O que é a Lightning Network?

O Bitcoin é revolucionário, mas seus problemas de escalabilidade limitam sua capacidade de lidar com um grande número de transações de forma rápida e econômica. A Lightning Network (LN), apresentada em um whitepaper de 2016, é uma solução de segunda camada projetada para corrigir esse problema, permitindo transações mais rápidas e baratas. 

Este artigo explora a evolução, os avanços, os desafios e o futuro da Lightning Network.

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Por que foi criada a Lightning Network do Bitcoin?

A Lightning Network, muitas vezes chamada de "camada de escalonamento de pagamentos" do Bitcoin, foi proposta pela primeira vez em 2016 e teve seu lançamento completo em 2018.

Em 2024, a adoção aumentou à medida que grandes empresas, provedores de serviços públicos e empresas de tecnologia se desenvolveram na rede, aumentando a eficiência do Bitcoin. Hoje, as principais bolsas baseadas nos EUA, como a Kraken e a Coinbase, suportam pagamentos Lightning, o que representa um marco significativo.

A adoção do Lightning se acelerou, com 2024 registrando um número recorde de empresas integrando a tecnologia - uma tendência que deve continuar em 2025.

A camada de base do Bitcoin pode processar cerca de 7 transações por segundo (TPS), mas, em condições reais, ela normalmente varia de 3,3 a 7 TPS - muito abaixo dos sistemas de pagamento tradicionais, como o Visa.

Leia mais: Problema de escalabilidade do Bitcoin

A rede da Visa é teoricamente capaz de processar mais de 65.000 mensagens de transação por segundo, embora, na prática, a média seja de cerca de 1.700 TPS, atingindo um pico de cerca de 15.900 TPS em 2018.

Para dimensionar as transações de Bitcoin, as soluções de camada 2, como a Lightning Network, permitem pagamentos instantâneos, de alto volume e de baixo custo, aumentando significativamente o TPS efetivo do Bitcoin.

As taxas de transação do Bitcoin variam de acordo com a demanda da rede. A partir de fevereiro de 2025, as tarifas flutuaram significativamente. Em 1º de fevereiro, a taxa média caiu para US$ 1,37 (uma redução de 12,21% em relação ao dia anterior e uma redução de 79,15% em relação ao ano anterior). No entanto, em 24 de fevereiro, o total de tarifas diárias atingiu US$ 1,324 milhão, um aumento de 5,43% em relação ao mesmo dia do ano passado.

O Bitcoin costuma ser uma opção econômica para grandes transferências, mas para microtransações (por exemplo, comprar café ou fazer pequenas doações), as taxas de transação e os tempos de confirmação podem ser uma desvantagem. As soluções de camada 2, como a Lightning Network e as carteiras de Bitcoin integradas à Lightning, ajudam a resolver esses problemas, permitindo pagamentos mais rápidos e de baixo custo.

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Rede Lightning em teoria: Um mergulho profundo no dimensionamento da camada 2

A Lightning Network (LN) se baseia na camada de base do Bitcoin, abordando seus limites de escalabilidade. As transações de Bitcoin devem ser registradas na cadeia em blocos adicionados a cada 10 minutos, criando um limite rígido no volume de transações, a menos que o protocolo seja significativamente modificado. O LN contorna esse problema permitindo transações fora da cadeia, reduzindo o congestionamento e as taxas.

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Os debates sobre o protocolo do Bitcoin levaram a hard forks, como o Bitcoin Cash. Em vez de bifurcar, a Lightning Network (LN) opera como uma solução de camada 2, melhorando a escalabilidade e a velocidade sem alterar o protocolo básico do Bitcoin - oferecendo benefícios semelhantes a grandes reformulações, mas dentro da rede existente.

A Lightning Network (LN) permite transações mais rápidas ao criar um canal de pagamento entre duas partes. Somente a primeira e a última transação são registradas na cadeia; todas as outras ocorrem fora da cadeia, contornando os limites do protocolo do Bitcoin e reduzindo as taxas.

Para abrir um canal de pagamento da Lightning Network (LN), ambas as partes comprometem Bitcoin, que permanece bloqueado enquanto o canal estiver aberto. O valor máximo transferível é limitado ao total de Bitcoins comprometidos por ambas as partes. Veja um exemplo para ilustrar isso:

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Abertura de um canal de pagamento

Imagine que Alice e Bob queiram configurar um canal de pagamento da Lightning Network.

• Alice compromete 10 BTC e Bob compromete 5 BTC, criando um pool compartilhado de 15 BTC.

• Essa transação de abertura é registrada no blockchain do Bitcoin, o que leva cerca de 10 minutos.

• Uma vez confirmadas, Alice e Bob podem trocar várias transações instantaneamente com taxas mínimas - significativamente menores do que as transações na cadeia.

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Realização de transações

Agora que o canal está aberto, Alice e Bob podem trocar BTC livremente sem precisar do blockchain:

1. Alice envia a Bob 1 BTC → Alice: 9 BTC, Bob: 6 BTC

2. Alice envia a Bob 2 BTC → Alice: 7 BTC, Bob: 8 BTC

3. Bob envia 3 BTC para Alice → Alice: 10 BTC, Bob: 5 BTC

4. Bob envia 1 BTC para Alice → Alice: 11 BTC, Bob: 4 BTC

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Fechando o canal

Quando Alice ou Bob decidem fechar o canal:

• Uma transação de fechamento é enviada para o blockchain do Bitcoin.

• Os saldos finais - Alice: 11 BTC, Bob: 4 BTC - são registrados na cadeia.

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Encaminhamento de pagamentos por meio da Lightning Network

Se Alice quiser enviar 1 BTC para Carol, mas não tiver um canal direto, ela poderá encaminhar os pagamentos por meio de Bob, que tem um canal com Carol.

Bob encaminha a transação, possivelmente cobrando uma pequena taxa. À medida que mais canais se formam, Alice pode fazer transações com qualquer pessoa, encaminhando os pagamentos por meio de nós intermediários, da mesma forma que a Internet retransmite dados entre vários servidores.

P.S. A rede está mudando de canais menores e ineficientes para nós menores, maiores e bem conectados.

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Como a Lightning Network se expande

A Lightning Network (LN) cria uma rede mesh em que os usuários se conectam por meio de vários canais de pagamento. Mesmo sem um canal direto, as transações podem ser roteadas por meio de nós intermediários, permitindo pagamentos contínuos.

Por exemplo, mesmo que o Nó A esteja conectado apenas aos Nós B e C, ele ainda pode fazer transações com o Nó Q encaminhando os pagamentos pela rede. Esse roteamento eficiente permite transações instantâneas e de baixo custo com Bitcoin em todo o mundo.

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Desafios e compensações na rede Lightning

A Lightning Network (LN) é um protocolo relativamente novo que enfrenta desafios de usabilidade e segurança, que são destacados a seguir.

1- Desafios da execução de um nó de LN (Lightning Network)

A capacidade média do canal aumentou 214% em quatro anos, enquanto o número de canais por nó diminuiu 30%.

Um grande desafio para a adoção de LN é a complexidade de operar um nó Lightning. Embora o LN dependa de uma forte rede de nós, a operação de um nó requer conhecimento técnico e gerenciamento contínuo, o que pode impedir participantes menores. Entretanto, a configuração e a manutenção de um nó de LN podem ser complexas, e os nós menores podem ter dificuldades com os incentivos de pagamento. Embora a operação de um nó de LN não seja drasticamente mais difícil do que a operação de um nó completo de Bitcoin, a complexidade adicional pode limitar a adoção.

2- Compensações entre usabilidade e segurança

Como o LN suporta principalmente microtransações, a maioria dos usuários interagirá com ele por meio de carteiras habilitadas para LN. No entanto, essas carteiras têm desvantagens:

• As carteiras Lightning sem custódia oferecem mais controle, mas são mais difíceis de usar, muitas vezes confusas para novos usuários.

• As carteiras Lightning de custódia oferecem facilidade de uso, mas exigem que se confie em um terceiro para proteger os fundos, o que introduz riscos potenciais se o provedor de serviços falhar ou for comprometido.

O equilíbrio entre usabilidade, segurança e descentralização continua sendo um desafio para a adoção generalizada das LNs.

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3- Vulnerabilidades 

A Lightning Network (LN) foi identificada como vulnerável a vários tipos de ataques, incluindo:

• Inundações e ataques de saque: Os invasores podem enviar spam para a rede com transações, forçando vários usuários a reivindicar fundos na cadeia simultaneamente. Esse congestionamento pode aumentar as taxas e atrasar as transações, o que pode levar a perdas.

• Ataques de dilatação de tempo: Os invasores podem atrasar a entrega de blocos, impedindo que as vítimas percebam novos blocos em tempo real. 

• Ataques de fixação: Os invasores podem manipular as taxas de transação para induzir as vítimas a fechar indevidamente seus canais de LN, permitindo o roubo. 

• Ataques de Griefing: Os invasores podem congelar os fundos de LN da vítima, impedindo transações sem roubar fundos. 

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Aprimoramentos futuros para a Bitcoin Lightning Network

Embora existam vulnerabilidades, não foram registradas grandes explorações. A complexidade desses ataques dificulta sua execução, e os desenvolvedores continuam trabalhando em mitigações, considerando a identificação de vulnerabilidades como uma fase necessária de crescimento. A abordagem de determinados ataques, como pinning e time-dilation, pode exigir atualizações nas implementações de LN e no Bitcoin Core. 

A Lightning Network enfrenta desafios, mas como um protocolo relativamente novo, essas dores de crescimento são esperadas. Os desenvolvedores estão refinando ativamente o sistema, e as melhorias futuras poderão aumentar a escalabilidade e a adoção do Bitcoin.

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