Освоение Lightning Network. Протокол второслойной блочной цепи для мгновенных Bitcoin-платежей

Андреас Н. Антонопулос,
Олаулува Осунтокун
и Рене Пикхард

Освоение  
Lightning Network

Протокол второслойной блочной цепи 
для мгновенных Bitcoin-платежей

Mastering  
the Lightning Network

A Second Layer Blockchain Protocol  
for Instant Bitcoin Payments

Andreas M. Antonopoulos,  
Olaoluwa Osuntokun  
& René Pickhardt

Освоение  
Lightning Network

Протокол второслойной блочной цепи 
для мгновенных Bitcoin-платежей

Андреас Н. Антонопулос,
Олаулува Осунтокун
и Рене Пикхард

Москва, 2023

УДК 004.04, 336.74
ББК  32.372
А72

Андреас Н. Антонопулос, Олаулува Осунтокун и Рене Пикхардт.
А72 Освоение Lightning Network: Протокол второслойной блочной цепи 

для мгновенных Bitcoin-платежей  / пер.  с  англ. А.  В.  Логунова. – М.: ДМК 
Пресс, 2023. – 450 с.: ил.

ISBN 978-5-93700-144-3

Lightning – маршрутизируемая сеть платежных каналов, которая предоставляет 
безопасные, дешевые, быстрые платежи Bitcoin с высокой степенью приватности, 
даже когда дело касается малых сумм. В этой книге приводится обзор 
сети Lightning, базовых концепций, которые легли в ее основу, и принципов 
ее работы. Примеры проиллюстрированы на языках Go, C++, Python и с использованием 
командной строки Unix-подобной операционной системы.
Книга адресована программистам, имеющим представление об основах 

системы Bitcoin, однако ряд глав доступен широкому кругу читателей, интересующихся 
блочными цепями.

УДК 004.04, 336.74
ББК 32.372

Copyright©2022 DMK Press
Authorized Russian translation of the English edition of Mastering the Lightning Network 

ISBN 978-1-492-05486-3

Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой 

бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения 
владельцев авторских прав.

©  2022 Andreas M. Antonopoulos, Olaoluwa 

Osuntokun, and René Pickhardt.
© Оформление, издание, перевод, ДМК Пресс, 2022
ISBN  (анг.) 978-1-49205-486-3
ISBN  (рус.) 978-5-93700-144-3

Оглавление

Предисловие ...................................................................................... 18
Целевая аудитория ...........................................................................................18
Условные обозначения в книге ........................................................................18
Примеры исходного кода .................................................................................19
Использование примеров исходного кода .....................................................20
Ссылки на компании и продукты ....................................................................20
Адреса и транзакции в этой книге ..................................................................20
Как с нами связаться ........................................................................................20
Связь с Андреасом ........................................................................................20
Связь с Рене ...................................................................................................21
Связь с Олаолувой Осунтокун ......................................................................21
Признательности от Андреаса .........................................................................21
Признательности от Рене .................................................................................21
Признательности от Олаолувы Осунтокун .....................................................22
Участники проекта ...........................................................................................22
Источники .........................................................................................................23

Об авторах ......................................................................................... 24

Об иллюстрации на обложке (Колофон) ...................................... 25

ЧАСТЬ I. ПОНИМАНИЕ СЕТИ LIGHTNING ........................ 27

Глава 1. Введение .............................................................................. 28
Базовые понятия сети Lightning ......................................................................28
Доверие в децентрализованных сетях ............................................................30
Справедливость без центральной власти .......................................................31
Доверительные протоколы без посредников .............................................32
Протокол справедливости в действии ........................................................33
Примитивы безопасности как строительные блоки ..................................34
Пример протокола справедливости ............................................................35
Мотивация для сети Lightning .........................................................................36
Масштабирование блочных цепей ..............................................................36
Определяющие признаки сети Lightning ........................................................38
Примеры использования сети Lightning,  
пользователи и их истории ..............................................................................39
Вывод .................................................................................................................40

Глава 2. Приступаем к работе ......................................................... 41
Первый кошелек Lightning Алисы  ..................................................................41
Узлы Lightning ...................................................................................................42
Проводники Lightning ......................................................................................42
Кошельки Lightning ..........................................................................................43
Тестовая сеть Bitcoin .....................................................................................46
Уравновешивание сложности и контроля ......................................................47
Скачивание и инсталляция кошелька Lightning ............................................48
Создание нового кошелька ..............................................................................49
Ответственность за хранение ключей ........................................................49
Мнемонические слова ..................................................................................49
Безопасное хранение мнемоники ...............................................................50
Загрузка биткойна в кошелек ..........................................................................51
Приобретение биткойна ..............................................................................51
Получение биткойна ....................................................................................52
Из системы Bitcoin в сеть Lightning .................................................................56
Каналы сети Lightning ..................................................................................56
Открытие канала Lightning ..........................................................................58
Покупка чашки кофе с помощью сети Lightning ............................................61
Кофейня Боба ................................................................................................61
Счет Lightning ...............................................................................................62
Вывод .................................................................................................................64

Глава 3. Как работает сеть Lightning ............................................. 65
Что такое платежный канал? ...........................................................................66
Основы платежного канала .............................................................................66
Маршрутизирование платежей по каналам ...................................................67
Платежные каналы ...........................................................................................68
Мультиподписной адрес ..............................................................................69
Финансовая транзакция ...............................................................................69
Пример плохой процедуры открытия канала ........................................70
Фиксационная транзакция ..........................................................................70
Обман с предыдущим состоянием ..............................................................72
Объявление канала .......................................................................................75
Закрытие канала ...........................................................................................75
Взаимное закрытие (хороший путь) .......................................................76
Принудительное закрытие (плохой путь) ..............................................77
Нарушение протокола (уродливый путь) ...............................................78
Счета ..................................................................................................................79
Платежный хеш и прообраз .........................................................................80
Дополнительные метаданные .....................................................................81
Доставка платежа..............................................................................................82
Эпидемический протокол обмена сообщениями  
между одноранговыми узлами ....................................................................82
Отыскание пути и маршрутизация .............................................................83
Отыскание пути на основе источника ............................................................84
Луковичная маршрутизация .......................................................................85
Алгоритм пересылки платежей ...................................................................87

6  
Оглавление

Шифрование однорангового обмена сообщениями ......................................88
Мысли о доверии ..............................................................................................89
Сравнение с системой Bitcoin ..........................................................................89
Адреса против счетов, транзакции против платежей ................................89
Выбор выходов против отыскания пути .....................................................90
Выходы со сдачей в Bitcoin против отсутствия сдачи в Lightning ............91
Майнинговые комиссионные против маршрутизационных  
комиссионных ..............................................................................................91
Комиссионные, варьирующиеся в зависимости от трафика,  
против объявленных комиссионных ..........................................................91
Публичные Bitcoin-транзакции против приватных платежей Lightning ....92
Ожидание подтверждений против денежного расчета Lightning .............93
Отправка произвольных сумм против ограничений по емкости .............93
Стимулы для крупных платежей против малых платежей ........................94
Использование блочной цепи в качестве реестра против  
судебной системы .........................................................................................94
Офлайн против онлайн, асинхронность против синхронности ...............94
Сатоши против миллисатоши .....................................................................95
Общие черты сетей Bitcoin и Lightning ...........................................................95
Денежная единица........................................................................................95
Необратимость и окончательность платежей ............................................96
Доверие и риск контрагента ........................................................................96
Безразрешительная работа ..........................................................................96
Открытый исходный код и открытая система ...........................................96
Вывод .................................................................................................................96

Глава 4. Программное обеспечение узла Lightning .................... 97
Среда разработки Lightning .............................................................................98
Использование командной строки .............................................................98
Скачивание репозитория книги ..................................................................99
Docker-контейнеры  ...................................................................................100
Bitcoin Core и regtest .......................................................................................102
Сборка контейнера Bitcoin Core ................................................................102
Взаимодействие с контейнером bitcoin core ........................................103
Проект c-lightning узла Lightning  .................................................................105
Сборка c-lightning в качестве Docker-контейнера  ..................................105
Настройка сети Docker ...............................................................................106
Оперирование контейнерами bitcoind и c-lightning ...............................107
Инсталлирование c-lightning из исходного кода .....................................108
Инсталлирование необходимых библиотек и пакетов ............................108
Копирование исходного кода c-lightning ..................................................109
Компилирование исходного кода c-lightning ...........................................109
Проект демона узла сети Lightning  ..............................................................111
Docker-контейнер LND  ..............................................................................111
Оперирование контейнерами bitcoind и LND ..........................................112
Инсталлирование LND из исходного кода ................................................114
Копирование исходного кода LND ............................................................115
Компилирование исходного кода LND......................................................115

Оглавление  7

Проект узла Lightning Eclair ...........................................................................116
Docker-контейнер Eclair .............................................................................116
Оперирование контейнерами bitcoind и Eclair ........................................117
Инсталлирование Eclair из исходного кода ..............................................118
Копирование исходного кода Eclair ..........................................................119
Компилирование исходного кода Eclair ....................................................119
Сборка полной сети из разнообразных узлов Lightning ..............................120
Использование docker-compose для оркестрирования Docker-
контейнеров  ...............................................................................................120
Конфигурация docker-compose ..................................................................121
Запуск образца сети Lightning ...................................................................121
Открытие каналов и маршрутизирование платежа ................................122
Вывод ...............................................................................................................124

Глава 5. Оперирование узлом сети Lightning .............................125
Выбор своей платформы ................................................................................126
Почему для оперирования узлом Lightning важна надежность? ............126
Типы аппаратных узлов Lightning ............................................................127
Оперирование в «облаке» ..........................................................................127
Оперирование узлом дома ........................................................................128
Какое оборудование требуется  
для работы узла Lightning? ........................................................................129
Переключение серверной конфигурации в облаке ..................................130
Постоянное хранилище данных (накопитель) .....................................131
Использование инсталлятора или помощника ............................................131
RaspiBlitz .....................................................................................................131
myNode ........................................................................................................133
Umbrel ..........................................................................................................133
BTCPay Server ..............................................................................................134
Узел Bitcoin или облегченный узел Lightning ...........................................135
Выбор операционной системы ..................................................................136
Выбор имплементации узла Lightning ..........................................................136
Инсталлирование узла Bitcoin или Lightning  ..............................................137
Фоновые службы .........................................................................................138
Изоляция процесса .....................................................................................138
Запуск узла ..................................................................................................139
Конфигурирование узла .............................................................................140
Конфигурирование сети.............................................................................141
Это просто работает! ..............................................................................142
Автоматическая переадресация портов с использованием UPnP ......143
Использование Tor для входящих соединений ....................................144
Ручная переадресация портов ...............................................................145
Безопасность вашего узла ..............................................................................146
Безопасность операционной системы ......................................................146
Доступ к узлу ...............................................................................................147
Резервное копирование узла и каналов ........................................................148
Риск со стороны горячего кошелька .........................................................150

8  
Оглавление

Зачистка средств .........................................................................................150
Внутрицепная зачистка .........................................................................151
Внецепная зачистка ...............................................................................151
Зачистка на основе подводного свопа ..................................................151
Подводные свопы с помощью петли.....................................................152
Время безотказной работы и доступность узла Lightning ...........................153
Допускайте неисправности и автоматизируйте ......................................154
Мониторинг доступности узла ..................................................................154
Сторожевые вышки ....................................................................................155
Управление каналами ....................................................................................156
Открытие исходящих каналов ...................................................................157
Автопилот ...............................................................................................157
Получение входящей ликвидности ...........................................................160
Закрытие каналов .......................................................................................161
Перебалансировка каналов ........................................................................161
Комиссионные за маршрутизацию ...............................................................162
Управление узлом ...........................................................................................164
Ride The Lightning  ......................................................................................164
lndmon  ........................................................................................................164
ThunderHub .................................................................................................165
Вывод ...............................................................................................................165

ЧАСТЬ II. СЕТЬ LIGHTNING В ДЕТАЛЯХ .........................167

Глава 6. Архитектура сети Lightning ............................................168
Комплект протоколов сети Lightning ............................................................168
Lightning в деталях .........................................................................................169

Глава 7. Платежные каналы ...........................................................171
Другой способ использования системы Bitcoin ...........................................172
Владение биткойном и контроль над ним ....................................................173
Разнообразие форм (независимого) владения и мультиподпись ...........174
Совместное владение без независимого контроля ..................................174
Предотвращение «привязанности» и нерасходуемости биткойна .........174
Строительство платежного канала ................................................................175
Приватный и публичный ключи узла .......................................................175
Сетевой адрес узла .....................................................................................175
Идентификаторы узлов ..............................................................................176
Соединение узлов в качестве прямых одноранговых участников сети ..... 176
Строительство канала ....................................................................................177
Одноранговый протокол для управления каналами ...............................177
Поток сообщений об установлении канала ..............................................177
Сообщение open_channel ...........................................................................179
Сообщение accept_channel .........................................................................180
Финансовая транзакция .............................................................................181
Генерирование мультиподписного адреса ...............................................181
Сборка финансовой транзакции ...............................................................181

Оглавление  9

Удерживание подписанных транзакций  
без широковещательной передачи ...........................................................182
Возврат средств до финансирования ........................................................182
Сборка предварительно подписанной возвратной транзакции .............183
Выстраивание транзакций в цепь без широковещательной передачи ..... 183
Решение проблемы деформируемости (сегрегированный свидетель) ...... 184
Сообщение funding_created  ...................................................................185
Сообщение funding_signed .....................................................................186
Широковещательная передача финансовой транзакции ........................186
Сообщение funding_locked .....................................................................187
Отправка платежей по каналу .......................................................................187
Разделение остатка ....................................................................................187
Конкурирующие фиксации ........................................................................188
Обман со старыми фиксационными транзакциями ................................189
Отзыв старых фиксационных транзакций ...............................................189
Асимметричные фиксационные транзакции  ..........................................190
Задержанное (привязанное ко времени) расходование выхода to_self ..... 191
Отзывные ключи ........................................................................................192
Фиксационная транзакция  ...........................................................................193
Продвижение состояния канала вперед .......................................................195
Сообщение committement_signed ..............................................................196
Сообщение об отзыве и возврате ..............................................................196
Отзыв и рефиксация ..................................................................................197
Обман и наказание на практике ...............................................................197
Резерв канала: обеспечение личной заинтересованности ......................200
Закрытие канала (кооперативное закрытие) ...............................................200
Сообщение shutdown ..................................................................................201
Сообщение closing_signed ..........................................................................202
Транзакция кооперативного закрытия.....................................................202
Вывод ...............................................................................................................203

Глава 8. Маршрутизация в сети платежных каналов ................205
Маршрутизирование платежа .......................................................................205
Маршрутизация против отыскания пути .....................................................207
Создание сети платежных каналов ...............................................................207
Физический пример «маршрутизирования» ................................................208
Протокол справедливости ..............................................................................214
Имплементирование атомарных бездоверительных  
многопереходных платежей ......................................................................214
Возвращаясь к примеру с донатами ..............................................................215
Внутрицепное и внецепное улаживание HTLC-контрактов ...................216
Контракты с привязкой к хешу и времени ...................................................216
HTLC-контракты на Bitcoin Script..............................................................217
Платежный прообраз и верификация хеша .............................................218
Распространение HTLC-контрактов от Алисы к Дины ............................219
Обратное распространение секрета ..........................................................220
Привязка подписи: предотвращение кражи HTLC-контрактов ..............222

10  
Оглавление

Оптимизация хеша .....................................................................................223
Кооперативный отказ и отказ тайм-аута по HTLC-контракту ................225
Декрементирование привязок ко времени ..............................................226
Вывод ...............................................................................................................227

Глава 9. Работа канала и пересылка платежей ..........................228
Локальный (один) канал против маршрутизируемых 
(многочисленных) каналов ............................................................................229
Пересылка платежей и обновление фиксаций  
с помощью HTLC-контрактов ........................................................................229
HTLC-контракт и поток фиксационных сообщений ................................230
Пересылка платежей с помощью HTLC-контрактов ....................................230
Добавление HTLC-контракта .....................................................................231
Сообщение update_add_HTLC .....................................................................231
HTLC-контракт в фиксационных транзакциях ........................................232
Новая фиксация с выходом из HTLC-контракта ......................................233
Алиса фиксирует .........................................................................................234
Боб признает новую фиксацию и отзывает старую .................................235
Боб фиксирует .............................................................................................238
Несколько HTLC-контрактов .........................................................................239
Исполнение HTLC-контракта ........................................................................240
Распространение HTLC-контракта ................................................................240
Дина исполняет HTLC-контракт с Чаном .................................................240
Боб улаживает HTLC-контракт с Алисой ...................................................241
Удаление HTLC-контракта из-за ошибки или истечения срока .................244
Осуществление локального платежа .............................................................245
Вывод ...............................................................................................................245

Глава 10. Луковичная маршрутизация ........................................246
Физический пример, иллюстрирующий луковичную маршрутизацию .....247
Выбор пути ..................................................................................................247
Сборка слоев ...............................................................................................248
Отслаивание слоев .....................................................................................250
Введение в луковичную маршрутизацию на основе HTLC-контрактов .....251
Алиса выбирает путь ..................................................................................251
Алиса конструирует полезные грузы ........................................................253
Полезный груз для Дины в заключительном узле  ..............................253
Переходный полезный груз для Чана ...................................................254
Переходный полезный груз для Боба....................................................255
Окончательные полезные грузы переходов .........................................256
Генерация ключей ......................................................................................256
Сеансовый ключ Алисы ..........................................................................257
Детали генерации ключей .....................................................................258
Генерация совместных секретов ...........................................................258
Обертывание луковичных слоев ...................................................................260
Луковицы фиксированной длины .............................................................260
Обертывание луковицы (в общих чертах) ................................................261

Оглавление  11

Обертывание переходного полезного груза Дины ..................................262
Луковично-маршрутизационная защита от повторного  
воспроизведения и его обнаружение  ...................................................265
Обертывание переходного полезного груза Чана ....................................266
Обертывание переходного полезного груза Боба ....................................267
Заключительный луковичный пакет .........................................................268
Отправка луковицы ........................................................................................269
Сообщение update_add_htlc .......................................................................269
Алиса отправляет луковицу Бобу ..............................................................269
Боб проверяет луковицу .............................................................................270
Боб генерирует заполнитель ......................................................................270
Боб распутывает свой переходный полезный груз ..................................271
Боб извлекает внешний HMAC для следующего перехода ......................272
Боб удаляет свой полезный груз и сдвигает луковицу влево ..................272
Боб конструирует новый луковичный пакет ............................................273
Боб верифицирует детали HTLC-контракта .............................................273
Боб отправляет update_add_htlc Чану ........................................................274
Чан пересылает луковицу ..........................................................................274
Дина получает заключительный полезный груз ......................................275
Возвращение ошибок .....................................................................................275
Сообщения о сбоях .....................................................................................276
Застрявшие платежи ..............................................................................278
Спонтанные платежи keysend........................................................................279
Конкретно-прикладные луковичные TLV-записи  ...................................279
Отправка и получение платежей keysend .................................................280
Платеж keysend и конкретно-прикладные записи в приложениях 
Lightning ......................................................................................................280
Вывод ...............................................................................................................280

Глава 11. Сплетни и канальный граф...........................................281
Обнаружение одноранговых узлов ...............................................................283
Самозагрузка P2P-узлов .............................................................................284
Самозагрузка адресов DNS-серверов ........................................................284
Рабочий поток самозагрузки нового однорангового узла ..................285
Опции SRV-запроса  ...................................................................................288
Канальный граф ..............................................................................................289
Ориентированный граф .............................................................................289
Сообщения эпидемического протокола  ......................................................290
Сообщение node_announcement ................................................................291
Структура сообщения node_announcement ..........................................291
Валидация объявлений узла ..................................................................292
Сообщение channel_announcement ...........................................................292
Необъявленные (приватные) каналы....................................................293
Локализация канала в блочной цепи Bitcoin ........................................293
Короткий ИД канала ...............................................................................294
Структура сообщения channel_announcement ......................................294
Валидация объявления канала ..............................................................296
Сообщение channel_update ........................................................................296

12  
Оглавление

Текущее сопровождение канального графа .................................................297
Вывод ...............................................................................................................298

Глава 12. Отыскание пути и доставка платежа ..........................299
Отыскание пути в рамках комплекта протоколов Lightning .......................299
Где же BOLT? ...............................................................................................300
Отыскание пути: какую задачу мы решаем? ................................................300
Выбор наилучшего пути .............................................................................301
Отыскание путей в математике и информатике .....................................302
Емкость, остаток, ликвидность ..................................................................302
Неопределенность остатков ......................................................................303
Сложность отыскания пути ........................................................................304
Без лишних сложностей .............................................................................304
Отыскание пути и процесс доставки платежа ..............................................305
Построение канального графа .......................................................................305
Неопределенность в канальном графе .................................................308
Неопределенность ликвидности и вероятность .......................................309
Комиссионные и другие метрики канала .................................................310
Отыскание кандидатных путей .....................................................................312
Доставка платежа (цикл проб и ошибок) ......................................................312
Первая попытка (путь №1) ........................................................................313
Учеба на ошибках ...................................................................................313
Вторая попытка (путь № 4) ........................................................................313
Учеба на успехах .....................................................................................314
Застоявшиеся знания? ...........................................................................314
Многокомпонентные платежи ......................................................................314
Использование MPP ...................................................................................315
Разбивка платежей .................................................................................315
Метод проб и ошибок в течение нескольких «раундов» ..........................316
Вывод ...............................................................................................................318

Глава 13. Проводной протокол: фреймирование  
и расширяемость.............................................................................319
Слой обмена сообщениями в рамках комплекта протоколов Lightning .......319
Проводное фреймирование ...........................................................................320
Высокоуровневое фреймирование............................................................320
Кодировка типа ...........................................................................................321
Расширения «Тип–длина–значение для сообщений» .................................322
Протокол буферизует формат сообщения ................................................322
Прямая и обратная совместимости ...........................................................323
Формат «Тип–длина–значение» ...................................................................323
Целочисленная кодировка BigSize ............................................................324
Ограничения TLV-кодирования ................................................................325
Каноническое TLV-кодирование  ..............................................................325
Биты функциональностей и расширяемость протокола .............................325
Биты функциональностей как механизм обеспечения  
обнаруживаемости модернизаций ...........................................................326

Оглавление  13

TLV для прямой и обратной совместимостей ...........................................327
Таксономия механизмов модернизации ..................................................328
Модернизации внутренней сети ...........................................................328
Сквозные модернизации .......................................................................328
Модернизации уровня строительства канала ..........................................329
Вывод ...............................................................................................................329

Глава 14. Шифрованный транспорт сообщений Lightning ......330
Шифрованный транспорт в рамках комплекта протоколов Lightning .......330
Введение ..........................................................................................................330
Канальный граф как децентрализованная инфраструктура  
публичных ключей .........................................................................................331
Почему не TLS? ...............................................................................................332
Каркас криптосвязи на основе протокола Noise ..........................................333
Шифрованный транспорт Lightning в деталях .............................................333
Noise_XK: рукопожатие Noise в сети Lightning .........................................333
Нотация рукопожатия и поток протокола ................................................334
Высокоуровневый обзор ............................................................................334
Рукопожатие в трех действиях ..................................................................335
Инициализация состояния сеанса рукопожатия .................................337
Акты рукопожатия ..................................................................................337
Акт первый ..............................................................................................338
Акт второй ...............................................................................................339
Акт третий ...............................................................................................340
Шифрование транспортных сообщений ...............................................342
Ротация ключей сообщений Lightning ..................................................343
Вывод ...............................................................................................................343

Глава 15. Платежные запросы Lightning .....................................345
Счета в комплекте протоколов Lightning .....................................................345
Введение ..........................................................................................................345
Платежные запросы Lightning против Bitcoin-адресов ...............................346
BOLT #11: сериализация и интерпретация платежных  
запросов Lightning ..........................................................................................347
Кодирование платежного запроса на практике .......................................347
Человекочитаемый префикс ......................................................................347
bech32 и сегмент данных ...........................................................................348
Тегированные поля счета .......................................................................349
Вывод ...........................................................................................................350

Глава 16. Безопасность и конфиденциальность  
сети Lightning ..................................................................................351
Почему важна конфиденциальность? ...........................................................351
Определения конфиденциальности..............................................................351
Процесс оценивания конфиденциальности .................................................352
Анонимностное множество ...........................................................................353

14  
Оглавление

Различия между сетями Lightning и Bitcoin 
с точки зрения конфиденциальности .......................................................354
Атаки на Lightning ..........................................................................................356
Наблюдение за суммами платежей ...........................................................356
Связывание отправителей и получателей ................................................356
Раскрытие остатков каналов (прощупывание) ........................................358
Отказ в обслуживании ................................................................................360
DoS в Bitcoin ............................................................................................360
DoS в Lightning ........................................................................................361
Известные DoS-атаки .............................................................................361
Заклинивание фиксаций ............................................................................362
Запирание ликвидности канала ................................................................362
Межслоевая деанонимизация........................................................................362
Внутрицепная кластеризация Bitcoin-сущностей ...................................363
Контрмеры ..............................................................................................364
Внецепная кластеризация узлов Lightning ...............................................364
Контрмеры ..............................................................................................364
Межслоевое связывание: узлы Lightning и Bitcoin-сущности .................365
Граф Lightning .................................................................................................365
Как выглядит граф Lightning в реальности? .............................................365
Граф Lightning сегодня ...........................................................................366
Атаки на основе топологии ....................................................................366
Темпоральность сети Lightning .............................................................367
Централизация в сети Lightning ....................................................................368
Экономические стимулы и графовая структура ...........................................368
Практические советы пользователям по защите  
их конфиденциальности ................................................................................369
Необъявленные каналы ..................................................................................369
Соображения по маршрутизации ..................................................................370
Принятие каналов ......................................................................................371
Вывод ...............................................................................................................372
Справочные материалы и дальнейшее чтение ............................................372
Конфиденциальность и атаки прощупыванием ..................................372
Атаки переполнением ............................................................................372
Соображения по маршрутизации..........................................................372

Глава 17. Заключение .....................................................................373

Децентрализованные и асинхронные инновации .......................................373
Инновации в Bitcoin-протоколе и в Bitcoin Script ....................................374
Инновация в протоколе Lightning .............................................................374
Расширяемость TLV ....................................................................................375
Строительство платежного канала ............................................................375
Сквозные функциональности в порядке выбора .....................................375
Lightning-приложения (LApps) ......................................................................376
На старт, внимание, марш! ............................................................................377

Оглавление  15

Приложение A. Обзор основных принципов  
системы Bitcoin ...............................................................................378
Ключи и цифровые подписи ..........................................................................378
Приватные и публичные ключи ................................................................379
Хеши ............................................................................................................380
Цифровые подписи ....................................................................................382
Типы подписей ...........................................................................................383
Транзакции Bitcoin .........................................................................................383
Входы и выходы ..........................................................................................383
Транзакционные цепочки  .........................................................................385
TxID: идентификаторы транзакций ..........................................................386
Выходные точки: выходные идентификаторы ........................................387
Bitcoin Script ....................................................................................................388
Работа языка Bitcoin Script .........................................................................388
Привязывающие и отвязывающие скрипты ............................................390
Привязывание к публичному ключу (подписи) .......................................390
Привязывание к хешу (секрету) ................................................................391
Мультиподписные скрипты .......................................................................392
Скрипты привязки ко времени .................................................................393
Скрипты с несколькими условиями ..........................................................394
Использование управления потоком в скриптах .....................................395

Приложение B. Базовая инсталляция  
и использование Docker ................................................................397
Инсталляция Docker .......................................................................................397
Базовые команды Docker ...............................................................................398
Сборка контейнера .....................................................................................398
Оперирование контейнером .....................................................................398
Исполнение команды в контейнере .........................................................398
Остановка и запуск контейнера ................................................................398
Удаление контейнера по имени ................................................................399
Выведение списка оперируемых контейнеров ............................................399
Выведение списка Docker-образов  ...............................................................399
Вывод ...............................................................................................................399

Приложение C. Сообщения проводного протокола ..................400
Типы сообщений.............................................................................................400
Структура сообщения .....................................................................................402
Сообщения об установлении соединения ................................................402
Сообщение init ........................................................................................402
Сообщения об ошибке ................................................................................403
Сообщение error .....................................................................................403
Оживленность соединения ........................................................................404
Сообщение ping ......................................................................................404
Сообщение pong .....................................................................................404

16  
Оглавление

Финансирование канала ............................................................................405
Сообщение open_channel .......................................................................405
Сообщение accept_channel .....................................................................406
Сообщение funding_created  ...................................................................406
Сообщение funding_signed .....................................................................407
Сообщение funding_locked .....................................................................407
Закрытие канала .........................................................................................407
Сообщение shutdown ..............................................................................408
Сообщение closing_signed ......................................................................408
Операция канала ........................................................................................408
Сообщение update_add_htlc ...................................................................408
Сообщение update_fulfill_hltc.................................................................409
Сообщение update_fail_htlc ....................................................................409
Сообщение committement_signed ..........................................................409
Сообщение revoke_and_ack .....................................................................410
Сообщение update_fee ............................................................................410
Сообщение update_fail_malformed_htlc .................................................410
Объявление канала .....................................................................................411
Сообщение channel_announcement .......................................................411
Сообщение node_announcement ............................................................411
Сообщение channel_update ....................................................................412
Сообщение announce_signatures ............................................................412
Синхронизация канального графа ............................................................413
Сообщение query_short_chan_ids ...........................................................413
Сообщение reply_short_chan_ids_end .....................................................413
Сообщение query_channel_range ............................................................413
Сообщение reply_channel_range .............................................................414
Сообщение gossip_timestamp_range ......................................................414

Приложение D. Источники и уведомления о лицензиях ..........415
Источники .......................................................................................................415
Сервер BTCPay Server .....................................................................................416
Lamassu Industries AG .....................................................................................416

Глоссарий ..........................................................................................417

Предметный указатель ..................................................................436

Оглавление  17

Предисловие

Сеть Lightning (Lightning Network, аббр. LN, или сеть-молния) – это второ-
слойная одноранговая сеть, которая позволяет совершать платежи Bitcoin «вне 
цепи», то есть без фиксации их в качестве транзакций в блочной цепи (блок-
чейне) системы Bitcoin.
Сеть Lightning предоставляет безопасные, дешевые, быстрые и гораздо более 
приватные платежи Bitcoin, даже для очень малых платежей.
Основываясь на идее платежных каналов, впервые предложенной изобретателем 
системы Bitcoin Сатоши Накамото, сеть Lightning представляет собой 
маршрутизируемую сеть платежных каналов, в которой платежи делают 
«прыжки» вдоль пути платежных каналов от отправителя к получателю.
Первоначальная идея сети Lightning была предложена в 2015 году в новаторской 
статье Джозефа Пуна (Joseph Poon) и Тадеуша Дриджа (Thaddeus 
Dryja) «Сеть Lightning в рамках системы Bitcoin: масштабируемые мгновенные 
платежи вне цепи» (The Bitcoin Lightning Network: Scalable Off-Chain Instant 
Payments). К 2017 году в интернете была запущена «тестовая» сеть Lightning, 
по мере того разные группы строили совместимые имплементации и координировали 
работу, чтобы установить какие-нибудь стандарты совместимости. 
В 2018 году сеть Lightning заработала, и потекли платежи.
В 2019 году Андреас М. Антонопулос, Олаолува Осунтокун и Рене Пикхардт 
согласились сотрудничать в написании этой книги. И похоже, мы добились 
успеха!

Целевая аудитория

Эта книга в основном предназначена для технически подкованных читателей, 
имеющих представление об основах системы Bitcoin и других открытых блочных 
цепей.

условные обозначения в книге

В книге используются следующие типографические условные обозначения:

курсивный шрифт 
обозначает новые термины, URL-адреса, адреса электронной почты, имена 
файлов и расширения файлов;

моноширинный шрифт 
используется для листингов программ, а также внутри абзацев для ссылки 
на элементы программ, такие как переменные или имена функций, базы 
данных, типы данных, переменные среды, инструкции и ключевые слова;

жирный моноширинный шрифт 
показывает команды либо другой текст, который должен быть набран пользователем;


моноширинный шрифт курсивом 
показывает текст, который должен быть заменен значениями, передаваемыми 
пользователем, либо значениями, определяемыми по контексту.

 

Данный элемент обозначает подсказку или совет.

 

Данный элемент обозначает общее замечание.

 
 

Данный элемент обозначает предупреждение  
или предостережение.

Примеры исходного кода

Примеры проиллюстрированы на языках Go, C++, Python и с использованием 
командной строки Unix-подобной операционной системы. Все фрагменты исходного 
кода доступны в репозитории на GitHub в подкаталоге code. Сделайте 
ответвление исходного кода книги, попробуйте примеры кода или отправьте 
исправления через GitHub1.
Все фрагменты исходного кода могут быть воспроизведены в большинстве 
операционных систем с минимальной инсталляцией компиляторов, интерпретаторов 
и библиотек для соответствующих языков.
Там, где это необходимо, мы предоставляем базовые инструкции по инсталляции 
и пошаговые примеры результата работы этих инструкций.
Некоторые фрагменты исходного кода и результаты его работы были переформатированы 
для печати. Во всех таких случаях строки были разделены 
символом обратной косой черты (\), за которым следует символ новой строки. 
При транскрибировании примеров удалите эти два символа и снова соедините 
строки, и вы должны увидеть результаты, идентичные тем, которые показаны 
в примере.
Во всех фрагментах исходного кода, там, где это возможно, используются 
реально существующие значения и вычисления, так что вы можете переходить 

1 См. https://github.com/lnbook/lnbook.

Предисловие  19

от примера к примеру и видеть одни и те же результаты в любом программном 
коде, который вы пишете для вычисления одних и тех же значений. Например, 
все приватные ключи и соответствующие им публичные ключи и адреса 
реально существуют.

исПользование Примеров исходного кода

Если у вас возникли технические вопросы или проблемы с использованием 
примеров исходного кода, то, пожалуйста, отправьте электронное письмо по 
адресу bookquestions@oreilly.com.

ссылки на комПании и Продукты

Все ссылки на компании и продукты предназначены для образовательных, демонстрационных 
и справочных целей. Авторы не поддерживают ни одну из 
упомянутых компаний или продуктов. Мы не тестировали работу или безопасность 
ни одного из продуктов, проектов или сегментов исходного кода, показанных 
в этой книге. Используйте их на свой страх и риск!

адреса и транзакЦии в этой книге

Адреса, транзакции, ключи, QR-коды и данные блочной цепи Bitcoin, используемые 
в этой книге, по большей части реальны. Это означает, что вы можете 
просматривать блочную цепь, просматривать предлагаемые в качестве примеров 
транзакции, извлекать их с помощью ваших собственных скриптов или 
программ и т. д.
Однако обратите внимание, что приватные ключи, использованные для создания 
адресов, напечатанных в этой книге, были «сожжены». Это означает, что если 
вы отправите деньги на любой из этих адресов, то деньги будут либо потеряны навсегда, 
либо (что более вероятно) присвоены, поскольку любой, кто читает книгу, 
может забрать их, используя напечатанные здесь приватные ключи.

 
 

НЕ ОТПРАВЛЯЙТЕ ДЕНЬГИ НИ НА ОДИН ИЗ АДРЕСОВ, УКАЗАННЫХ 
В ЭТОЙ КНИГЕ. Ваши деньги будут взяты другим читателем 
или потеряны навсегда.

как с нами связаться

Информация о книге «Освоение сети Lightning», а также открытое издание 
и переводы доступны по адресу https://lnbook.info.

Связь с Андреасом
C Андреасом М. Антонопулосом можно связаться на его личном веб-сайте: 
https://aantonop.com.

20  
Предисловие

Подпишитесь на канал Андреаса на YouTube: 
https://www.youtube.com/aantonop.
Оставьте свой лайк на странице Андреаса в Facebook: 
https://www.facebook.com/AndreasMAntonopoulos.
Читайте твиты Андреаса в Твиттере: https://twitter.com/aantonop.
Свяжитес с Андреасом в LinkedIn: https://linkedin.com/company/aantonop.
Андреас также хотел бы поблагодарить патронов, которые поддерживают 
его работу ежемесячными пожертвованиями. Вы можете поддержать Андреаса 
на Patreon по адресу https://patreon.com/aantonop.

Связь с Рене
С Рене Пикхардтом можно связаться на его личном веб-сайте: 
https://ln.rene-pickhardt.de.

Подпишитесь на канал Рене на YouTube: 
https://www.youtube.com/user/RenePickhardt.
Читайте твиты Рене в Твиттере: https://twitter.com/renepickhardt.
Свяжитесь с Рене в LinkedIn: 
https://www.linkedin.com/in/rene-pickhardt-80313744.
Рене также хотел бы поблагодарить всех патронов, которые поддерживают 
его работу ежемесячными пожертвованиями. Вы можете поддержать Рене на 
Patreon по адресу https://patreon.com/renepickhardt.
Или же вы можете поддержать его работу напрямую посредством системы 
Bitcoin (также через сеть Lightning) по адресу https://donate.ln.rene-pickhardt.de, 
за что Рене так же благодарит, как и своих патронов.

Связь с Олаолувой Осунтокун
С Олаолувой Осунтокуном можно связаться по его профессиональному электронному 
адресу: laolu@lightning.engineering.

Читайте твиты Олаолувы в Twitter: https://twitter.com/roasbeef.

Признательности от андреаса

Своей любовью к словам и книгам я обязан своей матери Терезе, которая вырастила 
меня в доме, где книги стояли вдоль каждой стены. Моя мать также 
купила мне мой первый компьютер в 1982 году, несмотря на то что я называл 
себя технофобом. Мой отец Менелаос, инженер-строитель, опубликовавший 
свою первую книгу в 80 лет, был именно тем, кто научил меня логическому 
и аналитическому мышлению, а также любви к науке и технике.
Спасибо вам всем за то, что поддерживали меня на протяжении всего этого 
путешествия.

Признательности от рене

Я хочу поблагодарить немецкую систему образования, благодаря которой 
я приобрел знания, на которых строится моя работа. Это один из величайших 

Предисловие  21

даров, которые мне были даны. Точно так же я хочу поблагодарить немецкую 
общественную систему здравоохранения и каждого человека, посвящающего 
свое время работе в этой отрасли. Ваши усилия и выносливость делают вас моими 
личными героями, и я никогда не забуду помощь, терпение и поддержку, 
которые я получал, когда нуждался. Выражаю благодарность всем студентам, 
которым мне разрешили преподавать и которые участвовали в интересных 
дискуссиях и задавали вопросы. У вас я научился большему. Я очень благодарен 
сообществу системы Bitcoin и сети Lightning, которое тепло приветствовало 
меня, а также энтузиастам и частным лицам, которые финансово поддерживали 
и продолжают поддерживать мою работу. В частности, я благодарен всем разработчикам 
открытого исходного кода (не только сети Bitcoin и сети Lightning) 
и людям, которые их финансируют, чтобы сделать эту технологию возможной. 
Особая благодарность моим соавторам за то, что они прошли со мной через 
шторм. И последнее, но не менее важное: я благодарен своим близким.

Признательности от олаолувы осунтокун

Хотел бы поблагодарить удивительную команду компании Lightning Labs, 
так как без вас всех не было бы LND. Я также хотел бы поблагодарить авторов 
оригинальной спецификации BOLT: Расти Рассела, Фабриса Друина, Коннера 
Фромнкета, Пьера Мари Падиу, Лайзу Нейгут и Кристиана Декера. И последнее, 
но не менее важное: хотел бы поблагодарить Джозефа Пуна и Тадж Дриджа, 
авторов оригинальной статьи о сети Lightning, поскольку без них не было бы 
сети Lightning, о которой можно было бы написать книгу.

участники Проекта

Многие авторы предлагали комментарии, исправления и дополнения к книге, 
по мере того как она писалась совместно на GitHub.
Ниже приведен отсортированный в английском алфавитном порядке список 
всех участников GitHub, включая их идентификаторы GitHub в круглых 
скобках:
 
 8go (@8go);
 
 Акиль Азиз (@batmanscode);
 
 Александр Гнип (@quantumcthulhu);
 
 Альфа К. Смит (@alpha_github_id);
 
 Бен Ски (@benskee);
 
 Брайан Л. Макмайкл (@brianmcmichael);
 
 CandleHater (@CandleHater);
 
 Дэниел Гокель (@dancodery);
 
 Дапенг Ли (@luislee818);
 
 Дариус Э. Парвин (@DariusParvin);
 
 Дору Мунтян (@критон);
 
 Эдуардо Лима III (@elima-iii);
 
 Эмилио Норрманн (@enorrmann);
 
 Франсиско Кальдерон (@grunch);
 
 Франсиско Рекена (@FrankyFFV);

22  
Предисловие

 
 Франсуа Дегрос (@fdegros);
 
 Джованни Зотта (@GiovanniZotta);
 
 Густаво Сильва (@GustavoRSSilva);
 
 Гай Таякорн (@saguywalker);
 
 Хаоюй Линь (@HAOYUatHZ);
 
 Хатим Буфничель (@boufni95);
 
 Имран Лоргат (@ImranLorgat);
 
 Джеффри Макларти (@jnmclarty);
 
 Джон Дэвис (@tigeryant);
 
 Жюльен Вендлинг (@trigger67);
 
 Юсси Тиира (@juhi24);
 
 Кори Ньютон (@korynewton);
 
 Лоуренс Уэббер (@lwebbz);
 
 Луиджи (@джин);
 
 Максимилиан Караш (@mknoszlig);
 
 Omega X. Last (@omega_github_id);
 
 Оуэн Ганден (@ogunden);
 
 Патрик Лемке (@PatrickLemke);
 
 Пол Вакероу (@wackerow);
 
 Рэнди Макмиллан (@RandyMcMillan);
 
 Рене Кенке (@rene78);
 
 Рикардо Маркес (@RicardoM17);
 
 Себастьян Фальбесонер (@Thestack);
 
 Сергей Тихомиров (@s-tikhomirov);
 
 Северин Александр Бюлер (@SeverinAlexB);
 
 Симона Бови (@SimoneBovi);
 
 Шриджан Бхушан (@srijanb);
 
 Тейлор Мастерсон (@tjmasterson);
 
 Умар Болатов (@bolatovumar);
 
 Уоррен Ван (@wlwanpan);
 
 Ибинь Чжан (@z4y1b2);
 
 Закари Хадденхэм (@senf42).
Без предложенной всеми перечисленными выше людьми помощи эта книга 
была бы невозможна. Ваш вклад демонстрирует силу открытого исходного 
кода и открытой культуры, и мы бесконечно благодарны вам за помощь.
Спасибо.

источники

Некоторые материалы в этой книге взяты из различных общедоступных источников, 
источников с открытой лицензией или с разрешения автора. Подробности 
об источнике, лицензии и атрибуции см. в приложении D.

Предисловие  23