Que sont les canaux de paiement?

Comprendre les bases des canaux de paiement

Les canaux de paiement sont une solution de mise à l'échelle de la couche 2 conçue pour permettre des transactions rapides et à faible coût dans les réseaux de blockchain, en particulier dans les crypto-monnaies comme Bitcoin et Ethereum . Au lieu d'enregistrer chaque transaction sur la blockchain, les canaux de paiement permettent à deux parties de mener plusieurs transactions hors chaîne tout en ne réglant que l'état final en chaîne. Cela réduit la congestion du réseau et réduit les frais de transaction. L'idée fondamentale est d'ouvrir un canal en verrouillant les fonds dans un portefeuille multi-signature contrôlé par les deux participants. Une fois ouvertes, ils peuvent échanger des mises à jour de transaction signées qui reflètent leur solde actuel sans les diffuser au réseau.

Le concept repose fortement sur les signatures cryptographiques et les contrats intelligents verrouillés dans le temps pour assurer la sécurité et l'équité. Chaque mise à jour des transactions doit être signée par les deux parties pour être valide, et l'état le plus récent remplace les précédents. Si une partie tente de tricher en diffusant un équilibre obsolète, l'autre peut le défier dans un délai défini en utilisant un mécanisme de pénalité . Cela rend le système sans confiance et sécurisé, même lorsque les participants ne se font pas pleinement confiance.

Comment les canaux de paiement fonctionnent étape par étape

Pour lancer un canal de paiement, les utilisateurs doivent suivre une série d'étapes précises:

• Les deux parties génèrent une adresse multi-signature qui nécessite les deux clés privées pour dépenser des fonds.
• Ils créent et signent une transaction de financement qui dépose une certaine quantité de crypto-monnaie dans la chaîne, qui est ensuite diffusée vers la blockchain.
• Après confirmation, ils échangent des transactions d'engagement , qui représentent la distribution actuelle des fonds dans le canal.
• Chaque nouveau paiement consiste à créer une nouvelle paire de transactions d'engagement, révoquant les précédentes par le biais de clés de révocation ou de préimages .
• Lorsqu'il est prêt à fermer, l'une ou l'autre des parties diffuse la dernière transaction d'engagement, et après une période de défi, les soldes finaux sont réglés sur la chaîne.

Ce processus garantit que seulement deux transactions - l'ouverture et la fermeture - sont enregistrées sur la blockchain, quel que soit le nombre de transferts hors de la chaîne. L'utilisation de contrats de verrouillage temporel hachée (HTLCS) permet des paiements conditionnels, qui sont essentiels pour le routage via plusieurs canaux dans des réseaux comme le réseau Lightning .

Types de canaux de paiement

Il existe plusieurs variations de canaux de paiement, chacun adapté à différents cas d'utilisation:

• Les canaux unidirectionnels permettent les paiements dans une seule direction, généralement utilisés pour les paiements en streaming d'un expéditeur à un récepteur. Ceux-ci sont plus simples à implémenter mais moins flexibles.
• Les canaux bidirectionnels prennent en charge les transactions bidirectionnelles, permettant aux deux parties d'envoyer et de recevoir des fonds à plusieurs reprises. Il s'agit du type le plus courant utilisé dans les implémentations modernes comme le réseau Lightning .
• Les canaux d'État étendent le concept au-delà des paiements aux interactions générales des contrats intelligents, permettant l'exécution hors chaîne d'opérations complexes avec une finalité en chaîne.
• Les canaux de déversement acheminent automatiquement les fonds excédentaires vers de nouveaux canaux lorsque la capacité est atteinte, améliorant la gestion des liquidités.

Chaque type utilise des contrats intelligents ou une logique basée sur des scripts adaptés à ses fonctionnalités, garantissant que les fonds restent en sécurité même lors des interactions étendues hors chaîne.

Construire un canal de paiement sur le réseau Lightning

La création d'un canal de paiement sur le réseau Lightning implique des outils et des commandes spécifiques. Vous trouverez ci-dessous un guide détaillé utilisant C-Lightning , une implémentation populaire:

• Installez C-Lightning et assurez-vous que bitcoin D s'exécute en mode RegTest ou MainNet .
• Générez un portefeuille à l'aide de lightningd --daemon et confirmez qu'il est synchronisé avec la blockchain.
• Utilisez la commande fundchannel avec la clé publique d'un nœud et le montant Satoshi souhaité: lightning-cli fundchannel .
• Confirmer que la transaction de financement est diffusée en vérifiant le mempool ou en utilisant listfunds .
• Une fois confirmé, le canal devient actif et peut être utilisé pour envoyer ou recevoir des paiements via des commandes pay ou invoice .

Pour recevoir des paiements, générez une facture en utilisant: lightning-cli invoice . Pour envoyer, utiliser: lightning-cli pay . La surveillance de l'état du canal se fait avec listpeers et listchannels , qui affichent l'équilibre, l'état et la capacité de routage.

Mécanismes de sécurité dans les canaux de paiement

La sécurité des canaux de paiement est maintenue par plusieurs incitations cryptographiques et économiques:

• Les contrats de maturité de séquence révocables (RSMC) garantissent que les états obsolètes ne peuvent pas être utilisés pour voler des fonds. Chaque ancienne transaction d'engagement devient dépense par la contrepartie si la diffusion, agissant comme une punition pour tricherie.
• Les contrats bloqués dans le temps de hachage (HTLC) permettent un routage sans confiance sur plusieurs canaux en nécessitant une révélation préimage dans une fenêtre de temps.
• Watchtowers est des services tiers qui surveillent la blockchain pour les émissions frauduleuses et soumettent automatiquement les transactions de sanction au nom des utilisateurs hors ligne.
• Les transactions de réparation de violation sont pré-signées par les deux parties lors des mises à jour du canal, permettant des représailles immédiates si l'on essaie de régler un ancien état.

Ces mécanismes garantissent collectivement que même si un participant agit avec malveillance, ils sont confrontés à une perte financière, faisant du comportement honnête la stratégie optimale.

Défis et limitations courantes

Malgré leurs avantages, les canaux de paiement ont des limitations inhérentes:

• Les contraintes de liquidité obligent les utilisateurs à verrouiller les fonds à l'avance, ce qui limite la quantité qu'ils peuvent effectuer.
• Le déséquilibre des canaux se produit lorsqu'une partie épuise sa capacité sortante, empêchant d'autres paiements dans cette direction.
• La dépendance en chaîne signifie que l'ouverture et la fermeture des canaux nécessitent toujours une interaction blockchain, exposant les utilisateurs aux frais et retards de réseau.
• La complexité dans le routage augmente avec la taille du réseau, nécessitant des algorithmes de finition de chemin efficaces et des informations d'état de canal à jour.

Les utilisateurs doivent gérer activement leurs canaux, y compris le rééquilibrage via des paiements circulaires ou l'utilisation de techniques d'épissage pour ajouter ou supprimer des fonds sans fermer.

Questions fréquemment posées

Que se passe-t-il si ma connexion Internet baisse alors qu'un canal de paiement est ouvert? Si vous sortez hors ligne, votre nœud ne peut pas répondre à une tentative malveillante de diffuser un ancien état. Cependant, les tours de guet peuvent surveiller la blockchain en votre nom et soumettre une transaction de pénalité si une fraude est détectée. Il est recommandé d'utiliser un service de Watchtower fiable ou de maintenir une disponibilité élevée.

Puis-je fermer un canal de paiement unilatéralement? Oui, l'une ou l'autre des parties peut initier une fermeture unilatérale en diffusant la dernière transaction d'engagement qu'ils possèdent. Les fonds seront verrouillés pendant une période prédéfinie (via to_self_delay ) avant de devenir dépense, permettant à l'autre partie de contester si un état dépassé était utilisé.

Comment savoir si un canal de paiement a une capacité suffisante pour recevoir des fonds? Utilisez la commande listchannels dans votre logiciel de nœud pour afficher les montants dépenses et à recevoir . Le champ Remote_balance indique combien la contrepartie peut vous envoyer. Vous pouvez également demander une facture au destinataire pour vérifier leur capacité entrante.

Est-il possible d'acheter des paiements via plusieurs canaux de paiement? Oui, le réseau Lightning utilise le routage multi-HOP où les paiements traversent plusieurs canaux. Cela nécessite chaque nœud intermédiaire pour prendre en charge les HTLC et avoir une liquidité suffisante. Le routage est géré automatiquement par le nœud à l'aide d'algorithmes comme le routage source ou le routage assisté par LSP .