Como rede peer-to-peer (P2P), a rede principal do Bitcoin tem uma batalha difícil para ir além da reserva de valor. Imagine ter de gastar taxas extra (voláteis) cada vez que faz uma transação online com um dólar. Este é o custo de ter dinheiro descentralizado imune às graves armadilhas dos bancos centrais.

E muitos consideram-no um custo aceitável. Um problema perene e quente, as guerras de blocos do Bitcoin deram origem ao Bitcoin Cash (BCH) e ao Bitcoin SV (BSV) com tamanhos de bloco muito maiores para caber nas transações, mas alcançaram pouca tração. Um cenário mais provável para o dimensionamento do Bitcoin virá de soluções de camada 2, como a Lightning Network.

A Lightning Network aborda o problema do escalonamento do Bitcoin, sem ameaçar a sua descentralização, através dos canais de pagamento. Através deles, as transações on-chain são realizadas fora da cadeia, tanto quanto o financiamento BTC permite, apenas para serem devolvidas e liquidadas como um lote na rede principal do Bitcoin.

Infelizmente, a LN representa um passo intermédio, que é em si mesmo um obstáculo inerente à adopção em massa em qualquer empreendimento humano. Além disso, para transformar o Bitcoin num dinheiro sem atrito (taxas insignificantes), a LN tem alguns compromissos a ultrapassar, um dos quais é o problema da “última milha”.

Mas ao examiná-lo mais de perto, podemos ver que a visão original do Bitcoin como um “sistema de dinheiro eletrónico peer-to-peer” apresentada por Satoshi Nakamoto está mais perto de se materializar do que nunca.

O problema da última milha na Lightning Network 

Para que as redes de computadores sejam eficientes ao máximo, é necessário que estejam centralizadas ao máximo. Como um único ponto de controlo pode coordenar recursos e registos sem ter de chegar a um consenso de vários nós, o seu tempo de resposta é mais rápido e a sua latência é menor. E se surgir um estrangulamento, uma rede centralizada pode otimizar a distribuição de carga para evitar congestionamentos.

É por isso que um CBDC seria mais eficiente do que o Bitcoin como dinheiro sem atrito. Com isto em mente, a Lightning Network tem tudo o que é teoricamente necessário para igualar o campo de jogo. Tanto isto é verdade que o Federal Reserve Bank de Cleveland publicou um artigo em junho de 2022 intitulado “The Lightning Network: Turning Bitcoin into Money”.

O artigo concluiu que “a Lightning Network alivia uma importante restrição tecnológica ao permitir que os pagamentos sejam liquidados mais rapidamente”. No entanto, existe um problema inerente à LN. Este problema da “última milha” decorre do projeto de rede subjacente. Por exemplo, para que a Internet por fibra óptica seja adequadamente distribuída do hub central para as habitações individuais, é necessária uma infra-estrutura complementar.

Da mesma forma, a distribuição de mercadorias a partir de um armazém central, que recebia a carga dos comboios proveniente dos portos, acrescenta uma camada extra de complexidade e custos logísticos. O problema da última milha do LN advém da distribuição de liquidez através dos canais de pagamento.

Quando um utilizador abre um canal da Lightning Network, fá-lo comprometendo fundos BTC. Esta é a liquidez de saída que pode ser enviada para a outra parte. Para que um utilizador receba pagamentos, precisa de contar com a liquidez BTC bloqueada nos canais LN ligados ao seu node. Trata-se da liquidez de entrada na rede LN.

O artigo de Cleveland acima mencionado descreveu este sistema como um “sistema de liquidação líquida anexado ao sistema de liquidação bruta do Bitcoin”, com uma grande ressalva de que “poupa na liquidez, mas introduz risco de crédito da contraparte”. Mas por que razão seria esse o caso?

Digamos que há mais liquidez de saída nos canais da LN. Isto significaria que a capacidade dos utilizadores receberem pagamentos atempados diminuiria, criando assim o problema da última milha. A solução é óbvia: ter uma carteira de custódia que faça a gestão dos canais de liquidez dos utilizadores nos bastidores.

Mas isto também significa que os utilizadores perdem a principal característica do Bitcoin – possuir os seus próprios fundos. Por exemplo, a Carteira de Satoshi da Lightning Network é uma carteira de custódia que reequilibra automaticamente a capacidade do canal de entrada e saída.

Isto pode ser feito através de parcerias com outros nodes da LN que fornecem infraestrutura de liquidez prontamente. Infelizmente, este tipo de gestão automatizada exige a renúncia ao controlo das chaves privadas.

Por outras palavras, a carteira de custódia de Satoshi ou a Blue Wallet resolvem o enorme problema da experiência do utilizador com a LN, mas fazem-no à custa do “risco de crédito da contraparte”. Mas, no final da linha, até o jornal de Cleveland admite que “se a LN tivesse existido em 2017, o congestionamento poderia ter sido 93% menor”.

Felizmente, existem soluções no horizonte para resolver o problema da última milha no domínio da autocustódia.

Soluções Atuais e Emergentes

Na situação actual, não é razoável esperar a adopção em massa da LN, com carteiras autocustódicas, dado o elevado grau de gestão de liquidez exigido aos utilizadores. Teoricamente, os utilizadores poderiam entrar em grupos de chat privados e organizar o reequilíbrio do canal com contrapartes fiáveis ​​para aliviar este problema.

Também não é razoável esperar que esta seja uma prática padronizada. Mas já se verifica uma evolução desta abordagem inicial.

Mercados de Canais Lightning

Obviamente, há uma procura por fornecedores de liquidez na Lightning Network. Pelo seu serviço de encaminhamento de pagamentos P2P, recebem incentivos através de taxas. Mas como é que o utilizador final sabe qual a melhor taxa? Como sempre, a solução vem de um mercado que fixa o preço da procura disponível.

O caso em questão, o mercado Magma tem um explorador Lightning Amboss que permite aos utilizadores comprar ou vender canais LN em todos os tipos de clientes. Tem tido bastante sucesso até ao momento, tendo fornecido 178,96 BTC de liquidez em 3.672 canais abertos.

Embora este processo seja simplificado, pode-se argumentar que é outra etapa trabalhosa que prejudica a experiência do utilizador. É aqui que entra a interatividade da carteira.

Inovações na Interatividade da Carteira

No momento deste artigo, os participantes da LN que preferem a abordagem de autocustódia têm de lidar com um passo extra para além da gestão da liquidez. Cada vez que os utilizadores desejam concluir um pagamento na LN, o nó recetor deve estar online para assinar um contrato com hash bloqueado por tempo (HTLC).

Fiel à origem do Bitcoin P2P, o HTLC torna os intermediários redundantes por ter transações condicionais. O Hashlock exige que o destinatário forneça uma prova criptográfica, como uma pré-imagem secreta, para reclamar os fundos enviados. Além disso, o timelock define o prazo para a transação. Caso o prazo não seja cumprido, o remetente receberá automaticamente o reembolso dos seus fundos BTC.

Basta dizer que o HTLC minimiza significativamente o risco da contraparte como um mecanismo sem confiança, tornando-o uma engrenagem crítica da autocustódia. Por outro lado, os utilizadores da LN de custódia podem usufruir da disponibilidade do nó 24 horas por dia, 7 dias por semana. Para igualar a experiência, uma das principais prioridades é desenvolver Pagamentos Assíncronos.

A iniciativa Async Payments permitiria iniciar transações mesmo que o nó do destinatário estivesse offline. A sua carga seria assumida por um nó intermédio, que só seria ativado quando o recetor se voltasse a ligar à Lightning Network.

Para combater o óbvio problema de confiança desta camada adicional, Matt Corallo propôs uma solução sob a forma de Lightning Service Providers (LSP) sempre online. Isto funcionaria utilizando o LNURL. Como a sigla indica, o LNURL é um protocolo adicionado ao HTTP que facilita a comunicação entre clientes LN.

Os LSP utilizariam o LNURL para sinalizar o estado online/offline dos destinatários do pagamento. Especificamente, os LSP poderiam reter o pagamento até que tal sinal fosse recebido. Uma vez que o LNURL sinalize o estado de reconexão do destinatário, só então os fundos “bloqueados” seriam encaminhados, preservando a abordagem de autocustódia e ao mesmo tempo alcançando a utilidade sempre online.

Como os LSP não guardariam tecnicamente os fundos, mas apenas retransmitiriam o encaminhamento do pagamento para evitar o vencimento do prazo, nem sequer poderiam ser classificados como custodiantes em termos legais.

Por último, um novo desenvolvimento para melhorar a interactividade da carteira surge através dos pagamentos estáticos. Já possível na v. 0.13.0-beta do Atomic Multi-path Payments (AMP), esta funcionalidade permite aos utilizadores fragmentar pagamentos únicos e depois retransmiti-los através de vários canais de pagamento.

Como os fragmentos são transmitidos simultaneamente e o destinatário só pode reivindicar todos os fragmentos, a transação ou falha ou é totalmente liquidada. O AMP é um caminho significativo a seguir porque os fragmentos contornam as limitações de liquidez dos canais. Ao mesmo tempo, um utilizador pode emitir uma fatura estática porque pode ser cumprida através de vários pagamentos mais pequenos.

Soluções de Interatividade com a Blockchain

Embora as soluções de interatividade da carteira sejam promissoras, mesmo que sejam resolvidas com autocustódia, os utilizadores da LN ainda têm de lidar com a configuração inicial. Mais uma vez, os utilizadores de custódia do LN não têm qualquer custo quando as suas carteiras estão ativas porque dependem da infraestrutura pré-estabelecida.

Em contraste, para iniciar o seu primeiro canal de pagamento, os participantes da LN com autocustódia, utilizando a carteira Phoenix, Zap, Breez ou Muun, precisam de se comprometer com uma transação em cadeia, exercendo taxas de blockchain. Afinal, cabe-lhes fornecer liquidez para ser processada fora da rede.

A implicação disto é que, se mais pagamentos tivessem de ser feitos a diferentes comerciantes, os utilizadores da LN com autocustódia teriam de pagar mais taxas na rede, o que não parece um escalonamento de dinheiro sem atrito.

A solução crítica para resolver este problema é a proposta de longa data da fábrica de canais (Channel Factory), apresentada pela primeira vez no artigo de 2017 “Scalable funding of Bitcoin micropayment channel networks” de Conrad Burchert, Christian Decker e Roger Wattenhofer.

Simplificando, uma fábrica de canais expande a alocação de fundos multisig. Por exemplo, se existir uma fábrica multisig (endereço) de 10 em cada 10 (10 utilizadores), as partes dentro deste conjunto de liquidez partilhada poderão comprometer canais entre si. Ao fazê-lo, não precisariam de transmitir transações únicas na rede, evitando assim as taxas associadas.

A fábrica de canais introduz também o splicing de liquidez, à medida que os utilizadores redistribuem fundos entre si ou adicionam novos participantes, nenhum dos quais requer novas transações na rede. Assim que decidirem fechar este pool partilhado, a transação final será liquidada on-chain como um único lote de todas as liquidações LN executadas.

É fácil perceber como estes grandes pools poderiam ser criados em torno de estratégias de negociação, com os alertas de negociação a servirem como gatilhos para a realização de pagamentos.

Efetivamente, a abordagem da fábrica de canais eliminaria as taxas e os tempos de espera das carteiras de autocustódia para as conformações na cadeia. Embora marque todas as caixas como a solução final de escalonamento de autocustódia, exige a implementação de acordos.

Os Acordos como Precursores da Autocustódia em Grande Escala

Como as fábricas são baseadas em subscrições, criam um estrangulamento UTXO. Mesmo que um único utilizador não consiga subscrever, toda a fábrica de canais desmorona. Por sua vez, mais utilizadores adicionados adicionam mais pontos de falha.

A solução para isto são acordos simples com árvores de tempo limite. Teoricamente, isto facilitaria a integração de canais para milhões de utilizadores sob um único guarda-chuva UTXO. Esta abordagem tem em conta os utilizadores casuais, que não seriam obrigados a comprometer-se com as subscrições, ao mesmo tempo que tem em conta os destinatários assíncronos (não precisam de estar online 24 horas por dia, 7 dias por semana).

Em vez disso, estes acordos seriam geridos com árvores de tempo limite. Utilizando condições e bloqueios de tempo, os utilizadores receberiam penalizações por tentarem colocar um estado antigo na cadeia. Os scripts Covenant podem até ser utilizados para extrações de dados de faturas de relatórios de transações, análises avançadas de risco, relatórios automatizados e muito mais.

Atualmente, o envelope para empurrar os acordos vem da Ark. Este projeto contorna os problemas de confiança de custódia dentro da Lightning Network, introduzindo UTXOs virtuais (VTXOs). A parte virtual é fácil de compreender através do exemplo:

Pelo BTC depositado, a Alice recebe um cheque com um prazo de validade (time-lock) de quatro semanas.

Este cheque virtual serve como veículo de pagamento, mas sem exigir interação com a rede principal do Bitcoin.

Ao interagir com o protocolo Ark, a Alice renova mensalmente a data de vencimento do cheque. Caso contrário, o cheque é automaticamente resgatado por Bitcoin, na rede principal do Bitcoin.

Embora não seja necessário um acordo para que o Ark funcione, complementa-o perfeitamente se forem adicionadas condições ao script VTXO, tais como representações fora da cadeia de Bitcoin UTXOs não gastos. Esta construção de acordos baseada no Ark inclui uma estrutura onde nem sequer é necessária uma pré-sinalização para integrar os utilizadores.

Por outras palavras, os utilizadores não teriam de interagir com os fornecedores de serviços Ark (ASPs), equiparando a experiência do utilizador às carteiras de custódia.

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As Soluções Emergentes de Autocustódia são Importantes?

Tal como os custos da bateria representam um grande obstáculo à adoção em massa dos VE, a Lightning Network enfrenta o mesmo problema quando os utilizadores se deparam com a gestão da liquidez do canal. Num mundo em que a maioria das pessoas está habituada a simplesmente acenar com Visa/Mastercard perto de uma unidade PoS, isto é perfeitamente compreensível.

O recurso à gestão manual da liquidez é percebido como primitivo e regressivo. Portanto, este obstáculo anula o potencial da LN de aumentar o Bitcoin para uma moeda diária sem atrito. As carteiras de custódia contornaram isto eliminando o principal recurso de autocustódia do Bitcoin.

No entanto, os utilizadores de tais carteiras são beneficiários de receber pagamentos sempre online, uma vez que evitam os onerosos canais de liquidez ocultos. Dito isto, as soluções estão claramente no horizonte para resolver ambos os problemas, incluindo o Zeus Pay, que “hodls” fatura utilizando a abordagem de fatura estática mencionada acima.

Outra abordagem inteligente veio da Aqua Wallet ao integrar o sidechain Liquid com LN. A carteira de autocustódia troca automaticamente fundos para Liquid, como o L-BTC, sempre que os utilizadores da LN recebem fundos. Para reforçar ainda mais a UX, o Boltz da Aqua trata da manutenção do node Lightning.

Onde é que isto deixa o ecossistema LN como um todo? Em território de troca. Mesmo a sidechain líquida não é comparável à soberania da rede principal da Bitcoin. Nem outras soluções proporcionam um caminho claro para o aumento da autocustódia.

No final, é altamente provável que as carteiras de custódia se mantenham dominantes, estimando-se numa proporção de 1:8 a favor das carteiras de custódia. Esta tendência está alinhada com todos os outros empreendimentos humanos, onde o caminho com menos atrito é o mais trilhado.