Schlüsselaspekte
Layer-2-Lösungen wurden entwickelt, um die mit der Blockchain-Technologie verbundenen Skalierbarkeitseinschränkungen zu beseitigen.
Das Lightning Network ist eine Layer-2-Skalierbarkeitslösung, die schnelle Transaktionen ohne Blockbestätigung ermöglicht und so effiziente Mikrozahlungen ermöglicht.
Gewährleistet sichere und skalierbare Zahlungen durch Multi-Sig-Adressen und Hash-Timelock-Verträge.
Einführung
Kryptowährungen haben einige ziemlich einzigartige Eigenschaften. Sie können nicht leicht gehackt oder abgehört werden und können von jedermann genutzt werden, um Werte von und zu jedem Ort der Welt zu übermitteln, ohne dass ein Dritter beteiligt ist.
Um sicherzustellen, dass diese Funktionen erhalten bleiben, müssen erhebliche Kompromisse eingegangen werden. Da viele Knoten für den Betrieb eines Kryptowährungsnetzwerks verantwortlich sind, ist die Rechenleistung begrenzt. Daher ist die Anzahl der Transaktionen pro Sekunde (TPS), die ein Blockchain-Netzwerk verarbeiten kann, für eine Technologie, die auf Massenanwendung abzielt, relativ gering.
Um die mit der Blockchain-Technologie verbundenen Einschränkungen zu überwinden, wurden mehrere Skalierbarkeitslösungen vorgeschlagen, die darauf abzielen, die Anzahl der Transaktionen zu erhöhen, die ein Netzwerk verarbeiten kann. In diesem Artikel befassen wir uns mit dem Lightning Network, einer der Erweiterungen des Bitcoin-Protokolls.
Was ist Lightning Network?
Lightning Network ist ein Netzwerk, das auf einer Blockchain läuft, um schnelle Peer-to-Peer-Transaktionen zu ermöglichen. Es gibt es nicht nur bei Bitcoin, da es auch in andere Kryptowährungen integriert ist.
Sie fragen sich vielleicht, was wir unter „läuft auf einer Blockchain“ verstehen. Das Lightning Network ist das, was wir als Off-Chain- oder Layer-2-Lösung bezeichnen. Es ermöglicht Menschen, Transaktionen durchzuführen, ohne jede Transaktion in der Blockchain aufzeichnen zu müssen.
Das Lightning Network ist vom Bitcoin-Netzwerk getrennt: Es verfügt über eigene Knoten und Software, kommuniziert jedoch mit der Hauptkette. Um dem Lightning Network beizutreten oder es zu verlassen, müssen Sie spezielle Transaktionen auf der Blockchain erstellen.
Bei Ihrer ersten Transaktion erstellen Sie tatsächlich eine Art Smart Contract mit einem anderen Benutzer. Wir werden uns später damit befassen. Denken Sie zunächst nur an den Smart Contract, der ein privates Hauptbuch für Sie und einen anderen Benutzer enthält. In dieses Hauptbuch können Sie viele Transaktionen schreiben. Sie sind nur für Sie und Ihr Gegenüber sichtbar, aber aufgrund einiger Besonderheiten des Setups kann keiner von Ihnen schummeln.
Dieses Minibuch wird Kanal genannt. Angenommen, Alice und Bob geben jeweils 5 BTC in den Smart Contract ein. Auf ihrem Kanal hätten beide nun ein Guthaben von 5 BTC. Alice könnte dann in das Hauptbuch schreiben: „Zahle 1 BTC an Bob.“ Jetzt hat Bob 6 BTC auf seiner Seite und Alice 4. Bob könnte dann zu einem späteren Zeitpunkt 2 BTC an Alice senden, wodurch sich die Guthaben auf 6 BTC auf Alices Seite und 4 BTC auf Bobs Seite aktualisieren würden. Sie können dies noch eine Weile tun.
Jeder von ihnen kann jederzeit den aktuellen Status des Kanals auf der Blockchain veröffentlichen. An diesem Punkt werden die Salden auf jeder Seite des Kanals ihren jeweiligen Teilen in der Kette zugewiesen.
Wie der Name schon sagt, sind Lightning-Transaktionen blitzschnell. Sie müssen nicht auf Sperrbestätigungen warten – Zahlungen können so schnell erfolgen, wie es Ihre Internetverbindung zulässt.
Warum ist Lightning Network notwendig?
Bisher scheint das Lightning Network (oder einfach LN) der sinnvollste Ansatz zur Skalierbarkeit der Bitcoin-Blockchain zu sein. Die Koordinierung von Veränderungen in einem so riesigen Ökosystem ist kompliziert: Es besteht die Gefahr von Hard Forks und möglicherweise katastrophalen Fehlern. Da so viel Wert auf dem Spiel steht, ist das Experimentieren unglaublich gefährlich.
Wenn Sie diese Experimente aus der Blockchain verlagern, haben Sie viel mehr Flexibilität. Sollte etwas schief gehen, hat das keine Auswirkungen auf das eigentliche Bitcoin-Netzwerk. Layer-2-Lösungen untergraben keine der Sicherheitsannahmen, die das Protokoll seit mehr als 15 Jahren stützen.
Es besteht auch keine Verpflichtung, die alte Vorgehensweise zu ersetzen. On-Chain-Transaktionen funktionieren für den Endnutzer weiterhin wie gewohnt, nur dass er nun auch die Möglichkeit hat, Off-Chain-Transaktionen durchzuführen.
Die Nutzung des Lightning Network hat mehrere Vorteile. Als nächstes werden wir einige der wichtigsten sehen.
Skalierbarkeit
Bitcoin-Blöcke werden etwa alle zehn Minuten erstellt und können nur eine festgelegte Anzahl von Transaktionen enthalten. Blockplatz ist eine knappe Ressource, daher müssen Sie gegen andere Benutzer bieten, um Ihren Blockplatz rechtzeitig einzubinden. Den Bergleuten geht es zuerst um die Bezahlung, deshalb berücksichtigen sie zuerst Transaktionen mit höheren Gebühren.
Wenn nicht viele Benutzer gleichzeitig versuchen, Geld zu senden, ist dies kein wirkliches Problem. Sie können eine niedrige Gebühr festlegen und die Transaktion wird wahrscheinlich im nächsten Block enthalten sein. Wenn aber zu viele Nutzer gleichzeitig Transaktionen übermitteln, kann die durchschnittliche Provision deutlich ansteigen. Es gab mehrere Fälle, in denen der Betrag 10 $ überstieg. Auf dem Höhepunkt des Bullenmarktes 2017 überstieg er die 50-Dollar-Marke. Im April 2021 überstieg die durchschnittliche Bitcoin-Transaktionsgebühr 60 US-Dollar.
Dies mag für Transaktionen, bei denen Tausende von Dollar in Bitcoin bewegt werden, unbedeutend erscheinen, für kleinere Zahlungen ist es jedoch nicht nachhaltig. Wer möchte für einen Kaffee im Wert von 3 $ mit einer Provision von 10 $ bezahlen?
Mit dem Lightning Network zahlen Sie immer noch Gebühren, eine für die Eröffnung Ihres Kanals und eine für die Schließung, aber Sie und Ihre Gegenpartei können Tausende von Transaktionen kostenlos durchführen, sobald der Kanal geöffnet ist. Wenn Sie den Handel damit abgeschlossen haben, müssen Sie nur noch den Endzustand auf der Blockchain veröffentlichen.
Wenn sich mehr Benutzer auf Off-Chain-Lösungen wie das Lightning Network verlassen, wird der Blockraum im Allgemeinen effizienter genutzt. In Zahlungskanälen könnten Überweisungen mit geringem Betrag und hoher Frequenz erfolgen, während Blockraum für größere Transaktionen sowie für das Öffnen oder Schließen von Kanälen genutzt würde. Dies würde das System einer viel breiteren Benutzerbasis zugänglich machen und eine langfristige Skalierbarkeit ermöglichen.
Mikropagos
In einer Transaktion kann ein Mindestbetrag an Bitcoin gesendet werden: etwa 0,00000546 BTC. Zum Zeitpunkt des Schreibens entspricht dies etwa 38 Cent. Es ist ein kleiner Betrag, aber das Lightning Network ermöglicht es Ihnen, die Grenzen zu überschreiten, um Transaktionen mit der kleinsten derzeit verfügbaren Einheit durchzuführen: 0,00000001 BTC oder ein Satoshi.
Für Mikrozahlungen ist Lightning deutlich attraktiver. Regelmäßige Transaktionsgebühren machen es unpraktisch, kleine Beträge über die Hauptkette zu senden. Allerdings können Sie innerhalb eines Kanals einen Bruchteil eines Bruchteils von Bitcoin kostenlos versenden.
Mikrozahlungen sind für viele Anwendungsfälle ideal. Manche spekulieren, dass sie ein sinnvoller Ersatz für abonnementbasierte Modelle sein könnten, bei denen Benutzer bei jeder Nutzung eines Dienstes sehr kleine Beträge zahlen.
Privatsphäre
Ein zweiter Vorteil des Lightning Network besteht darin, dass es Benutzern ein hohes Maß an Vertraulichkeit bieten kann. Die Parteien müssen ihre Kanäle nicht dem größeren Netzwerk bekannt machen. Während Sie möglicherweise einen Blick auf die Blockchain werfen und sagen können, dass diese Transaktion einen Kanal geöffnet hat, können Sie nicht unbedingt wissen, was innerhalb dieses Kanals geschieht. Wenn sich die Teilnehmer dafür entscheiden, ihren Kanal privat zu machen, wissen nur sie, welche Transaktionen stattfinden.
Wenn Alice einen Kanal mit Bob und Bob einen Kanal mit Carol hat, können Alice und Carol über Bob Zahlungen aneinander senden. Wenn Dan mit Carol verbunden ist, kann Alice ihm eine Zahlung senden. Und so erweitert sich die Reichweite zu einem umfangreichen Netzwerk miteinander verbundener Zahlungskanäle. In einem solchen Kontext können Sie nach der Schließung des Kanals nicht mehr sicher wissen, an wen Alice Geld geschickt hat.
Wie funktioniert das Lightning Network?
Wir haben erklärt, wie das Lightning Network auf Kanälen zwischen Knoten auf hoher Ebene basiert. Schauen wir uns das nun genauer an.
Adressen mit mehreren Signaturen
Eine Multisignatur- (oder Multisig-)Adresse ist eine Adresse, von der aus mehrere private Schlüssel Ausgaben tätigen können. Wenn Sie eine Adresse erstellen, geben Sie an, für wie viele private Schlüssel Mittel ausgegeben werden können und wie viele dieser Schlüssel zum Signieren einer Transaktion erforderlich sind. Ein 1-von-5-Schema bedeutet beispielsweise, dass fünf Schlüssel eine gültige Signatur erzeugen können und nur einer benötigt wird. Ein 2 von 3-Schema würde bedeuten, dass von den drei möglichen Schlüsseln zwei erforderlich sind, um die Mittel auszugeben.
Um einen Lightning-Kanal zu starten, sperren die Teilnehmer Gelder in einem 2-von-2-Schema. Es gibt nur zwei private Schlüssel, die signiert werden können, und beide sind erforderlich, um Münzen zu bewegen. Um es zu verstehen, schauen wir uns ein weiteres Beispiel unserer Freunde Alice und Bob an. In den kommenden Monaten werden sie viele Zahlungen untereinander leisten und beschließen daher, einen Lightning Network-Kanal zu eröffnen.
Die Beziehung beginnt damit, dass Sie beide beispielsweise jeweils 3 BTC auf die von Ihnen gemeinsam genutzte Multi-Signatur-Adresse einzahlen. Es muss noch einmal betont werden, dass Bob ohne die Zustimmung von Alice nicht in der Lage sein wird, Gelder vom Management abzuheben, und umgekehrt.
Natürlich könnten sie einfach die angepassten Salden jeder Seite auf ein Blatt Papier schreiben. Beide haben ein Startguthaben von 3 BTC. Wenn Alice Bob eine Überweisung von 1 BTC schicken wollte, warum nicht auf dem Blatt vermerken, dass Alice jetzt 2 BTC und Bob jetzt 4 BTC besitzt? Auf diese Weise konnten die Guthaben verfolgt werden, bis sie sich entschieden, das Geld abzuheben.
So geht es, aber wo wäre da der Spaß? Und was noch wichtiger ist: Würde das nicht dazu führen, dass einer von ihnen einfach beschließt, nicht zu kooperieren? Wenn Alice 6 BTC übrig hat und Bob null, würde Bob nichts verlieren, wenn er sich weigert, die Gelder freizugeben (außer vielleicht seiner Freundschaft mit Alice).
Hash-Timelock-Verträge (HTLC)
Das oben beschriebene System ist langweilig und bietet keine großen Vorteile gegenüber aktuellen Konfigurationen mit Vertrauen. Alles wird viel interessanter, wenn wir einen Mechanismus einführen, der für die Durchsetzung des „Vertrags“ zwischen Alice und Bob verantwortlich ist. Wenn eine Partei beschließt, die Regeln nicht zu befolgen, hat die andere Partei immer noch die Möglichkeit, ihr Geld vom Kanal abzuheben.
Dieser Mechanismus ist ein Hash Timelock Contract (oder HTLC). Der Begriff mag kompliziert klingen, ist aber eigentlich ein recht einfach zu verstehendes Konzept. Es kombiniert zwei weitere Technologien (Hashlocks und Timelocks), um unkooperatives Verhalten in Zahlungskanälen zu beheben.
Ein Hashlock ist eine Bedingung für eine Transaktion, die es Ihnen nur dann ermöglicht, Geld auszugeben, wenn Sie nachweisen, dass Sie ein Geheimnis kennen. Der Absender erhält den Hash eines Datenelements und fügt diesen Hash in die Transaktion an den Empfänger ein. Der Empfänger kann es nur ausgeben, wenn Sie die Originaldaten (das Geheimnis) bereitstellen, die mit dem Hash übereinstimmen. Und Sie können diese Daten nur bereitstellen, wenn der Absender sie Ihnen mitteilt.
Eine Zeitsperre ist eine Bedingung, die Sie daran hindert, Geld vor einem bestimmten Zeitpunkt auszugeben. Sie wird als Echtzeit oder als vorgegebene Blockhöhe angegeben.
HTLCs werden durch die Kombination von Hashlocks und Timelocks erstellt. In der Praxis können HTLCs verwendet werden, um bedingte Zahlungen zu erstellen: Der Empfänger muss vor einer bestimmten Zeit ein Geheimnis preisgeben, sonst kann der Absender das Geld zurückerhalten. Dieser nächste Teil lässt sich wahrscheinlich am besten anhand eines Beispiels verstehen. Wenden wir uns also noch einmal Alice und Bob zu.
Kanäle öffnen und schließen
Zuvor haben wir das Beispiel von Alice und Bob angeführt, die gerade die Transaktionen generiert hatten, die die Multisignaturadresse finanzieren, die sie beide gemeinsam nutzen. Diese Transaktionen werden noch nicht auf der Blockchain veröffentlicht. Zuerst müssen wir etwas anderes tun.
Drei Münzen von Bob und drei Münzen von Alice.
Denken Sie daran, dass diese Münzen das Multisig nur dann verlassen können, wenn sowohl Alice als auch Bob eine Transaktion gemeinsam signieren. Wenn Alice die sechs Münzen an eine externe Adresse senden wollte, benötigte sie Bobs Zustimmung. Sie müssen zunächst eine Transaktion erstellen (sechs Bitcoins an diese Adresse) und dann Ihre eigene Signatur hinzufügen.
Sie könnten versuchen, es sofort zu übermitteln, aber es wäre ungültig, da Bob seine Unterschrift noch nicht beigefügt hat. Zuerst muss Alice die unvollständige Transaktion an Bob übergeben. Und sobald er seine Unterschrift hinzufügt, ist die Transaktion gültig.
Wir haben noch keinen Mechanismus eingerichtet, um alle dazu zu bringen, die Regeln einzuhalten. Wie bereits erwähnt, wären Ihre Gelder in der Praxis gefangen, wenn Ihre Gegenpartei die Zusammenarbeit verweigert. Schauen wir uns also den Mechanismus an, der dies verhindert. Er besteht aus mehreren verschiedenen Zahnrädern. Seien Sie also aufmerksam.
Jede Partei muss ein Geheimnis vorschlagen. Nennen wir diese Geheimnisse As und Bs. Sie wären keine Geheimnisse, wenn Alice und Bob sie preisgeben würden, also werden sie sie vorerst geheim halten. Der Peer generiert die Hashes der jeweiligen Geheimnisse: h(As) und h(Bs). Anstatt also ihre Geheimnisse zu teilen, teilen sie diese Hashes miteinander.
Alice und Bob tauschen die Hashes ihrer Geheimnisse aus.
Alice und Bob müssen außerdem einen Commit-Transaktionssatz erstellen, bevor sie ihre ersten Transaktionen an die Multisignaturadresse veröffentlichen. Dies bietet ihnen eine Lösung für den Fall, dass eine der Parteien beschließt, die Gelder zurückzuhalten.
Wenn Sie sich den Kanal wie das Mini-Ledger vorstellen, das wir zuvor erklärt haben, wären Commitment-Transaktionen die Aktualisierungen, die Sie am Ledger vornehmen. Jedes Mal, wenn Sie ein neues Paar von Verpflichtungstransaktionen erstellen, gleichen Sie die Mittel zwischen den beiden Teilnehmern neu aus.
Alices Transaktion wird zwei Ausgänge haben: einen, der eine Adresse bezahlt, die ihr gehört, und einen, der an eine neue Adresse mit mehreren Signaturen gebunden ist. Sie unterschreibt es und gibt es Bob.
Alices Transaktion mit zwei Ausgaben: eine für ihre eigene Adresse und eine für eine neue Adresse mit mehreren Signaturen. Damit es gültig ist, benötigt Alice noch Bobs Unterschrift.
Bob macht das Gleiche: Ein Ausgang zahlt an sich selbst, der andere an eine andere Adresse mit mehreren Signaturen. Er unterschreibt es und gibt es Alice.
Wir haben zwei unvollständige Transaktionen, die sehr ähnlich sind.
Normalerweise könnte Alice Bobs Transaktion eine Signatur hinzufügen, um sie gültig zu machen. Sie werden jedoch feststellen, dass diese Mittel aus den 2 von 2 Multisignaturen ausgegeben werden, die wir noch nicht finanziert haben. Es ist ein bisschen so, als würde man versuchen, einen Scheck von einem Konto auszugeben, das derzeit keinen Saldo hat. Daher können diese teilweise signierten Transaktionen erst verwendet werden, wenn die Mehrfachsignatur ausgeführt wird.
Die neuen Multi-Signatur-Adressen (wohin die 3 BTC-Ausgänge gehen) haben einige besondere Eigenschaften. Werfen wir einen Blick auf die unvollständige Transaktion, die Alice unterzeichnet und an Bob übergeben hat. Die Ausgabe mit mehreren Signaturen kann unter den folgenden Bedingungen ausgegeben werden:
Beide Parteien können kooperativ unterzeichnen.
Bob kann es erst nach einer bestimmten Zeitspanne ausgeben (aufgrund unserer Zeitsperre).
Alice kann es ausgeben, wenn sie Bobs geheime Bs kennt.
Für die Transaktion, die Bob Alice gegeben hat:
Beide Parteien können kooperativ unterzeichnen.
Alice kann es erst nach einer bestimmten Zeit ausgeben.
Bob kann es ausgeben, wenn er Alice's Secret Ace kennt.
Beachten Sie, dass keine Partei das Geheimnis der anderen kennt, sodass Bedingung 3 noch nicht möglich ist. Beachten Sie außerdem, dass Ihr Kontrahent bei der Unterzeichnung einer Transaktion sofort Geld ausgeben kann, da für den Ausstieg keine besonderen Bedingungen gelten. Sie können warten, bis die Zeitsperre abläuft, um das Geld selbst auszugeben, oder Sie können mit der anderen Partei zusammenarbeiten, um es sofort auszugeben.
Gut. Sie können nun Transaktionen an die ursprüngliche 2-von-2-Multisignaturadresse senden. Dies ist schließlich sicher, da Sie Ihr Geld zurückerhalten können, wenn Ihr Kontrahent den Kanal verlässt.
Sobald die Transaktionen bestätigt sind, ist der Kanal betriebsbereit. Dieses erste Transaktionspaar zeigt uns den aktuellen Status des Miniledgers. Derzeit zahlen Sie 3 BTC an Bob und 3 BTC an Alice.
Wenn Alice eine neue Zahlung an Bob leisten möchte, erstellt der Peer zwei neue Transaktionen, um den ersten Satz zu ersetzen. Die Übung ist die gleiche: Sie sind nur zur Hälfte unterschrieben. Allerdings geben Alice und Bob zunächst ihre alten Geheimnisse preis und tauschen für die nächste Transaktionsrunde neue Hashes aus.
Wenn Alice beispielsweise 1 BTC an Bob zahlen wollte, würden die beiden neuen Transaktionen Alice 2 BTC und Bob 4 BTC gutschreiben. Auf diese Weise wird der Saldo aktualisiert.
Jede Partei kann jederzeit eine der aktuellsten Transaktionen signieren und übermitteln, um sie auf der Blockchain „abzurechnen“. Allerdings muss die Partei, die dies tut, warten, bis die Zeitsperre abgelaufen ist, während die andere Partei sofort Geld ausgeben kann. Denken Sie daran: Wenn Bob Alices Transaktion unterzeichnet und übermittelt, hat sie nun einen bedingungslosen Ausstieg.
Beide Parteien können vereinbaren, den Kanal gemeinsam zu schließen (kooperative Schließung). Dies ist wahrscheinlich der einfachste und schnellste Weg, Ihr Geld an die Kette zurückzugeben. Selbst wenn eine Partei nicht mehr reagiert oder die Zusammenarbeit verweigert, kann die andere Partei dennoch Ihr Geld einfordern, indem sie auf die Zeitsperre wartet.
Wie verhindert das Lightning Network Betrug?
Möglicherweise haben Sie hier einen Angriffsvektor identifiziert. Wenn Bob derzeit einen Saldo von 1 BTC hat, was hindert ihn dann daran, eine ältere Transaktion weiterzugeben, bei der er mehr hatte? Sie haben bereits Alices halbsignierte Transaktion, Sie müssen nur noch ihre Unterschrift hinzufügen und sie übermitteln, oder?
Nichts hindert Sie daran, außer der Tatsache, dass Sie Ihr gesamtes Gleichgewicht verlieren könnten. Nehmen wir an, Sie machen damit weiter und übermitteln eine alte Transaktion, bei der eine Münze an Alice und fünf an die zuvor erwähnte Multi-Signatur-Adresse ausgezahlt werden.
Alice erhält ihre Münze sofort. Andererseits muss Bob warten, bis die Zeitsperre abläuft, um von der Multisignaturadresse aus Geld ausgeben zu können. Erinnern Sie sich an die andere von uns erwähnte Bedingung, die es Alice ermöglichen würde, dieselben Mittel sofort auszugeben? Er braucht ein Geheimnis, das er vorher nicht hatte. Jetzt haben Sie es: Sobald die zweite Transaktionsrunde erstellt wurde, enthüllte Bob dieses Geheimnis.
Während Bob wartet und nichts tun kann, bis die Zeitsperre abgelaufen ist, kann Alice diese Gelder verschieben. Dieser auf Bestrafung basierende Mechanismus macht es unwahrscheinlich, dass Teilnehmer einen Betrugsversuch unternehmen, da die andere Partei Zugriff auf ihre Münzen hat.
Zahlungsrouting
Wir haben bereits darüber gesprochen: Kanäle können verbunden werden. Andernfalls wäre das Lightning Network für Zahlungen nicht so nützlich. Würden Sie wirklich 500 US-Dollar für einen Kanal mit Café ausgeben, nur damit Sie in den nächsten Monaten Ihren täglichen Koffeinschub bekommen?
Das musst du nicht tun. Wenn Alice einen Kanal mit Bob öffnet und Bob bereits einen mit Carol hat, kann Bob Zahlungen zwischen den beiden weiterleiten. Dies kann über mehrere „Hops“ hinweg funktionieren, was bedeutet, dass Alice effektiv jeden bezahlen kann, für den ein Pfad existiert.
In diesem Szenario kann Alice mehrere Routen zurücklegen, um Frank zu erreichen. In der Praxis wird sie immer die einfachste Variante wählen.
Für ihre Rolle beim Routing können Vermittler eine kleine Provision verlangen (es besteht jedoch keine Verpflichtung dazu). Das Lightning Network ist noch relativ neu, sodass ein Provisionsmarkt noch nicht entstanden ist. Was viele erwarten, sind Gebühren, die sich an der bereitgestellten Liquidität orientieren.
In der Basiskette richtet sich Ihre Gebühr ausschließlich nach dem Platz, den Ihre Transaktion in einem Block einnimmt (der übertragene Wert spielt keine Rolle). Zahlungen von 1 $ und 10.000.000 $ kosten das gleiche. Im Lightning Network hingegen gibt es keinen Blockraum.
Stattdessen gibt es die Idee lokaler und entfernter Bilanzen. Das lokale Guthaben ist der Betrag, den Sie an das andere Ende des Kanals „schieben“ können, während das entfernte Guthaben der Betrag ist, den Ihr Gegenüber Ihnen zuschieben kann.
Schauen wir uns ein anderes Beispiel an. Schauen wir uns einen der oben genannten Pfade genauer an: Alice <> Carol <> Frank.
Benutzerguthaben vor und nach einer 0,3-BTC-Übertragung von Alice an Frank.
Sowohl Alice <> Carol als auch Carol <> Frank haben eine Gesamtkapazität von 1 BTC. Alices lokales Guthaben beträgt 0,7 BTC. Wenn sie sich jetzt für die Blockchain entscheiden würden, würde Alice 0,7 BTC erhalten und Carol würde das Remote-Guthaben (d. h. 0,3 BTC) erhalten.
Wenn Alice 0,3 BTC an Frank senden möchte, schiebt sie 0,3 BTC an Carols Kanalseite. Carol schiebt dann zusammen mit Frank 0,3 BTC ihres lokalen Guthabens in den Kanal. Dadurch bleibt Carols Saldo derselbe: Alices +0,3 BTC und Franks -0,3 BTC heben sich gegenseitig auf.
Carol verliert nicht an Wert, indem sie als Verbindung zwischen Alice und Frank fungiert, aber sie wird weniger flexibel. Sie können jetzt 0,6 BTC für Ihren Kanal mit Alice ausgeben, aber nur 0,1 BTC für den Kanal mit Frank.
Sie können sich eine Situation vorstellen, in der Alice nur mit Carol verbunden ist, während Frank mit einem viel größeren Netzwerk verbunden ist. Früher konnte Carol über Frank insgesamt 0,4 BTC an andere senden, aber jetzt kann sie nur noch 0,1 BTC pushen, weil das alles ist, was sie an ihrem Ende des Kanals hat.
In diesem Szenario verbraucht Alice effektiv Carols Liquidität. Ohne Anreiz möchte Carol ihre eigene Position möglicherweise nicht schwächen. Man könnte also stattdessen sagen, dass ich alle 0,01 BTC zu einer Gebühr von zehn Satoshis weiterleiten werde. Je mehr lokales Gleichgewicht Carol auf „stärkeren“ Pfaden opfert, desto mehr Gewinn wird sie erzielen.
Wie bereits erwähnt, gibt es de facto keine Verpflichtung, eine Provision zu erheben. Einige machen sich möglicherweise keine Sorgen über eine verringerte Liquidität. Andere öffnen möglicherweise einfach Kanäle direkt zum Empfänger.
Einschränkungen des Lightning-Netzwerks
Es wäre großartig, wenn sich das Lightning Network als Lösung für alle Skalierbarkeitsprobleme von Bitcoin erweisen würde. Leider hat es seine eigenen Mängel, die störend sein können.
Benutzerfreundlichkeit
Bitcoin ist nicht das intuitivste System für Anfänger: Es kann verwirrend sein, sich mit den Adressen, Gebühren usw. vertraut zu machen. Nach der Einrichtung eines Lightning-Clients müssen Benutzer auch mit der Eröffnung von Kanälen beginnen, bevor sie Zahlungen leisten können. Dies kann ein zeitaufwändiger Prozess sein und für jemanden, der mit Konzepten wie Eingabe- und Ausgabefunktionen noch nicht vertraut ist, überwältigend sein.
Allerdings werden ständig Verbesserungen vorgenommen, um die Eintrittsbarrieren zu senken und den Benutzern ein optimiertes Erlebnis zu bieten.
Liquidität
Einer der größten Kritikpunkte am Lightning Network ist, dass Ihre Möglichkeiten zur Durchführung von Transaktionen eingeschränkt sein könnten. Sie können nicht mehr ausgeben, als Sie für einen Kanal blockiert haben. Wenn Sie Ihr gesamtes Guthaben ausgeben, sodass das Remote-Guthaben das gesamte Guthaben des Kanals enthält, müssen Sie den Kanal schließen. Alternativ können Sie warten, bis Sie jemand dafür bezahlt, aber das ist nicht ideal.
Ihre Routen können auch durch die Gesamtkapazität des Kanals begrenzt sein. Nehmen wir das Beispiel von Alice <> Carol <> Frank oben. Wenn Alice und Carol eine Kapazität von 5 BTC auf ihrem Kanal haben, Carol und Frank jedoch nur eine Kapazität von 1 BTC, kann Alice nie mehr als 1 BTC senden. Selbst dann müsste der gesamte Restbetrag auf Carols Seite des Carol <>Frank-Kanals liegen, damit das funktioniert. Dies kann die Menge der Gelder, die über LN-Kanäle weitergeleitet werden können, erheblich einschränken und hat daher einen Dominoeffekt auf die Benutzerfreundlichkeit.
Zentralisierte Hubs
Aufgrund des im vorherigen Abschnitt erwähnten Problems besteht die Sorge, dass das Netzwerk die Schaffung riesiger „Hubs“ erleichtern wird. Das heißt, große Unternehmen, die sehr gut vernetzt sind und über viel Liquidität verfügen. Alle größeren Zahlungen sollten über einige dieser Unternehmen erfolgen.
Offensichtlich wäre das keine tolle Situation. Es würde das System schwächen, da diese Einheiten, wenn sie offline gehen, die Beziehungen unter Gleichaltrigen stören würden. Außerdem besteht ein höheres Risiko der Zensur, da es nur wenige Punkte gibt, über die Transaktionen ablaufen.
Aktueller Status des Lightning-Netzwerks
Im März 2024 sieht das Lightning Network gesund aus. Es verfügt über mehr als 13.000 Online-Knoten, über 52.000 aktive Kanäle und eine Kapazität von knapp über 4.570 BTC.
Globale Verteilung von Lightning Network-Knoten.
Es gibt eine Handvoll verschiedener Knotenimplementierungen: c-lightning von Blockstream, Lightning Network Daemon von Lightning Labs und Eclair von ACINQ sind einige Beispiele. Für technisch weniger versierte Nutzer bieten viele Unternehmen Plug-and-Play-Knoten an. Sie müssen lediglich das Gerät einschalten und schon können Sie mit dem Lightning Network loslegen.
Schlussfolgerungen
Seit seinem Mainnet-Start im Jahr 2018 hat das Lightning Network ein deutliches Wachstum verzeichnet. Es sind noch einige Usability-Hürden zu überwinden, da für den Betrieb eines Lightning-Knotens derzeit ein gewisses Maß an technischem Können erforderlich ist. Aber angesichts des Umfangs der Entwicklung werden wir möglicherweise feststellen, dass die Eintrittsbarrieren im Laufe der Zeit sinken.
Weiterführende Literatur
Skalierbarkeit der Blockchain: Sidechains und Zahlungskanäle
Was sind Knoten?
Was sind Smart Contracts und wie funktionieren sie?
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