Los nodos de Lightning se vacían por decisiones «egoístas»

La cantidad de pagos fallidos con bitcoin (BTC) a través de la red Lightning suele aumentar por motivo de decisiones egoístas de los operadores de nodos de esta solución de segunda capa, según un estudio. 

Lightning, red que fue diseñada para enviar BTC de forma más rápida o casi instantánea, funciona bajo una lógica de canales de pago interconectados, encargados de enrutar o redirigir los pagos hasta su destino final. 

Al momento de configurar un nodo y abrir canales en la red Lightning, el operador buscará la ruta más cercana para enviar un pago hacia otro nodo destino, pero también la más barata, ya que cada canal de Lightning cobra una pequeña comisión por enrutar un pago. 
 
La búsqueda por la forma más óptima de enviar un pago podría hacer que algunos canales tengan una mayor demanda, ocasionando que su liquidez se agote rápidamente. Es decir, que los satoshis que tienen disponibles para enviar se agoten, dejando colgados otros pagos entrantes. 

El estudio, divulgado con el título «El precio de la anarquía en las estrategias de enrutamiento egoístas en Lightning»,  fue escrito por el desarrollador Rene Pickhardt, quien desde hace unos años viene realizando un trabajo importante en la optimización de pagos de Lightning.  
 
También, el autor señaló en su cuenta de Twitter que esta investigación surgió parcialmente del trabajo realizado en el programa educativo Summer of Bitcoin, que ya está por su segunda edición, como reportó CriptoNoticias hace unos días. 

La investigación sugiere que buena parte de los pagos fallidos es atribuible a la forma «egoísta» en que los canales de Lightning son configurados. Así, la anarquía tiene un costo efectivo en la eficiencia de esta red para transmitir bitcoins de persona a persona (P2P). 

Esto quiere decir básicamente que los incentivos no están del todo alineados en Lightning, y que la búsqueda del mayor beneficio podría estar obstruyendo la realización de algunos pagos.  

«Al investigar las limitaciones fundamentales de la teoría de juegos en Lightning parece ser muy importante saber qué podemos lograr en este sentido para mejorar su confiabilidad», dijo Pickhardt. 

El estudio explica su aproximación a estos problemas de la siguiente manera: 

El agotamiento de la liquidez de los canales de Lightning parece estar creciendo, no solo por la oferta y demanda de bitcoins por parte de los nodos de la red, sino que podría estar siendo impulsada como resultado de estrategias de enrutado egoístas que los nodos usan para satisfacer su oferta y demanda. 

Por tanto, sugerimos definir el Precio de la Anarquía como el cambio en la forma de distribución de los canales vacíos por  estrategias egoístas de enrutamiento, en comparación con lo que sucedería si esa forma de distribución de los pagos estuviera planificada de forma centralizada de una forma óptima […].

René Pickhardt, Desarrollador de Lightning.

El concepto del «precio de la anarquía» es tomado de un libro de cabecera para informáticos titulado Selfish Routing and the Price of Anarchy, de Tim Roughgarden, que según su sinopsis, aborda el problema de esta manera: 

Muchos de nosotros optamos por el camino más corto disponible, sin tomar en cuenta que le estamos causando congestión o tráfico a otros. Muchas redes, incluyendo las informáticas, sufren de este tipo de enrutamiento egoísta. 

En este libro, Tim Roughgarden estudia la pérdida del bienestar social causado por comportamientos egoístas y no coordinados en las redes. [Roughgarden] cuantifica el precio de la anarquía, la peor forma de perder bienestar social por el enrutamiento egoísta, y discute distintos métodos para mejorarla mediante un control centralizado.

MIT Press.

La aleatoriedad estabiliza los canales de Lightning, pero no a niveles óptimos

Tras una serie de pruebas, la investigación determina que si, en lugar de redirigir los pagos discrecionalmente, se tomara un método aleatorio para enviar bitcoins dentro de la red Lightning, la probabilidad de que los canales se vacíen se estabiliza.

Esto quiere decir que la liquidez de Lightning adquiere cierto balance cuando los nodos no se dejan llevar demasiado por cosas como el precio de la comisión o cercanía de un canal al momento de enrutar un pago. 

Sin embargo, los investigadores aseguran que aún falta trabajo para determinar cómo lograr «el equilibrio de Nash», una tésis desarrollada por el científico John Nash -cuya vida fue narrada por la película Una Mente Brillante-, aplicable a la teoría de juegos, en donde ningún jugador tiene incentivos para cambiar su estrategia a su favor. 

Si cada jugador ha elegido una estrategia, es decir, un plan de acción basado en lo que ha pasado hasta ahora en el juego, y ningún jugador puede hacer aumentar su propia recompensa esperada al cambiar su estrategia mientras la estrategia de los otros jugadores tampoco sea alterada, entonces el conjunto actual de decisiones estratégicas constituyen un equilibro de Nash.

Wikipedia.

René Pickhardt concluye su artículo sobre el comportamiento egoísta en Lightning y sus costos asegurando que podría usarse otro modelo en donde, en vez de atribuir el pago de comisiones por concepto de enrutamiento de pagos, se atribuyan por concepto de liquidez aportada por otros nodos.  
 
Esto significa que los nodos podrían pagar a otros nodos con mayor liquidez para que enruten pagos, mas no pagar por enviar sus propios satoshis (fracciones de BTC) a través de múltiples canales a lo largo de la red. 

Si esta fuera la estrategia dominante y cambiáramos el mercado de comisiones pro concepto de enrutamiento, entonces los nodos que envían pagos podrían enfocar sus estrategias egoístas en ser más confiables [reliables], lo que bajo nuestro entendimiento produciría un menor costo de anarquía, un menor número de canales vaciados y una menor tasa de pagos fallidos.

René Pickhardt.

A pesar de que todavía se pueden optimizar mucho más los pagos y su enrutamiento, la red Lightning no ha parado de crecer y de ser demandada por los usuarios de Bitcoin. Recientemente, CriptoNoticias reportó que durante el mes de marzo de 2022 más de 80 millones de personas en el mundo tuvieron acceso a pagos de Lightning.