Năm 2014, hai kỹ sư Joseph Poon và Thaddeus Dryja thường thảo luận về vấn đề trung tâm của Bitcoin: Làm thế nào để nó hữu ích hơn? Thiết kế của mạng Bitcoin đang hạn chế xử lý chỉ từ ba đến bảy giao dịch mỗi giây, quá ít ỏi so với hàng chục nghìn giao dịch mỗi giây của Visa. Poon và Dryja nhận ra rằng để Bitcoin đạt đến tiềm năng tối đa, nó cần được sửa chữa.
Hai người họ đưa ra một ý tưởng với những yếu tố vốn đã xuất hiện tại thời điểm đó. Sáu tháng sau, họ công bố nghiên cứu của mình tại một buổi họp mặt Bitcoin ở San Francisco. Hai kỹ sư gọi nó là Lightning Network, một hệ thống gắn ghép được vào blockchain của đồng tiền mã hóa. Với lớp mã bổ sung này, họ tin rằng Bitcoin có thể hỗ trợ nhiều giao dịch hơn, nhanh gần như ngay lập tức, đáng tin cậy và chi phí giao dịch thấp, trong khi vẫn không có sự tham gia của ngân hàng và các tổ chức khác. Nói cách khác, giải pháp Lightning Network hứa hẹn sẽ hoàn thiện giấc mơ tiền tệ mật mã của Satoshi Nakamoto vào năm 2008.
Giới đam mê blockchain bắt đầu phân tích các chi tiết kỹ thuật của Lightning Network trên blog và các mạng xã hội. Trên toàn thế giới, các kỹ sư bắt đầu cố gắng biến ý tưởng của Poon và Dryja thành bộ mã hoạt động. Rusty Russell, nhà phát triển tại công ty công nghệ blockchain Blockstream, cho biết: “Sau Satoshi, đây là lần thứ hai tôi đọc một whitepaper thú vị như vậy trong kỷ nguyên blockchain hiện nay”.
Giờ đây, hơn ba năm sau khi Poon và Dryja chia sẻ ý tưởng của họ, Lightning Network đang trở thành hiện thực. Tháng 12 năm ngoài, các nhóm phát triển mạng lưới đã tập hợp lại và phát hành phiên bản “1.0”. Sau đó các nhà phát triển dùng Bitcoin dựa trên phiên bản đầu tiên này để tiến hành mua các bài viết trên nền tảng viết blog Y’alls. Lập trình viên Alex Bosworth đã sử dụng Lightning Network để thanh toán hóa đơn điện thoại bằng Bitcoin của riêng mình. Tháng 1 năm nay, Blockstream đã cho ra mắt website thương mại điện tử bán áo thun và hình dán, chỉ chấp nhận thanh toán bằng Lightning.
Russell nhận xét: “Có thể bạn đã từng nghe nói về Bitcoin với ‘công cụ thanh toán miễn phí tức thời trên toàn thế giới’. Nhưng nếu bạn tìm hiểu sâu hơn, bạn sẽ thấy nó không thực sự rẻ đến thế và cũng không bao giờ nhanh tức thời. Nhưng Lightning thực sự làm được những điều đó”.
Câu hỏi hóc búa về tiền mã hóa
Sửa chữa và cải tiến Bitcoin đã trở thành nỗi ám ảnh của cộng đồng nhà phát triển, thợ mỏ cũng như nhà đầu tư, những người muốn chứng kiến tiền mật mã trở thành tương lai của ngành tài chính. Vấn đề nằm ở trọng tâm thiết kế của nó. Khi một người mua hoặc bán thứ gì đó bằng Bitcoin, giao dịch đó được phát sóng tới toàn bộ mạng Bitcoin. Cho dù nhỏ hay lớn, mỗi thanh toán luôn được lưu trữ trên khoảng 200.000 máy tính tham gia vào mạng lưới. Với độ phổ biến ngày càng cao của Bitcoin, kiểu sắp xếp như vậy làm cho hệ thống quá căng thẳng để xử lý luồng giao dịch.
Blockchain bao gồm các block đúng nghĩa: các tập hợp giao dịch được sắp xếp thành các đoạn liên tiếp. Để một giao dịch được công nhận, các thợ mỏ phải thực hiện các quy trình điện toán chuyên sâu để đưa nó vào một block mới và quá trình này mất trung bình 10 phút. Khoảng 2.000 giao dịch có thể vừa trong một block, vì vậy giao dịch tồn đọng là hiện tượng thường gặp. Đó là vấn đề số 1: quy trình tạo block vốn đã chậm.
Bởi vì không gian của block bị hạn chế, người chi tiền sẽ trả kèm một khoản phí để khích lệ các thợ mỏ ưu tiên xác nhận giao dịch của họ trước người khác. Khi lượng tồn đọng thanh toán tăng lên, người chi tiền sẽ trả phí ngày càng hậu hĩnh để thu hút các thợ mỏ làm việc với giao dịch của họ. Ví dụ, có một lần phí xử lý thanh toán trung bình trong block tiếp theo (xác nhận trong khoảng 10 phút) là 14 đô la. Lệ phí là như nhau đối với khoản thanh toán 5 đô hoặc 50.000 đô la. Đó là vấn đề số 2: lệ phí làm cho các giao dịch nhỏ lẻ trở nên phi thực tế.
Các nhà phát triển đã đề xuất và tranh luận nhiều phương pháp sửa chữa Bitcoin, nhưng ít giải pháp nào lấy Lightning Network làm động lực. Ý tưởng cốt lõi của nó là phần lớn các khoản thanh toán không cần phải ghi vào sổ cái Bitcoin. Thay vào đó, chúng có thể diễn ra tại các kênh riêng tư (channel) giữa người dùng. Các nhà phát triển của Lightning Network muốn tìm cách chuyển các thanh toán hàng ngày sang các kênh riêng tư và sử dụng blockchain làm phương án dự phòng an toàn nhằm đảm bảo hoạt động thương mại trung thực.
Trong hệ thống này, hai bên sẽ mở một kênh và cam kết góp vốn cho nó. Việc mở kênh được phát sóng tới blockchain và sẽ phát sinh phí giao dịch Bitcoin như bình thường. Tuy nhiên, có thể duy trì kênh trong bao lâu tùy ý, ví dụ một tháng, trong thời gian đó, hai người dùng có thể trao đổi bao nhiêu khoản thanh toán tùy thích. Khi hết hạn mở, kênh đóng và báo cáo trạng thái cuối cùng của các giao dịch giữa hai người đến blockchain chính và phát sinh một khoản phí giao dịch khác. Nếu một bên cho rằng mình bị lừa, họ có thể phát sóng giao dịch bị tranh chấp tới blockchain, tại đó những người dùng khác có thể xác minh và thợ mỏ có thể cập nhật sổ cái, từ đó buộc người dùng vi phạm bồi thường.
Cơ chế sắp xếp này hoạt động có hiệu quả đối với các bên thường xuyên hợp tác kinh doanh, chẳng hạn như khách hàng quen mỗi ngày mua cà phê tại cùng một quán ăn hoặc một công ty trả lương cho nhân viên của họ. Kênh vẫn mở tức là các khoản thanh toán tại đó là miễn phí. Bởi vì chúng không dựa vào blockchain, chúng có thể được hoàn tất với tốc độ Internet. Nhưng bước đổi mới thực sự chỉ xảy ra khi các kênh đó được mở vô thời hạn, thậm chí có thể trong vài chục năm, cho đến khi chúng kết nối vào các mạng lưới rộng lớn. Thiết kế của hệ thống bao gồm các tính năng mã hóa bổ sung cho phép người dùng gửi thanh toán một cách an toàn, không chỉ thông qua kết nối trực tiếp mà còn qua các mạng mở rộng.
Khía cạnh này rất quan trọng, vì nó cho phép người dùng chỉ cần mở kênh và trả phí giao dịch cho một vài kênh riêng tư để mua bán trên toàn bộ mạng lưới. Bộ mã nền tảng của Lightning Network có thể tìm thấy đường dẫn giữa các kết nối trực tiếp của người dùng với các bên ở xa hơn trong mạng lưới. Ví dụ: để thực hiện mua một bài viết lần đầu trên trang Y’alls, bạn sẽ không cần phải mở một kênh kết nối trực tiếp đến website hoặc tác giả của bài viết. Bạn có thể hướng dẫn mạng lưới, để nó gửi tiền của bạn theo một hướng đi nhất định thông qua các kết nối hiện có. Bạn sẽ phải trả một khoản phí nhỏ tương ứng với kích thước của khoản thanh toán, có lẽ là chưa đến một cent cho một khoản thanh toán trị giá vài đô la.
Nếu hệ thống Lightning thành công, theo thời gian Bitcoin có thể thay đổi hoàn toàn. Các thợ mỏ sẽ chỉ cần xác nhận giao dịch khi người dùng Bitcoin ra hiệu. Hầu hết các thanh toán sẽ diễn ra riêng tư. Và các giao dịch vi mô cuối cùng sẽ khả thi, bạn có thể giao dịch nếu bạn thực sự muốn dùng Bitcoin để mua một tách cà phê rẻ tiền.
John Newbery, kỹ sư tại công ty nghiên cứu Bitcoin Chaincode: “Khi tôi lần đầu tiên biết đến Bitcoin vào năm 2011, tôi nghĩ nó rất vô nghĩa và không thể nào mở rộng phục vụ tất cả khoản thanh toán mà một người muốn thực hiện, vì vậy tôi đã phớt lờ nó. Nhưng vào năm 2015, khi tôi biết về các kênh thanh toán và Lightning Network, tầm nhìn của tôi đã thay đổi. Tôi nghĩ bây giờ nó đã là một hệ thống có thể mở rộng”.
Khởi chạy Lightning
Nhưng trước tiên, phải có ai đó xây dựng nó đã. Tại Úc, công ty Blockstream là tổ chức đầu tiên thử nghiệm triển khai Lightning Network vào mùa hè năm 2015. Cũng trong khoảng thời gian đó, một công ty khởi nghiệp Bitcoin của Pháp có tên Acinq cũng bắt đầu chuyển từ kế hoạch xây dựng ví phần cứng sang dự định cống hiến cho Lightning. Mùa thu năm 2015, kỹ sư Poon và Dryja hợp tác với Elizabeth Stark để khởi động Lightning Labs. Cãi vã đã làm đội ngũ sáng lập “tan đàn xẻ nghé” và Poon và Dryja đã đi theo con đường riêng của họ, tuy nhiên Lightning Labs hiện vẫn đang dẫn đầu những nỗ lực phát triển mạng lưới tổng thể với một đội ngũ kỹ sư tái dựng.
Vào tháng 12 năm 2017, mối quan tâm dành cho dự án trỗi dậy sau khi các nhóm phát triển tuyên bố sáp nhập dự án triển khai riêng biệt thành một mạng lưới lớn hơn. CEO của Acinq, Pierre-Marie Padiou cho biết lưu lượng tải về ví di động Lightning của công ty (phần mềm lưu trữ khóa cá nhân cần thiết nếu muốn chi tiêu Bitcoin) đạt hơn 4.000 lượt. Trong khi đó, Lightning Labs đã thu hút hơn 1.000 người tham gia phòng chat công cộng trên Slack và đặt câu hỏi cho các nhà phát triển cũng như đóng góp mã hoặc lỗi flag.
Tiềm năng phi thường của Lightning Network: Tổng dung lượng mạng vượt qua 150.000 USD
