O que é a Lightning Network e como ela consolida 25 anos de pesquisas

A Lightning Network é uma poderosa combinação entre criptografia aplicada e desenho inteligente de incentivos econômicos.

Em seus múltiplos trabalhos a respeito dos smart contracts, os quais datam de muito antes do advento da tecnologia blockchain (1993-2005), o criptógrafo Nick Szabo dá ênfase a um aspecto em particular dessa tecnologia. Para funcionar de forma autônoma e digital (sendo capaz de validar a si mesmo), um contrato inteligente deveria apresentar um custo proibitivamente alto para ser quebrado. Szabo argumenta, de forma perspicaz, que tal fator é observável até mesmo nas formas mais rudimentares de contratos inteligentes, como uma vending machine. Isso porque dificilmente alguém acharia razoável investir na força necessária para quebrar uma máquina que vende latas de refrigerante a troco do volume máximo de dinheiro que ela pode armazenar num dia de bons negócios.

Não por acaso, as ideias de Nick Szabo são provavelmente a maior fonte de inspiração para o desenho de incentivos do protocolo Bitcoin em alguns aspectos. Em primeiro lugar, a própria teoria dos jogos por trás da mineração do sistema possui uma lógica muito similar ao que foi dito em relação ao custo de oportunidade de se quebrar a implementação de um smart contract. Isso é, a forma como foi construído o sistema de mineração torna proibitivamente cara a sua quebra. Um agente racional e egoísta que disponha de energia barata e hardware especializado, buscando maximizar apenas seu próprio lucro no protocolo, verá mais vantagem em gerar blocos verdadeiros pelos quais receberá bitcoins do que tentar fraudar a rede, já que isso lhe custaria mais do que aquilo que, muito provavelmente, a fraude poderia lhe render temporariamente.

Ademais, ainda que numa das formas mais simples que o protocolo permite fazer, cada transação de bitcoins é uma espécie de smart contract por si, dada a natureza de dinheiro programável da moeda digital. Embora o termo e a tecnologia tenham se popularizado enormemente como consequência da plataforma Ethereum, cujo foco é centrado no uso generalizado dos contratos inteligentes – e não apenas para transações financeiras, algumas funcionalidades do Bitcoin já eram desde sempre baseadas em smart contracts. E agora, com o avanço da Lightning Network, isso está crescendo e ficando mais evidente.

Surgida em meio à “guerra civil” que se estabeleceu na comunidade de desenvolvedores e entusiastas do Bitcoin nos últimos anos em relação a questões de sua escalabilidade, que culminou dentre outras coisas no fork do Bitcoin Cash, a Lightning Network se propõe a ser uma solução para o problema. Ela consiste em um sistema descentralizado capaz de assegurar um grande volume de micropagamentos instantâneos, sem o risco de se precisar custodiar seus bitcoins com um intermediário. Contudo, com exceção das transações inicial e final, referentes aos processos de abertura e fechamento de um canal de pagamento dentro da Lightning Network, todos os micropagamentos que ocorrem nesse ínterim não são diretamente registrados na blockchain. Por isso, o sistema é considerado uma solução “off-chain”.

Como dito anteriormente, o Bitcoin possui soluções para smart contracting na forma de um avançado sistema de scripting. Basicamente, isso significa dizer que o protocolo não apenas é capaz de mover valores de um usuário a outro, como permite que pequenos trechos de código computacional descrevam instruções pré-programáveis de como esses fundos devem se comportar no futuro, à luz de algumas variáveis (o tempo, por exemplo, é uma delas). É essencialmente nessa funcionalidade do protocolo Bitcoin, e em alguns outras, em que a Lightning Network é baseada, tornando viáveis em um ambiente descentralizado pagamentos pequenos o suficientes para não serem economicamente justificáveis de serem feitos diretamente na blockchain (“on-chain”). Ou seja, a Lightning Network é um meio a partir do qual se pode estabelecer uma segunda camada, uma espécie de rede paralela à do Bitcoin, que consegue tirar proveito direto da rede principal no quesito segurança dos fundos que são movidos através dela.

Na prática, existe uma analogia bem interessante para entender como a Lightning Network assegura os pagamentos sem ter que fazer com que todos eles passem pela blockchain. Trata-se de algo muito similar a uma relação contratual regulada por um sistema de arbitragem acordado entre as partes que transacionam, com o diferencial de que a “câmara de arbitragem” ou o “sistema notarial” que definem o que fazer em caso de disputa constituem um mecanismo descentralizado. Pode-se enxergar isso mais facilmente através do seguinte comparativo:

  1. Nos meios tradicionais, para celebrar um contrato entre duas partes, você deve criar o contrato, tê-lo assinado pelas partes e registrá-lo em um cartório. No caso da Lightning Network, a etapa correspondente é a de abrir um canal de pagamento com alguém. É neste ponto em que as informações iniciais cruciais para os casos de eventuais disputas posteriores são gravadas, diretamente na blockchain.
  2. Para assegurar que tudo transcorra adequadamente, mesmo que uma das partes aja de forma maliciosa, é necessário que as cláusulas do contrato tenham sido previamente firmadas antes do registro em cartório. É essencial construí-las de modo que qualquer uma das partes possa ter assegurado seu direito à reparação caso uma fraude seja tentada ou uma cláusula não seja cumprida. Na Lightning Network, essas regras são automaticamente firmadas de forma inteiramente funcional através do estabelecimento de “commitment transactions” ou “transações de comprometimento”, em tradução livre. Trata-se de uma “carta na manga” de ambas as partes da transação a qual, originalmente, não é transmitida diretamente para a blockchain. Essa “carta na manga” é usada, e a transação de comprometimento correspondente transmitida à blockchain, somente em caso de disputas.
  3. Se alguém não cumpre uma cláusula contratual celebrada com você, o caminho natural é reportar o fato a uma autoridade legal, certo de que ela lhe dará ganho de causa ao reconhecer como válido o contrato firmado. Na Lightning Network, isso significa dizer que, caso alguém tente usar seus fundos (referentes à transação de abertura de seu canal de pagamento) de forma fraudulenta, você pode transmitir o contrato (estipulado na transação de comprometimento) à blockchain, a qual lhe dará direito a todos os bitcoins contidos naquele determinado canal de pagamento entre as partes.
  4. Se as pessoas firmassem contratos para tudo no mundo real e eles fossem massivamente descumpridos, qualquer sistema de disputas se tornaria rapidamente impraticável, incapaz de atender à demanda em tempo hábil. Assim, da mesma forma que apenas uma parte minoritária dos contratos é descumprida e tem que chegar a uma disputa judicial, o mesmo pode ser esperado da blockchain. Canais de pagamento como aqueles estabelecidos e interconectados através da Lightning Network permitem a realização de micropagamentos seguros, descentralizados e privados sem passar pela blockchain; sendo ainda assim assegurados por ela, dado que se necessário ela pode ser acionada como mecanismo de disputa.

Diante do exposto até aqui, percebe-se como, de forma análoga ao próprio protocolo Bitcoin, a Lightning Network é uma poderosa combinação entre criptografia aplicada e desenho inteligente de incentivos econômicos. Ademais, tudo foi construído de forma cuidadosa e rigorosa, se tomamos como exemplo o que Nick Szabo disse a respeito dos mecanismos necessários para fazer com que contratos possam validar a si próprios, sem intermediários, nos meios digitais. Isso porque o  alto custo para se tentar fraudar um canal de pagamento sempre fará com que um agente econômico racional, mesmo que extremamente egoísta, seja incentivado a agir corretamente, sem tentar tomar indevidamente os fundos de outrem, já que isso pode lhe custar um prejuízo ainda maior. Essa bela criação do design criptoeconômico deve conduzir, nos próximos meses, a pagamentos em criptomoedas muito mais rápidos e baratos, de forma eficiente e prática, e até mesmo com maior privacidade.

Por fim, para auxiliar numa compreensão mais profunda dessas tecnologias, recomenda-se enfaticamente o estudo dos materiais abaixo, os quais foram utilizados como referência para produção desse texto.

Referências:
https://www.bitcoindesigned.com/infographics/understanding-the-lightning-network-part-1/
https://www.bitcoindesigned.com/infographics/understanding-the-lightning-network-part-2/
https://www.bitcoindesigned.com/infographics/understanding-the-lightning-network-part-3/
https://lightning.network/lightning-network-paper.pdf