Rational Economic Behaviours in the Bitcoin Lightning Network

The Lightning Network (LN) is designed to improve the scalability of the Bitcoin blockchain by using off-chain payments to settle transactions in a faster, cheaper, and more private manner. This work aims to empirically study LN’s fee revenue for network participants. Under realistic assumptions on payment amounts, routing algorithms and traffic distribution, we analyze the economic returns of the network’s largest routing nodes which currently hold the network together, and assess whether the centralizing tendency is incentive-compatible from an economic viewpoint. Moreover, since recent literature has proved that participation is economically irrational for the majority of large nodes, we assess how network topology changes when participants start behaving rationally.

La Lightning Network (LN) è progettata per migliorare la scalabilità della blockchain di Bitcoin utilizzando pagamenti off-chain per regolare le transazioni in modo più rapido, economico e privato. Questo lavoro mira a studiare empiricamente i ricavi dei partecipanti della rete provenienti dalle commissioni per l’instradamento di transazioni. Sotto ipotesi realistiche su importi dei pagamenti, algoritmi di routing e distribuzione del traffico, analizziamo i rendimenti economici dei nodi di routing con maggiore allocazione di capitale, che attualmente tengono insieme la rete, e valutiamo se la tendenza alla centralizzazione sia compatibile con gli incentivi economici. Inoltre, poiché la letteratura recente ha dimostrato che la partecipazione è economicamente irrazionale per la maggior parte dei grandi nodi, valutiamo come cambia la topologia della rete quando i partecipanti si comportano in modo economicamente razionale.