Voortgangsrapport: Hoe Lightning Network, Liquid Network en Stacks de schaalbaarheidsuitdaging aanpakken?

Een belangrijke uitdaging in de wereld van cryptocurrency is schaalbaarheid, met name als het gaat om de verwerkingssnelheid van transacties. Blockchains, bijvoorbeeld, hebben vaak moeite met lage schaalbaarheid of capaciteit.

Om het in perspectief te plaatsen, kan de Bitcoin-blockchain slechts maximaal zeven transacties per seconde (TPS) verwerken, een scherp contrast met de robuuste verwerkingscapaciteit van een bedrijf als Visa (V ), dat tot 24.000 TPS aankan.

Dit blijft een groot probleem in crypto vanwege wat bekend staat als het blockchain-trilemma. Dit betekent dat een blockchain slechts twee van de drie zaken tegelijk kan bereiken; decentralisatie, schaalbaarheid of veiligheid. Hierdoor zijn compromissen onvermijdelijk!

Als het gaat om de grootste cryptocurrency Bitcoin, kan het overzetten van het crypto‑actief on‑chain een langzaam, duur en inefficiënt proces zijn. Dit komt doordat de pseudo‑anonieme maker Satoshi Nakamoto de blokgrootte beperkte tot 1 megabyte (MB) om te voorkomen dat mensen het netwerk spammen, wat ook de schaalbaarheid van Bitcoin beperkte.

De Bitcoin-blockchain gebruikt het Proof‑of‑Work (PoW) consensusmechanisme om transacties te bevestigen. En pas nadat een bepaald aantal miners de transacties heeft geverifieerd, vindt de uiteindelijke afwikkeling plaats en wordt er een blok gegenereerd. Omdat een blok gemiddeld 10 minuten nodig heeft om verwerkt te worden, kan er slechts een klein aantal transacties tegelijk doorgaan. Bovendien leidt een toename in vraag tot hogere kosten, wat de bruikbaarheid van Bitcoin beperkt.

Dit ontketende een schaalbaarheidsdebat, wat resulteerde in een golf van technologische innovatie binnen de Bitcoin‑gemeenschap.

De meest voor de hand liggende oplossing voor dit probleem is het vergroten van de blokgrootte. Echter, het is niet zo simpel, omdat dit de decentralisatie van het protocol zou kunnen verzwakken, de kernethos van de cryptowereld.

Een van de vroegste oplossingen voor het probleem werd in 2015 voorgesteld door ontwikkelaar Pieter Wiulle en heet Segregated Witness (SegWit). Dit proces wijzigt hoe transactiegegevens worden opgeslagen om de blokcapaciteit te vergroten zonder de limiet te wijzigen.

SegWit werd in augustus 2017 op de Bitcoin-blockchain uitgerold, waardoor de limiet werd aangepast naar 4 MB zonder de decentralisatie in gevaar te brengen. De meeste Bitcoin‑blokken blijven echter ongeveer 1,3 MB groot. Deze hard fork leidde ook tot de splitsing van het netwerk en de creatie van Bitcoin Cash (BCH).

Een andere manier om Bitcoin te schalen is via extra netwerken, zogenaamde lagen, die het mogelijk maken BTC over te dragen zonder direct de blockchain te gebruiken. Het betekent in wezen bouwen bovenop Bitcoin zonder wijzigingen aan de oorspronkelijke blockchain aan te brengen.

Bij gelaagde schaaloplossingen fungeert Bitcoin als de ultieme definitieve afwikkelingslaag voor transacties om stabiliteit, decentralisatie en veiligheid te waarborgen. Ondertussen verwerkt de tweede laag een groot aantal betalingen in batches. Om dit te bereiken, verbindt de gelaagde oplossing zich met de blockchain, maar zendt niet elke individuele transactie naar de blockchain, waardoor kosten worden bespaard en snellere afwikkeling mogelijk wordt.

Vandaag bekijken we enkele van de meest prominente Bitcoin‑schaaloplossingen, dus laten we beginnen!

Lightning Network (LN) 

Een van de populairste Bitcoin‑schaaloplossingen, the Lightning Network, werd oorspronkelijk voorgesteld in een whitepaper geschreven door Joseph Poon en Tadge Dryja in 2015. Het testnet werd uitgebracht in mei 2016, en de eerste implementatie verscheen in januari 2017, hoewel de eerste transactie in de echte wereld via een Lightning‑Network‑kanaal pas eind 2017 plaatsvond.

LN is ontworpen om Bitcoin‑transacties zo snel en goedkoop mogelijk te maken door een “layer 2” blockchain te introduceren. Het maakt gebruik van slimme contracten om off‑blockchain‑betalingskanalen tussen paren gebruikers op te zetten, en zodra deze zijn opgezet, kunnen fondsen bijna onmiddellijk tussen hen worden overgedragen.

Om een betalingskanaal te creëren, moet de betaler een bepaald bedrag aan BTC op het netwerk vergrendelen. Gebruikers kunnen hun betalingskanalen sluiten en hun uiteindelijke saldo op elk moment op de Bitcoin‑blockchain afwikkelen.

De L2 registreert alleen het openen en sluiten van betalingskanalen op de Bitcoin‑blockchain, waardoor het sneller kan bewegen en meer privacy biedt.

Op deze manier biedt de “leidende technologische ontwikkeling in meerpartijen‑financiële berekeningen met Bitcoin” de native blockchain de voordelen van snelheid, schaalbaarheid, ondersteuning voor micropayments en lage energievereisten. Echter, LN heeft ook nadelen, namelijk tegenpartijrisico tijdens transacties en een gebrek aan functionele schaalbaarheid.

Volgens gegevens van 1ML, zijn er momenteel meer dan 4.670 BTC vergrendeld in LN en worden er 69.000 kanalen gebruikt.

In de loop der tijd is de Lightning Network in populariteit gegroeid en vormt nu een ecosysteem van producten, projecten en oplossingen over verschillende sectoren, variërend van gaming, wallets en betalingen tot node‑beheer, infrastructuur en beloningen. Bijvoorbeeld, Pool helpt de liquiditeitsbehoeften van LN te beheren, en Taro helpt activa op LN te minten.

Onlangs kondigde Binance de succesvolle integratie van Bitcoin op de LN aan, wat een schaalbaardere oplossing belooft voor BTC‑stortingen en -opnames, en zich aansluit bij Kraken, OKX, Bitfinex en River Financial, die deze schaaloplossing al hebben geadopteerd.

Lightning Labs, een van de bedrijven die aan de Lightning Network werken, bracht in 2020 verschillende functies uit, zoals Keysend en Wumbo Channel, waarbij laatstgenoemde de transactiegrootte die over de LN kan worden uitgevoerd vergrootte.

Naarmate Kunstmatige Intelligentie (AI) dit jaar de wereld veroverde, kondigde Lightning Labs een nieuwe reeks ontwikkelaarstools aan die Bitcoin kunnen integreren met AI‑toepassingen en Large Language Models (LLMs) zoals ChatGPT, waardoor ze Bitcoin‑betalingen on‑chain en op LN kunnen verzenden, ontvangen en bewaren.

Liquid Network 

Gelanceerd door Blockstream in 2018, is Liquid Network weer een layer‑2 sidechain die de functionaliteit en prestaties van Bitcoin verbetert. Het is ontworpen om snelle, veilige en private uitgifte, overdracht en uitwisseling van stablecoins, security tokens en crypto‑activa op de Bitcoin‑blockchain mogelijk te maken.

Deze gelaagde oplossing bouwt technologieën en toepassingen bovenop Bitcoin. Het opereert onafhankelijk van het grootste netwerk via Liquid Federation, een groep crypto‑native organisaties die nieuwe blokken bevestigen en Bitcoin‑fondsen die in de multi‑handtekeningportefeuille van het netwerk worden gehouden, beveiligen en beheren. Het federatielid stemt ook over bestuursvertegenwoordigers die de besluitvorming over de platformoperaties en -onderhoud leiden.

Als sidechain stelt Liquid gebruikers in staat BTC naar en van de mainchain over te dragen via een twee‑weg. Hier worden activa 1:1 gekoppeld aan de waarde van het onderliggende asset dat ze vertegenwoordigen, waardoor iedereen hun tokens op een andere blockchain kan gebruiken. Het Liquid‑netwerk uitgeeft zijn eigen native asset, een “wrapped” versie van BTC genaamd Liquid Bitcoin (L‑BTC), die altijd wordt gecreëerd en verbrand door een gelijk bedrag aan BTC dat door het Liquid‑bestuur wordt vergrendeld.

Om te beginnen moeten gebruikers een “peg‑in” starten, een proces dat wordt voltooid door BTC te sturen naar een Bitcoin‑adres dat wordt beheerd door de Liquid Federation, die op zijn beurt een gelijkwaardig bedrag aan L‑BTC uitstuurt voor gebruik in het Liquid‑ecosysteem. L‑BTC kan ook worden verkregen via gecentraliseerde beurzen (CEX’s), OTC’s en swap‑platformen.

Om L‑BTC terug te wisselen naar BTC op het Bitcoin‑netwerk, moet de gebruiker een “peg‑out” initiëren, waarbij L‑BTC naar een burn‑adres wordt gestuurd om permanent uit het Liquid‑Network te worden verwijderd, waarna de Liquid Federation een gelijkwaardig bedrag aan BTC terugstuurt naar de gebruiker.

Met een bloktijd van slechts 60 seconden en een finaliteit van twee blokken kan het Liquid Network een veel hogere transactiedoorvoersnelheid bieden dan Bitcoin. En blokondertekening verhoogt niet alleen de transactiesnelheid, maar gebruikers hoeven ook geen extra kosten te betalen om transacties snel te verwerken. Bovendien, doordat het type asset en het aantal tokens verborgen blijven voor het openbare grootboek, hebben Liquid‑transacties native vertrouwelijkheid.

Met de Liquid Swap‑tool kan men elke twee Liquid‑activa (zoals L‑BTC en L‑USDT) verhandelen. Het heeft ook atomic swaps, waardoor peer‑to‑peer‑uitwisselingen tussen Bitcoin en Liquid mogelijk zijn zonder een vertrouwde tussenpersoon.

Echter, dit netwerk maakt niet alleen trustless swaps mogelijk via non‑custodial order books, maar stelt ook de uitgifte van security tokens en andere digitale assets mogelijk, iets wat niet mogelijk is op de Bitcoin‑mainchain‑laag vanwege de beperkte programmeerbaarheid. Deze nieuwe tokens kunnen verschillende digitale assets vertegenwoordigen, waaronder stablecoins, utility tokens, NFT’s en effecten.

Maar uiteraard kent het Liquid Network ook zorgen, zoals 15 functionarissen die door een paar partijen worden gecontroleerd, wat leidt tot problemen zoals single points of failure, censuur en kwaadwillende aanvallen.

Stacks (STX) 

Deze layer‑2 blockchain heeft misschien in 2023 aan populariteit gewonnen, maar de basis werd al in 2013 gelegd door Muneeb Ali en Ryan Shea toen het bekend stond als Blockstack. Het testnet van Stacks werd echter pas gelanceerd tijdens de bearmarkt van 2018, en het mainnet ging enkele maanden later live in oktober 2018.

Met een belangrijke update van het netwerk in januari 2020 verbond het Stacks 2.0‑mainnet zich native met en verankerde het platform op Bitcoin, en introduceerde het een nieuw tijdperk van innovatie voor het bouwen op het grootste blockchain‑netwerk.

Het bedrijf haalde $21,2 miljoen op in de eerste door de Securities and Exchange Commission (SEC) gekwalificeerde token‑verkoop in 2017. Zijn native token, STX, wordt gebruikt om transacties op de Stacks‑blockchain te betalen en om de smart contracts van Stacks van stroom te voorzien.

Stacks gebruikt een nieuw consensusmechanisme genaamd Proof‑of‑Transfer (PoX), waarbij miners BTC naar andere netwerkdeelnemers moeten sturen. Het Stacks‑protocol selecteert vervolgens willekeurig een winnende miner en beloont deze met STX en vergoedingen. Daarnaast gebruikt het netwerk een beloningssysteem genaamd “stacking”, waarbij BTC wordt verdeeld onder gebruikers die het netwerk ondersteunen en STX‑tokens voor een bepaalde periode vergrendelen.

PoX draait parallel aan Bitcoin’s Proof‑of‑Work (PoW) consensus en gebruikt deze als afwikkelingslaag. Dit betekent dat Stacks‑transacties worden gebundeld en vervolgens worden verzonden om op het hoofdnetwerk geverifieerd en gevalideerd te worden.

Dit vermogen om de beveiliging van de Bitcoin‑blockchain te benutten voor de afwikkeling van transacties kan helpen het Bitcoin‑DeFi‑ecosysteem op Stacks op te bouwen, dat ernaar streeft sBTC‑tokens de basis te laten vormen voor een veiliger Web3.

sBTC is een “trust‑minimized” twee‑weg Bitcoin‑Peg die Bitcoin‑kapitaalinstroom naar contracten in Stacks‑lagen mogelijk maakt en smart contracts in staat stelt programmatisch terug te schrijven naar Bitcoin L1. De activatie van Stacks 2.1 in maart heeft officieel de weg vrijgemaakt voor de aankomende Nakamoto‑ en sBTC‑releases.

Voor smart contracts gebruikt Stacks zijn eigen speciaal ontworpen programmeertaal genaamd “Clarity”, die geoptimaliseerd is voor voorspelbaarheid en veiligheid. Deze taal kan de Bitcoin‑status lezen en helpt bugs te mitigeren met zijn preview‑functionaliteit, waardoor ontwikkelaars code kunnen testen voordat ze een smart contract uitvoeren. In 2Q23 overschreden de smart contracts de mijlpaal van 60.000.

De Stacks‑gemeenschap groeit snel, met verschillende DeFi-, NFT-, DAO-, Game‑ en andere soorten dApps die op het platform ontstaan. Voor het ontwikkelen van apps biedt Stacks Gaia om data op te slaan en op te halen, de mogelijkheid om zich te registreren en in te loggen met afzonderlijke identiteiten, en voor gebruikers om transacties te ondertekenen en weer te geven. Deze functies samen stellen ontwikkelaars in staat krachtige en feature‑rijke gebruikerservaringen te bouwen.

Over het algemeen is de schaalbaarheid van Bitcoin een werk in uitvoering, waarbij L2‑oplossingen zich nog in een vroeg stadium van ontwikkeling en adoptie bevinden. Naarmate deze oplossingen aan populariteit winnen, zullen ze meer aandacht en waarde naar het kernnetwerk brengen, wat op zijn beurt zal leiden tot een verhoogd gebruik en populariteit van de L2’s, waardoor een feedback‑lus ontstaat.

Klik hier om alles te leren over investeren in Stacks (STX).