Lightning Network, Bitcoin gibi blok zinciri tabanlı bir kripto para biriminin üzerine katmanlanacak şekilde tasarlanmış bir "katman 2" ödeme protokolü olarak bilinmektedir. Lightning ağında katılan nodelar (düğümler) arasında hızlı işlemlerin gerçekleştirilmesi amaçlanmıştır ve Bitcoin ölçeklenebilirlik sorununa bir çözüm olarak önerilmiştir. Lightning Network fonların velayetini devretmeksizin çift yönlü ödeme kanalları ağı aracılığıyla kripto para biriminin mikro ödemelerini yapmak için eşler arası bir sisteme sahiptir.
Lightning Network'ün normal kullanımı, ilgili temel blok zincirine (Katman 1) fonlama işlemi gerçekleştirerek bir ödeme kanalı açmak ve ardından kanalın fonlarının geçici dağıtımını güncellemek için bunları yayınlamadan herhangi bir sayıda Lightning Network işlemi yapmaktan oluşmaktadır. İsteğe bağlı olarak Blockchain, kanalın fonlarını dağıtmak için ödeme işleminin son sürümünü yayınlayarak ödeme kanalını kapatır.
• Lightning Network, hesap defteri dışı işlemleri sunarak Bitcoin blok zincirindeki işlem hızı sorununu çözmeyi amaçlayan teknolojik bir çözümdür.
• Blok zincirine oldukça benzer şekilde Lightning Network, bankalar gibi günümüzde çoğu işlemin yönlendirilmesinden sorumlu olan merkezi kurumları aradan kaldırmaktadır.
• Resmi olarak ilk kez 2015 yılında Joseph Poon ve Thaddeus Dryja tarafından bir makalede detaylandırılmıştır.
Lightning Network, ilk olarak 2015 yılında Joseph Poon ve Thaddeus Dryja tarafından önerilmiş olup o zamandan günümüze geliştirilmektedir. Lightning Network’ün çözüme ulaştırılması adına tasarlandığı sorunlar, yavaş işlem süresi ve Bitcoin verimidir.
Günlük işlemler için bir araç olma potansiyeline ulaşmak adına, Bitcoin'in kredi kartları veya elektronik ödeme ağlarına benzer şekilde saniyede on veya yüz binlerce işleme ulaşması gerekmektedir. Ağındaki tüm düğümlerden mutabakat gerektiren, merkezi olmayan teknolojisinin doğası gereği, Bitcoin mevcut durumunda bu tür sorunlar içermektedir.
Örnek olarak, Bitcoin ağındaki sayılar çoğaldığı takdirde işlemlerin onaylanması ve saklanması oldukça maliyetli ve zaman alıcı hale gelecektir. Bununla birlikte, işlem sayılarındaki bir artış, Bitcoin içeren işlemleri yürütmek adına gerekli olan bilgisayarların işlem gücünde de büyük gelişmeler gerektirmektedir. Ek olarak, bu bilgiyi hesaplamak için gereken enerji güçlü derecede fazladır, bu durum da günlük işlemler için Bitcoin masraflarını oldukça pahalı hale getirmektedir.
Lightning Network, Bitcoin'in ana blok zincirinde ikinci bir katman oluşturarak ölçekleme sorununu çözmeyi önermektedir. Bu ikinci katman, taraflar veya Bitcoin kullanıcıları arasında çoklu ödeme kanalından oluşmaktadır. Lightning Network kanalı, iki taraf arasında bir işlem mekanizması olarak da tanımlanabilmektedir. Taraflar kanalları kullanarak birbirleri arasında ödeme yapabilir veya alabilirler. Bu işlemler, Bitcoin'in blok zincirinde meydana gelen standart işlemlere kıyasla farklı şekilde işlenmektedir. Sadece iki tarafın bir kanalı açıp kapatması durumunda ana Blokzinciri güncellenir. Bu iki eylem arasında taraflar, ana blok zincirini faaliyetleri hakkında bilgilendirmeksizin kendi aralarında sonsuz şekilde para aktarımında bulunabilirler. Bu yaklaşım, işlemlerin hızını önemli ölçüde hızlandırır, çünkü tüm işlemlerin bir blok zinciri içindeki tüm düğümler tarafından onaylanması gerekmemektedir. Çeşitli taraflar arasındaki bireysel ödeme kanalları, işlemleri kendi aralarında yönlendirebilen bir Lightning Nodes ağı oluşturmak için birleşir. Çeşitli ödeme kanalları arasındaki ara bağlantılar, Lightning Network ile sonuçlanmaktadır.

Örnek olarak Alice, en sevdiği kafe ile bir bağlantı oluştursun ve buraya 100 ABD doları değerinde Bitcoin yatırsın. Bu noktada kafeyle yaptığı işlemler anında gerçekleşir çünkü dükkanla aralarında doğrudan bir bağlantı mevcut olmaktadır.
Başka bir örnek ise, sıklıkla gittiği bakkalla başka bir bağlantısı aktif olan Bob, Alice'in gittiği kafeden de kahve alsın. Alice, kafe ve Bob arasındaki bağlantı, Alice'in Bob'un gittiği bakkaldan yiyecek bir şeyler satın almak için kafede mevcut bulunan bakiyesindeki parayı kullanabilmesini sağlamaktadır. Benzer şekilde Bob, Alice'in ağındaki işletmelerle işlem yapmak için bakkalda bulunan bakiyesini kullanabilmektedir. Bob bakkalla olan bağlantısını kapatırsa şayet (ve kafe ile bakkal arasında ortak başka müşteri yoksa), o zaman Alice'in orada alışveriş yapabilmek için bakkalla başka bir bağlantı açması gerekecektir. Bu şekilde, merkezi olmayan yapıda birden fazla Lightning Nodes arasında bir işlemler ağı oluşturulmakta ve yönlendirilmektedir.
Daha teknik bir düzeyde ele alınırsa Lightning Network, vizyonunu uygulamak için akıllı sözleşmeler ve çoklu imza komut dosyaları kullanmaktadır. Bir veya her iki taraf bir kanala fon sağladığında, fonlama işlemi adı verilen birincil bir işlem oluşturulmaktadır. Genel bir çoklu imza ortamında, (bir genel ve diğeri özel olmak üzere) iki ana anahtar başlangıçta takas edilmektedir. Borsa, fonların erişimine ve harcanmasına olanak sağlamaktadır. Ancak bir Lightning Network durumunda imzalar takas edilmemektedir. Bu durum, fonlama işlemlerinin harcamalarının ana blok zinciri tarafından tanınmasını önlemek için yapılmaktadır. Bunun yerine iki taraf, (taahhüt işlemleri olarak da adlandırılan) harcama işlemlerini doğrulamak için kullanılan tek bir anahtarı kendi aralarında değiştirir. İki taraf, bir Lightning Network kendileri ve diğer düğümler arasında sonsuz şekilde taahhüt işlemleri gerçekleştirebilir. Ana anahtarlarını yalnızca aralarındaki bağlantı kapatıldığında takas ederler.

Lightning Network’ün kullanılmasıyla ilgili işlem ücretleri bulunmaktadır. Lightning Nodes arasında ödeme bilgilerini yönlendirmek için yönlendirme ücretlerinin bir kombinasyonunun yanı sıra, kanalları açmak ve kapatmak için Bitcoin'in işlem ücretleri bulunmaktadır.
Kasım 2019'da, Macaristan'daki iki üniversitede bulunan bilim adamları, Bilgisayar Bilimi ve Kontrol Enstitüsü, Lightning Network operatörlerinin ücretleri önemli ölçüde artırmadan işlemleri işlemeye devam etme becerilerini sorgulayan bir makale yayınlamıştır.Yazarlar özetlerinde, "Şu anda ağı bir arada tutan büyük yönlendirme düğümlerinin çoğunluğu için katılım ekonomik olarak mantıksızdır. Ödeme yönlendirmesini ekonomik olarak uygulanabilir kılmak için ya trafik ya da işlem ücretlerinin büyüklük sıralarına göre artması gerekir" diyerek konuya değinmektedir.

Merkezi olmaması gereken Lightning Network’lerle ilgili en bariz sorun, günümüzün finansal sistemlerini karakterize eden hub and spoke (topla ve dağıt) modelinin tekrarlanmasına yol açabilecek olmalarıdır. Mevcut modelde bankalar ve finansal kuruluşlar, tüm işlemlerin gerçekleştirildiği ana aracılar olarak bilinmektedir.
Lightning Nodes, başkalarıyla daha açık bağlantılara sahip olarak önde gelen işletmeler için ağdaki benzer merkezler veya merkezi düğümler haline gelebilmektedir. Böyle merkezdeki bir sorun, ağın önemli bir bölümünü (veya tamamını) kolayca çökertebilmektedir.
Daha önce bahsedilen bir diğer önemli sorun, şebekeyi ekonomik olarak sürdürülebilir kılmak için ücretlerin artırılması gerekliliğidir. Bu durum, yalnızca yıldırım ağının kendisini sürdüren düğümler için değil, aynı zamanda ağa çevrilen ve potansiyel olarak daha yüksek olan Bitcoin ücretlerinin nihai maliyeti için de geçerli olmaktadır.
Aynı zamanda Lightning Network’lerin, her zaman çevrimiçi olmaları gerektiği için saldırı ve hırsızlıklara karşı savunmasız olduklarına inanılmaktadır. Bu şekilde, coinlerin çevrimdışı depolanması bir seçenek değildir çünkü ağ buna izin vermemektedir.