 839 72,2%
Каналы не из базы 1ml.com (приватные) 16 896 27,8%
Всего 60 735 100,0%

Источник: BitMEX Research, 1ml.com.

Примечания: Данные по состоянию на 23 января 2020 г.

Стоит оговорить, что у нас нет никакой уверенности, что полученные нами результаты, относящиеся только к односторонним закрытиям, идентифицированным по sweep-транзакции, можно экстраполировать на все lightning-каналы. Например, могут существовать самые разные причины для большей распространённости односторонних закрытий среди приватных каналов. Тем не менее мы считаем, что это одна из наиболее полных доступных сегодня оценок доли приватных каналов.

Некоторые из участников сообщества обращали наше внимание также на то, что анализ публичных и приватных каналов исходя из количества содержащихся в них BTC может быть более информативным, нежели приведённая нами метрика, основанная на количестве каналов.

Поэтому мы решили предоставить эти данные, опираясь на значения выходов 60 000 транзакций одностороннего закрытия каналов. В этих транзакциях было потрачено 1070 BTC, из которых 939 BTC были связаны с публичными каналами и 131 BTC – с приватными.

Lightning Network: более 60 000 односторонних закрытий каналовСоотношение среди односторонних закрытий каналов — публичные и приватные.
Источник: BitMEX Research.
Примечание: каналы определялись методом поиска sweep-транзакции, без учёта штрафных транзакций, интерактивная диаграмма доступна в оригинале статьи.

В процентах от совокупной стоимости, 88% каналов в нашем наборе данных являются публичными, в сравнении с 72% от общего количества каналов. Если предположить, что наша база данных отражает все существующие lightning-каналы, это говорит о том, что публичные каналы, в среднем, крупнее приватных, чего можно было ожидать.

Источник: 1, 2

Lightning Network: более 60 000 односторонних закрытий каналов