Lightning Network: більше 60 000 односторонніх закриттів каналів

У черговому матеріалі про Lightning Network ми представляємо оновлені дані BitMEX Research про зростання і поточний розмір мережі, а також наводимо статистику приватних каналів, які часто встановлюються мобільними гаманцями і, як правило, не враховуються в традиційних метриках мережі.

Related article: Він був пов'язаний з школою, але тепер живе життя стилів, які беруть участь в Bitcoin і інших cryptocurrency

В першу чергу ми зосередилися наодносторонньому (несумісні) закритті каналів і побудованої нами базі даних, яка, на нашу думку, містить всі транзакції цього типу. Наша база даних показує, що односторонні закриття каналів досить широко поширені і що рівень використання Lightning Network насправді вище, ніж передбачалося.

Основні висновки

Кількість односторонніх закриттів lightning-каналів в історії біткойнов становить більше 60 000.
У транзакціях одностороннього закриття каналів було витрачено понад 1000 BTC.

огляд

Lightning Network ще належить зіткнутися зсерйозними викликами, і навіть якщо вони будуть подолані, щодо потенціалу мережі як і раніше існує значна невизначеність. Проте Lightning Network, на наш погляд, є одним з найбільш захоплюючих проектів кріптоіндустріі, по крайней мере, з технічної точки зору.

Related article: Australian investor bought a 2,800sqm property in Charleville with money he earned by innovative financial tool

Про Lightning Network написано чимало. У цьому звіті ми фокусуємося на даних Lightning Network і статистиці її використання, часто використовуваних для оцінки зростання мережі. Однак більша частина цих даних заснована на цифрах, що повідомляються вузлами Lightning Network, які беруть участь в пиринговой (p2p) gossip-мережі Lightning. Наприклад, на сайті TXStats.com, спільний проект BitMEX Research і Coinmetrics, публікуються історичні дані про кількість публічних lightning-каналів і біткойнов, що містяться в них. За даними TXStats.com, в кінці грудня 2019 року існував 36 335 публічних каналів, що містять 871 BTC.

Хоча наведений вище аналіз корисний, в ньомувраховуються тільки дані про публічні каналах. Це може створювати неповне уявлення про мережу, оскільки багато lightning-канали ніяк не просувається: наприклад, мобільні гаманці можуть зберігати свої канали закритими. У цьому звіті ми публікуємо нові дані про Lightning Network, засновані на аналізі блокчейна Bitcoin і інформації про всі односторонніх закритті lightning-каналів, в тому числі приватних.

Методологія побудови бази даних про транзакції Lightning Network

Перш ніж переходити до результатів, хотілося брозповісти про те, як ми отримали ці дані. Існує кілька типів транзакцій Lightning Network, які записуються ончейн і потенційно можуть бути ідентифіковані як lightning-транзакції.

Тип транзакції	Можливість ідентифікувати транзакцію за допомогою аналізу блокчейна
відкриття каналу	Надійно безпосередньо ідентифікувати цей тип транзакцій тільки на основі інформації з блокчейна неможливо.</ P> Однак у випадку з публічними каналами цітранзакції можна ідентифікувати за даними, що отримуються від вузла Lightning Network. Крім цього, транзакція може бути визначена як належить до Lightning Network пізніше, коли вихід транзакції відшкодовується при односторонньому закритті каналу (про це нижче).
Спільне (двостороннє) закриття	Відрізнити цей тип транзакцій від інших, нещо відносяться до Lightning, може бути занадто складно. Можна просканувати блокчейн на предмет всіх расходований, відшкодовано з використанням скрипта мультіподпісі типу 2-з-2, але не можна бути впевненим, що всі ці транзакції пов'язані з Lightning Network.
Одностороннє (несумісні) закриття	Аналіз складний, і з абсолютною впевненістю сказати, чи стосується транзакція до Lightning Network, представляється скрутним.</ P> Проте можна все ж з достатнім ступенемдостовірності ідентифікувати ці транзакції як lightning. Після закриття каналу транзакцію можна з більшою точністю класифікувати як одностороннє закриття, якщо її вихід відшкодовується при виведенні коштів після закриття каналу. Цей третій сценарій і є основною темою сьогоднішнього звіту.

У разі одностороннього закриття каналутранзакція потенційно може супроводжуватися трьома типами сценаріїв, два з яких призводять до транзакції виведення коштів з каналу з використанням скрипта OP_IF біткойнов (sweep-транзакції). Ідентифікація з відносно високим ступенем достовірності цих OP_IF транзакцій очищення каналу можлива шляхом аналізу даних блокчейна.

Тип транзакції	Можливість ідентифікувати транзакцію за допомогою аналізу блокчейна
Звичайна sweep-транзакція	Такі транзакції можуть бути ідентифіковані досить надійно.
Штрафна sweep-транзакція	Такі транзакції теж можуть бути ідентифіковані досить надійно, але досить рідко.</ P> На сайті ForkMonitor є система оповіщень про штрафні транзакціях.
Відсутність sweep-транзакції	У деяких випадках після одностороннього закриття sweep-транзакція не виконується.</ P> Це може відбуватися з таких причин (список не є вичерпним): Користувач видалив або відключив свій гаманець, і тому не виводить кошти з каналу. Час блокування коштів (lock-time) ще не підійшло до кінця В останньому стані каналу всі засоби всередині нього були перераховані стороні, що не ініціювала закриття каналу, і тому sweep-транзакція не потрібно. Якщо немає sweep-транзакції, то, очевидно, немає і об'єкта для ончейн-аналізу.

На малюнку 2 нижче показана частина методології,яку ми використовували для побудови бази даних про транзакції одностороннього закриття каналів. Ми працювали в зворотному напрямку - вгору по діаграмі, в напрямку, протилежному потоку коштів, щоб визначити, які транзакції були односторонніми закриттями, і навіть ідентифікувати транзакції відкриття каналів.

Звичайно, цієї методології недостатньо, щобідентифікувати всі односторонні закриття каналів, оскільки деякі з них, як уже згадувалося вище, можуть відбуватися і без sweep-транзакції. Тому в якості доповнення до нашого аналізу, для решти транзакцій ми застосовували також менш надійний метод сканування.

Результати та їх аналіз

У таблицях і діаграмах нижче ми наводимостатистику про односторонні закритті каналів Lightning Network. З більш надійною методологією, з використанням sweep-транзакцій, нам вдалося ідентифікувати 59 508 транзакцій закриття каналів на загальну суму одна тисяча сімдесят чотири BTC. Це можна розглядати як нижню межу для реальної кількості односторонніх закриттів. На додаток до цього, прямий пошук односторонніх закриттів дав в цілому 90 667 результатів з загальну суму 1 405 BTC. Результат, отриманий з більш надійною методологією пошуку по sweep-транзакціях, є підмножиною від кількості, знайденого з застосуванням менш надійного прямого пошуку.

Дані про односторонні закритті каналів за методом ідентифікації

метод ідентифікації	кількість транзакцій	Вартість в BTC
Звичайні (НЕ штрафні) sweep-транзакції	59 239	1070
Штрафні sweep-транзакції	269	3
Нижня межа	59 508	1074
Односторонні закриття без подальших sweep-транзакцій (прямий пошук)	31 159	332
Верхня межа	90 667	1405

: Результати аналізу блокчейна, проведеного BitMEX Research.

Примітка: Ончейн-дані охоплюють період з 1 до 611 000 блоку.

Обсяг транзакцій тут досить великий і можевказувати на більше число випадків експериментального використання Lightning Network, ніж багато хто очікував. Дані говорять також про те, що відсоток односторонніх закриттів каналів насправді вище, ніж прийнято думати.

На малюнку 3 нижче показано загальна кількістьодносторонніх закриттів в кожен календарний місяць з моменту запуску Lightning Network виходячи з даних, отриманих за всіма методологій пошуку. Результати, схоже, говорять про те, що активність досягла піку в першій половині 2019 року, що не дуже розходиться з іншими метриками мережі, такими як кількість публічних каналів. Особливий інтерес викликає той факт, що в грудні 2019 року коефіцієнт односторонніх закриттів знизився до рівня, що не спостерігалося з початку минулого року, хоча кількість публічних каналів за цей період істотно зросла. Це може пояснюватися тим, що користувачі краще пізнають, як користуватися технологіями Lightning Network, і вдосконаленням гаманців.

На малюнку 4 нижче показано кількість біткойнов,витрачених в транзакціях одностороннього закриття каналів з плином часу. Знову ж таки, тут видно поступове зростання кількості транзакцій з найбільш крутим нахилом в квітні 2019 року.

На малюнку 5 показані тільки односторонні закриття, певні за допомогою більш надійною методології пошуку по sweep-транзакціях.

На малюнку 6 нижче показані тільки одностороннізакриття, певні за допомогою менш надійною методології прямого пошуку, де кошти не виводилися з каналів з використанням скрипта OP_IF. Тут цифри видаються більш волатильними. У міру наближення до поточної дати в цих транзакції не спостерігається піку, що може вказувати на те, що очікування закінчення часу блокування коштів (lock-time) не може бути суттєвим драйвером для транзакцій в цій категорії. Ймовірною причиною для появи цих транзакцій може бути сценарій, коли користувач ініціює одностороннє закриття каналу тільки з вхідною пропускною спроможністю - можливо, небажаного або невикористаного.

Співвідношення з ринком комісій біткойнов

На малюнку 7 кількість односторонніх закриттівканалів в день співвідноситься з розміром комісій біткойнов. Графік, мабуть не вказує на те, що закриття каналів провоцировались різким зростанням комісій для ончейн-транзакцій, як багато хто побоювався. Це можна складати елемент ризику для подальшого розвитку Lightning Network.

Частка штрафних транзакцій

Нагадаємо, що є два економічних сценарію,випливають з одностороннього закриття: з порушенням (коли закриває сторона транслює старе стан каналу в спробі вкрасти кошти) і без порушення. Дані про односторонні закритті в цьому звіті включають обидва ці сценарії. У разі порушення за закриттям каналу може послідувати штрафна транзакція, якщо спроба крадіжки виявлено і чесна сторона зажадає все кошти. Наш аналіз показує, що ці штрафні транзакції дуже рідкісні. Тільки 0,30% від односторонніх закриттів призводять до штрафних транзакціях, сукупна вартість яких складає 0,22% від обсягу всіх закриттів каналів.

	Кількість транзакцій	Вартість входів транзакцій
Односторонні закриття (верхня межа)	90 667	1405,2 BTC
штрафні транзакції	269	3,1 BTC
відсоток	0,30%	0,22%

: Результати аналізу блокчейна, проведеного BitMEX Research.

Примітка: Ончейн-дані охоплюють період з 1 до 611 000 блоку.

Прямий пошук односторонніх закриттів

Як уже згадувалося вище, на додаток до пошукупо sweep-транзакціях, ми спробували застосувати менш надійний метод прямого пошуку односторонніх закриттів, щоб виявити також закриття без задіяння скрипта OP_IF. Наша [недосконала і кілька дилетантська] методологія ґрунтувалася на наступному:

Погашення входу транзакції - це скрипт з мультіподпісью 2-з-2 pay-to-witness-script-hash (P2WSH)
Транзакція має один вхід
Поле часу блокування
поле nsequence
Пусте поле script_sig

Ми застосували вищеописаний фільтр до всіхтранзакціях в історії біткойнов. Повторю ще раз: наша методологія не ідеальна, вона може включати транзакції, які не є в дійсності закриттями lightning-каналів. З іншого боку, ми вважаємо, що навряд чи цим критеріям можуть відповідати багато транзакції, крім lightning, оскільки транзакції з мультіподпісью 2-з-2 P2WSH досить рідкісні. Отже, наша оцінка може бути досить точною.

На користь точності нашої бази даних можуть свідчити наступні фактори:

Метод дозволив правильно визначити майже 60 000 транзакцій, вже ідентифікованих як односторонні закриття по більш точної системі пошуку по sweep-транзакціях.
Наш аналіз правильно визначив кожне з 350 односторонніх закриттів, в яких другою стороною транзакції були наші lightning-вузли.
Не було жодного хибного спрацювання всерединівибірки з 750 спільних закриттів каналів, виконаних нашими вузлами. Значить, метод не визначає помилковим чином спільні закриття як односторонні.
Наша методологія оцінки не виявила будь-якихтранзакцій одностороннього закриття до моменту запуску Lightning Network в грудні 2017 року, хоча це може пояснюватися і тим, що такі транзакції виділяють свідка в окрему структуру (Segregated Witness), чого не відбувалося до серпня 2017 року.

Цілісність даних

У пошуках додаткового підтвердженнядостовірності отриманих даних, ми порахували кількість транзакцій за категоріями виходячи з значень їх входів. На малюнку 8 представлені ці дані для односторонніх закриттів, певних більш надійним і менш надійним методами. Для обох наборів даних на діаграмі видно невеликий пік в діапазоні від 0,16 до 0,17 BTC. На цей діапазон доводиться обмеження розміру транзакцій, що діє в більшості lightning-каналів і рівне 0,167 BTC (або 1/6 біткойнов). Цей пік в діапазоні 0,16-0,17 BTC і форма наведеного нижче графіка можуть вказувати на те, що наш набір даних досить точно відображає кількість lightning-транзакцій, із застосуванням як надійної, так і менш надійною методології.

Відносний розмір піку в діапазоні 0,16-0,17BTC набагато вище для більш надійної методології, як і слід було очікувати. Потрібно відзначити суттєвий ризик того, що ми могли помилково включити в нашу базу даних транзакції, що не мають відношення до Lightning Network. З точки зору статистики, більш низький (в відносному вираженні) пік в діапазоні 0,16-0,17 BTC для методології прямого пошуку потенційно може бути свідченням помилкових спрацьовувань. З іншого боку, у цього явища можуть бути й інші причини.

висновок

Кількість односторонніх закриттів каналіввиявилося вище, ніж ми могли б припустити - більше 60 000, в порівнянні з нашими очікуваннями виявити близько 30 000 таких транзакцій, що відповідало б також припущеннями декількох розробників Lightning, які ті нам висловлювали. Отримані дані можуть говорити про те, що експерименти з мобільними lightning-гаманцями, часто встановлюють приватні канали, можуть бути більш поширеними, ніж багато хто очікував. Дані можуть вказувати також на те, що односторонній тип закриття є більш поширеним в порівнянні з двостороннім (спільним), ніж це передбачалося в співтоваристві.

Наш аналіз дає певне уявлення прообмеженнях Lightning щодо приватності. Притому що конфіденційність в Lightning значно вище, ніж в ончейн-транзакціях біткойнов, ймовірно, сервіси блокчейн-моніторингу і блок-Експлорер можуть виявляти і публікувати односторонні закриття і штрафні транзакції так само, як це зробили ми. Той факт, що односторонні закриття відбуваються частіше, ніж багато хто думав, означає також, що переваги Lightning щодо конфіденційності та масштабованості нижче, ніж багато хто очікував. Однак майбутні оновлення протоколів Bitcoin і Lightning можуть зробити такий тип аналізу складніше. У той же час, у міру того, як користувачі будуть дізнаватися більше про Lightning Network і lightning-гаманці будуть вдосконалюватися, частка односторонніх закриттів може скорочуватися. На малюнках 3 і 4 видно, що в якійсь мірі це вже відбувається.

Якщо припустити, що спільні закриттявідбуваються в два рази частіше, ніж односторонні, що мало місце у випадку вузлів BitMEX і представляється консервативним припущенням, то валовий потік біткойнов в Lightning Network з моменту її запуску можна консервативно оцінити в 4000 BTC. Це без урахування коштів, що знаходяться всередині приватних lightning-каналів, і, ймовірно, є заниженою оцінкою.

опис	сума
Односторонні закриття каналів (нижня межа)	1000 BTC
Спільні закриття каналів, якщо виходити з припущення, що їх в 2 рази більше, ніж односторонніх (для наших вузлів їх в 2,14 раз більше)	2000 BTC
Міститься в публічних каналах	870 BTC
Розрахунковий сумарний валовий приплив в Lightning Network	3870 BTC

Це більш висока цифра, ніж ми припускали. Однак, незважаючи на значний валовий приплив в Lightning і більш високий, ніж очікувалося, рівень використання, ми не думаємо, що це той випадок, коли значний приплив обумовлений необхідністю або реальної торгівлею. На сьогоднішній день Lightning залишається мережею для ентузіастів і технічних фахівців.

Bonus: Співвідношення публічних і приватних каналів

Наступним питанням, яким ми задалися, сталоспіввідношення кількості публічних і приватних каналів. Ми використовували базу даних про публічних lightning-каналах 1ml.com, співвіднесли її з нашим набором даних про односторонні закритті каналів і прийшли до висновку, що близько 28% односторонніх закриттів відносяться до приватних каналах. Цю цифру, 28%, можна розглядати як розумний проксірующій показник і для загальної частки приватних каналів в Lightning Network.

Lightning-канали, ідентифіковані по sweep-транзакції

Канали з бази 1ml.com (публічні)	43 839	72,2%
Канали не з бази 1ml.com (приватні)	16 896	27,8%
всього	60 735	100,0%

: BitMEX Research, 1ml.com.

Примітки: Дані за станом на 23 січня 2020 р

Варто домовитися про те, що у нас немає ніякоївпевненості, що отримані нами результати, що стосуються лише одностороннім закриттям, ідентифікованим за sweep-транзакції, можна екстраполювати на все lightning-канали. Наприклад, можуть існувати різні причини для більшої поширеності односторонніх закриттів серед приватних каналів. Проте ми вважаємо, що це одна з найбільш повних доступних сьогодні оцінок частки приватних каналів.

Деякі з учасників спільноти звертали нашуувагу також на те, що аналіз публічних і приватних каналів виходячи з кількості містяться в них BTC може бути більш інформативним, ніж наведена нами метрика, заснована на кількості каналів.

Тому ми вирішили надати ці дані,спираючись на значення виходів 60 000 транзакцій одностороннього закриття каналів. У цих транзакціях було витрачено 1070 BTC, з яких 939 BTC були пов'язані з публічними каналами і 131 BTC - з приватними.

У відсотках від сукупної вартості, 88% каналівв нашому наборі даних є публічними, в порівнянні з 72% від загальної кількості каналів. Якщо припустити, що наша база даних відображає всі існуючі lightning-канали, це говорить про те, що публічні канали, в середньому, більше приватних, чого можна було очікувати.

: 1, 2