Einführung
Kryptowährungen haben einige ziemlich einzigartige Eigenschaften. Diese können nicht einfach gehackt oder geschlossen werden, und jeder kann sie nutzen, um ohne Eingreifen Dritter Werte in die ganze Welt zu übertragen.
Um sicherzustellen, dass diese Eigenschaften erhalten bleiben, müssen erhebliche Kompromisse eingegangen werden. Da viele Knoten für den Betrieb eines Kryptowährungsnetzwerks verantwortlich sind, ist der Durchsatz begrenzt. Daher ist die Anzahl der Transaktionen pro Sekunde (TPS), die ein Blockchain-Netzwerk verarbeiten kann, für eine Technologie, die für die breite Akzeptanz gedacht ist, relativ gering.
Um die inhärenten Einschränkungen der Blockchain zu überwinden, wurden eine Reihe von Skalierbarkeitslösungen vorgeschlagen, um die Anzahl der Transaktionen zu erhöhen, die das Netzwerk verarbeiten kann. In diesem Artikel besprechen wir eine der Erweiterungen des Bitcoin-Protokolls, das Lightning Network.
Was ist das Lightning-Netzwerk?
Das Lightning Network ist ein Netzwerk, das auf einer Blockchain basiert und schnelle Peer-to-Peer-Transaktionen ermöglicht. Dies gilt nicht nur für Bitcoin: Auch andere Kryptowährungen wie Litecoin haben es integriert.
Sie fragen sich vielleicht, was wir mit „auf einer Blockchain sitzen“ meinen. Das Lightning Network ist das, was wir als Off-Chain- oder Layer-2-Lösung bezeichnen. Es ermöglicht Benutzern, Transaktionen durchzuführen, ohne jede Transaktion in der Blockchain aufzeichnen zu müssen.
Das Lightning Network ist vom Bitcoin-Netzwerk getrennt – und verfügt über eigene Knoten und Software, kommuniziert aber dennoch 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. Bevor wir ins Detail gehen – stellen Sie sich vor, dass der Smart Contract das private Hauptbuch mit dem anderen Benutzer besitzt. In diesem Register können Sie viele Transaktionen erfassen. Diese sind nur für Sie und Ihr Gegenüber sichtbar, beide können jedoch aufgrund bestimmter Features nicht schummeln.
Dieses Miniregister ist ein Kanal. Nehmen wir an, Alice und Bob legen jeweils 5 BTC in den Smart Contract ein. In ihrem Kanal haben sie nun jeweils ein Guthaben von 5 BTC. Alice kann nun im Hauptbuch vermerken, dass sie 1 BTC an Bob zahlt. Bob hat jetzt 6 BTC und Alice hat 4. Bob kann dann entscheiden, 2 BTC an Alice zurückzusenden, wodurch der Saldo auf 6 BTC auf Alices Seite und 4 BTC auf Bobs Seite aktualisiert wird. Möglicherweise werden sie dies noch eine Weile tun.
Einer von ihnen kann jederzeit den aktuellen Status des Kanals auf der Blockchain veröffentlichen. Zu diesem Zeitpunkt werden die Salden auf jeder Seite des Kanals ihren jeweiligen Parteien in der Kette zugewiesen.
Getreu ihrem Namen sind Lightning-Transaktionen schnell. Es gibt keine Sperrbestätigung, um darauf zu warten, dass Zahlungen so schnell ausgeführt werden, wie es Ihre Internetverbindung zulässt.
Warum ist das Lightning Network notwendig?
Bisher scheint das Lightning Network (oder LN) der realistischste Ansatz zur Verbesserung der Skalierbarkeit der Bitcoin-Blockchain zu sein. Die Koordinierung von Änderungen in einem so großen Ökosystem ist aufgrund der Risiken von Hard Forks und potenziell katastrophalen Fehlern sehr schwierig. Da so viel Wert auf dem Spiel steht, ist das Experimentieren unglaublich gefährlich.
Wenn dieses Experimentieren außerhalb der Blockchain stattfindet, erhöht sich die Flexibilität. Sollte etwas schief gehen, hat dies keine Auswirkungen auf das Bitcoin-Netzwerk. Layer-2-Lösungen stellen die Sicherheitsannahmen, die den Betrieb des Protokolls seit mehr als 10 Jahren ermöglichen, nicht in Frage.
Es besteht auch keine Verpflichtung, die alte Vorgehensweise zu ändern. On-Chain-Transaktionen funktionieren für den Endbenutzer weiterhin, aber der Endbenutzer hat jetzt die Möglichkeit, Off-Chain-Transaktionen durchzuführen.
Die Nutzung des Lightning Network bietet mehrere Vorteile. Hier sind ein paar.
Skalierbarkeit
Bitcoin-Blöcke werden normalerweise alle zehn Minuten erstellt und können nicht viele Transaktionen speichern. Platz in Blöcken ist eine knappe Ressource, die versteigert wird. Sie konkurrieren faktisch mit anderen Benutzern um die Einbeziehung Ihrer Transaktionen. Da es den Bergleuten in erster Linie um die Bezahlung geht, werden sie den Transaktionen mit den höchsten Gebühren Vorrang einräumen.
Wenn nur wenige Benutzer gleichzeitig versuchen, Geld zu senden, ist dies kein wirkliches Problem. Sie können eine niedrige Gebühr festlegen und haben alle Chancen, dass die Transaktion im nächsten Block enthalten ist. Wenn jedoch alle gleichzeitig ihre Geschäfte übertragen, können die durchschnittlichen Gebühren erheblich steigen. In einigen Fällen überstiegen diese die 5-Dollar-Marke. Auf dem Höhepunkt des Käufermarktes 2017 überstiegen sie sogar die 50-Dollar-Marke.
Durchschnittliche Bitcoin-Transaktionsgebühr (in USD)
Dies mag bei Bitcoin-Transaktionen im Wert von mehreren tausend Dollar unbedeutend erscheinen, für kleine Zahlungen ist es jedoch nicht sinnvoll. Wer möchte schon 5 $ Gebühren für einen 3 $ Kaffee bezahlen?
Beim Lightning Network müssen Sie zwei Gebühren zahlen: eine für die Öffnung des Kanals und eine für die Schließung. Aber Sie und Ihr Kontrahent können Tausende von Trades kostenlos durchführen, sobald der Kanal geöffnet ist. Sobald Sie fertig sind, veröffentlichen Sie einfach den Endzustand in der Blockchain.
Wenn mehr Benutzer Off-Chain-Lösungen wie das Lightning Network nutzen, wird der Blockraum insgesamt effizienter genutzt. Hochfrequente Übertragungen mit geringem Betrag könnten in Zahlungskanälen erfolgen, während Blockraum für größere Transaktionen und das Öffnen/Schließen von Kanälen verwendet wird. Dies würde das System einer viel breiteren Nutzerbasis zugänglich machen und eine langfristige Skalierung ermöglichen.
Mikrozahlungen
Der Mindestbetrag an Bitcoin, den Sie bei einer Transaktion senden können, beträgt etwa 0,00000546 BTC. Zum Zeitpunkt des Schreibens entspricht das etwa vier Cent. Es ist ein kleiner Betrag, aber das Lightning Network ermöglicht es Ihnen, die Grenzen auf die kleinstmögliche Einheit (0,00000001 BTC: der Satoshi) zu senken.
Für Mikrozahlungen ist das Lightning-Netzwerk deutlich interessanter. Gebühren für normale Transaktionen machen es unpraktisch, kleine Beträge an die Hauptkette zu senden. In einem Kanal steht es Ihnen jedoch frei, einen Bruchteil eines Bruchteils von Bitcoin kostenlos zu versenden.
Mikrozahlungen eignen sich für viele Anwendungsfälle. Einige sind der Meinung, dass sie ein Ersatz für das Abonnementmodell sein könnten, bei dem Benutzer bei jeder Nutzung eines Dienstes sehr, sehr kleine Beträge anstelle eines monatlichen Abonnements zahlen.
Vertraulichkeit
Ein weiterer Vorteil des Lightning Network besteht darin, dass es seinen Nutzern ein hohes Maß an Privatsphäre bieten kann. Die Parteien müssen ihre Kanäle nicht im größeren Netzwerk bekannt machen. Wenn Sie sich die Blockchain ansehen und sagen, dass diese Transaktion einen Kanal geöffnet hat, können Sie nicht unbedingt erkennen, was in dem Kanal passiert. Wenn sich die Teilnehmer dafür entscheiden, ihren Kanal privat zu machen, sind sie tatsächlich die einzigen, die über die stattgefundenen Transaktionen Bescheid wissen.
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 Zahlungen senden. Das Lightning Network kann man sich als weitläufiges Netzwerk miteinander verbundener Zahlungskanäle vorstellen. In einem solchen Fall könnten Sie nicht sicher sein, an wen Alice Geld gesendet hat, sobald der Kanal geschlossen ist.
Wie funktioniert das Lightning-Netzwerk?
Wir haben erklärt, wie das Lightning Network auf Kanälen zwischen Knoten auf hoher Ebene basiert. Werfen wir nun einen Blick unter die Haube.
Multisignaturadressen
Eine Multisignatur- (oder Multisig-)Adresse ist eine Adresse, von der aus mehrere private Schlüssel ausgegeben werden können. Beim Erstellen eines Multisigs müssen Sie angeben, für wie viele private Schlüssel das Geld ausgegeben werden kann und wie viele zum Signieren einer Transaktion erforderlich sind. Ein 1-5-Schema bedeutet beispielsweise, dass fünf Schlüssel eine gültige Signatur erzeugen können und nur einer erforderlich ist. Ein 2-3-Diagramm zeigt an, dass von den drei Schlüsseln zwei erforderlich sind, um das Geld auszugeben.
Um einen Lightning-Kanal zu initialisieren, sperren die Teilnehmer Gelder in einem 2-2-Muster. Es gibt nur zwei Schlüssel, die signiert werden können, und diese werden benötigt, um ihre Gelder zu bewegen. Bringen wir unsere Freunde Alice und Bob zurück. Da sie in den kommenden Monaten zahlreiche Zahlungen leisten müssen, entscheiden sie sich, einen Lightning Network-Kanal zu eröffnen.
Zu Beginn zahlen sie jeweils 3 BTC auf die gemeinsame Multisig-Adresse ein. Es ist wichtig zu betonen, dass Bob ohne die Zustimmung von Alice kein Geld von der Adresse abheben kann und umgekehrt.
Jetzt könnten sie einfach ein Stück Papier behalten, das die Bilanzen aller ausgleichen würde. Ihr jeweiliges Startguthaben beträgt 3 BTC. Wenn Alice 1 BTC an Bob zahlen möchte, warum notieren Sie sich dann nicht, dass Alice jetzt 2 BTC und Bob 4 hat? Auf diese Weise können die Guthaben verfolgt werden, bis sie sich entscheiden, das Geld abzuheben.
Es ist möglich, aber wo bleibt der Spaß daran? Und was noch wichtiger ist: Ist es dadurch für eine Partei nicht einfacher, die Zusammenarbeit zu verweigern? Wenn Alice am Ende 6 BTC und Bob 0 hat, hindert Bob nichts daran, die Freigabe des Geldes zu verweigern (außer vielleicht seiner Freundschaft mit Alice).
Contrats Hash Timelock (HTLC)
Das obige System ist langweilig und bietet nicht viel mehr als die heutigen zuverlässigen Setups. Die Situation wird viel interessanter, wenn wir einen Mechanismus einführen, der den „Vertrag“ zwischen Alice und Bob durchsetzt. Wenn eine Partei beschließt, sich nicht an die Regeln zu halten, hat die andere Partei immer noch die Möglichkeit, ihre Gelder vom Kanal abzuziehen.
Dieser Mechanismus ist der Hash Timelock Contract (oder HTLC). Obwohl der Begriff beängstigend sein kann, ist er relativ einfach zu verstehen. Dabei werden zwei Technologien (Hashlock und Timelock) verwendet, um unkooperatives Verhalten im Kanal zu bekämpfen.
Ein Hashlock ist eine Bedingung für eine Transaktion, dass Sie Geld nur ausgeben können, wenn Sie nachweisen, dass Sie ein Geheimnis kennen. Der Absender hasht einen Satz Daten und fügt den Hash in die Transaktion des Empfängers ein. Der Empfänger kann es nur ausgeben, wenn er die Originaldaten (das Geheimnis) bereitstellt, die zum Hash passen. Und die einzige Möglichkeit, diese Daten bereitzustellen, besteht darin, dass der Absender sie ihnen mitteilt.
Eine Zeitsperre verhindert, dass Gelder vor einem bestimmten Datum ausgegeben werden. Dies wird als Echtzeit oder als Blockhöhe definiert.
HTLCs stellen die Kombination aus Hashlocks und Timelocks dar. In der Praxis können HTLCs verwendet werden, um bedingte Zahlungen zu erstellen: Der Empfänger muss bis zu einem bestimmten Datum ein Geheimnis preisgeben, andernfalls kann der Absender das Geld zurückerhalten. Wir können den nächsten Abschnitt wahrscheinlich anhand eines Beispiels besser erklären, also kehren wir zu Alice und Bob zurück.
Kanäle öffnen und schließen
Wir haben das Beispiel von Alice und Bob angeführt, die gerade Transaktionen zur Finanzierung der Multisignatur-Adresse erstellt haben, die sie teilen werden. Diese Transaktionen sind jedoch noch nicht auf der Blockchain veröffentlicht! Es gibt in der Tat zunächst noch eines zu tun.
Drei Ecken von Bob und drei Ecken von Alice.
Denken Sie daran, dass die einzige Möglichkeit für diese Münzen, das Multisig zu verlassen, darin besteht, dass Alice und Bob gemeinsam eine Transaktion unterzeichnen. Wenn Alice die sechs Münzen an eine externe Adresse senden möchte, benötigt sie Bobs Zustimmung. Sie schloss zunächst eine Transaktion ab (sechs Bitcoins an dieser Adresse) und fügte ihre eigene Unterschrift hinzu.
Sie könnte versuchen, die Transaktion sofort zu übertragen, aber sie wird nicht gültig sein, da Bob sie nicht unterzeichnet hat. Alice muss ihm zunächst die unvollständige Transaktion geben. Sobald Bob seine Unterschrift hinzufügt, wird die Transaktion gültig.
Wir verfügen immer noch nicht über einen Mechanismus, der es allen ermöglicht, ehrlich zusammenzuarbeiten. Wie oben erwähnt, sind Ihre Gelder praktisch gefangen, wenn Ihre Gegenpartei die Zusammenarbeit verweigert. Sehen wir uns gemeinsam den Mechanismus an, der dies verhindert. Es gibt mehrere Teile, die es zu lernen gilt, also folgen Sie bitte den Anweisungen.
Jede Partei muss ein Geheimnis preisgeben – nennen wir sie einfach As und Bs. Es wären lausige Geheimnisse, wenn Alice und Bob sie preisgeben würden, weshalb sie sie vorerst geheim halten. Das Paar generiert den Hash der jeweiligen Geheimnisse: h(As) und h(Bs). Anstatt ihr Geheimnis zu teilen, teilen sie ihr Hash.
Alice und Bob verraten ihr Geheimnis.
Alice und Bob müssen außerdem eine Reihe von Commitment-Transaktionen erstellen, bevor sie ihre erste Transaktion an die Multisignatur-Adresse senden. Dies gibt ihnen die Möglichkeit, Rückgriff zu nehmen, falls der andere beschließt, die Gelder als Geisel zu halten.
Wenn Sie an einen Kanal wie das Mini-Ledger denken, über das wir zuvor gesprochen haben, handelt es sich bei Commitment-Transaktionen um 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.
Alice wird zwei Ausgänge haben: einen, der für eine Adresse bezahlt, die sie besitzt, und einen anderen, der an eine neue Multisig-Adresse gebunden ist. Sie unterschreibt und gibt es Bob.
Alices Transaktion mit zwei Ausgaben: eine an ihre eigene Adresse und eine andere an ein neues Multisig. Alice benötigt noch Bobs Unterschrift, um es gültig zu machen.
Bob macht dasselbe: Ein Ausgang zahlt sich selbst aus, der andere zahlt für eine andere Multisig-Adresse. Er unterschreibt es und gibt es Alice.
Wir haben zwei unvollständige, aber ähnliche Transaktionen.
Normalerweise könnte Alice Bobs Transaktion eine Signatur hinzufügen, um sie gültig zu machen. Sie werden jedoch feststellen, dass diese Mittel aus 2 von 2 Multisig ausgegeben werden, die wir noch nicht finanziert haben. Es ist ein bisschen so, als würde man versuchen, einen Scheck von einem Konto auszugeben, das nicht über den nötigen Saldo verfügt. Daher können diese teilweise signierten Transaktionen nur verwendet werden, wenn Multisig betriebsbereit ist.
Die neuen Multisignaturadressen (wobei die 3 BTC vorgesehen sind) haben bestimmte spezifische Eigenschaften. Werfen wir einen Blick auf die unvollständige Transaktion, die Alice unterzeichnet und an Bob übergeben hat. Die Multisig-Ausgabe kann unter den folgenden Bedingungen ausgegeben werden:
Beide Parteien können es kooperativ unterzeichnen.
Bob kann sie dann nach einer bestimmten Zeit (aufgrund der Zeitsperre) selbst ausgeben.
Alice kann sie ausgeben, wenn sie das Geheimnis von Bob Bs kennt.
Für die Transaktion, bei der Bob Alice gab:
Beide Parteien können es kooperativ unterzeichnen.
Alice kann sie nach einer gewissen Zeit alleine ausgeben.
Bob kann sie ausgeben, wenn er das Geheimnis von Alice Ace kennt.
Bedenken Sie, dass keine Partei das Geheimnis der anderen kennt, sodass 3) noch nicht möglich ist. Beachten Sie außerdem, dass Ihr Kontrahent die Gelder sofort ausgeben kann, wenn Sie eine Transaktion unterzeichnen, da für die Freigabe keine besonderen Bedingungen gelten. Sie können entweder warten, bis die Zeitsperre abläuft, um das Geld selbst auszugeben, oder mit der anderen Partei zusammenarbeiten, um es direkt ausgeben zu können.
GUT ! Sie können jetzt Transaktionen an die 2-2-Multisignaturadresse buchen. Dies ist endlich sicher möglich, 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 Miniregisters. Derzeit zahlt er 3 BTC an Bob und 3 BTC an Alice.
Wenn Alice eine neue Zahlung an Bob leisten möchte, erstellt das Paar zwei neue Transaktionen, um den ersten Satz zu ersetzen. Das Prinzip ist dasselbe: Sie sind nur zur Hälfte signiert. Allerdings müssen Alice und Bob zunächst ihr altes Geheimnis preisgeben und für die nächste Transaktionsrunde neue Hashes austauschen.
Wenn Alice 1 BTC an Bob zahlen möchte, werden Alice durch die beiden neuen Transaktionen 2 BTC und Bob 4 BTC gutgeschrieben. Der Saldo ist somit aktuell.
Jede Partei kann sogar eine der letzten Transaktionen signieren und übertragen, um sie auf der Blockchain abzuwickeln. Allerdings muss die Partei, die dies tut, warten, bis die Zeitsperre abläuft, während die andere Partei das Geld sofort ausgeben kann. Denken Sie daran: Wenn Bob Alices Transaktion unterzeichnet und verbreitet, hat sie nun einen bedingungslosen Ausstieg.
Beide Parteien können beschließen, den Kanal gemeinsam zu schließen (eine kooperative Schließung). Dies ist wahrscheinlich der einfachste und schnellste Weg, Gelder wieder in die Kette zu bringen. Wenn eine Partei nicht antwortet oder die Zusammenarbeit verweigert, kann die andere Partei ihr Geld trotzdem zurückerhalten, während sie auf die Zeitsperre wartet.
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Wie verhindert das Lightning Network Betrug?
Möglicherweise haben Sie hier bereits einen Angriffsvektor identifiziert. Wenn Bob ein Guthaben von 1 BTC hat, was hindert ihn dann daran, eine ältere Transaktion zu übertragen, aus der hervorgeht, dass er mehr als 1 BTC besitzt? Er hat die halbsignierte Transaktion bereits von Alice erhalten. Reicht es nicht, wenn er seine Unterschrift hinzufügt, bevor er die Transaktion sendet?
Nichts hindert ihn daran, außer vielleicht der Tatsache, dass er das Gleichgewicht verlieren könnte. Nehmen wir an, er geht den ganzen Weg und sendet eine alte Transaktion, bei der er einen BTC an Alice und fünf an die zuvor erwähnte Multisig-Adresse zahlt.
Alice erhält ihre BTC sofort. Bob hingegen muss warten, bis die Zeitsperre abläuft, um von der Multisig-Adresse aus Geld ausgeben zu können. Erinnern Sie sich an die andere von uns erwähnte Bedingung, die es Alice ermöglicht, diese Mittel sofort auszugeben? Sie braucht ein Geheimnis, das sie noch nicht hat. Sie tut es jetzt: Sobald der zweite Satz von Transaktionen erstellt wurde, gab Bob ihr dieses Geheimnis.
Während Bob wartet und nichts tun kann, während er darauf wartet, dass die Zeitsperre abläuft, kann Alice diese Gelder verschieben. Dieser auf Bestrafung basierende Mechanismus verhindert, dass Teilnehmer betrügen oder riskieren, den Zugriff auf ihre Münzen zu verlieren.
Zahlungsrouting
Wir haben bereits darauf hingewiesen, dass Kanäle verbunden werden können. Wäre dies nicht möglich, wäre das Lightning Network für Zahlungen nicht sinnvoll. Wirst du dir wirklich 500 $ für einen Kanal mit Café sichern, nur um in den nächsten Monaten deinen täglichen Bedarf zu decken?
Niemand macht das. Wenn Alice einen Kanal mit Bob eröffnet und Bob einen Kanal mit Carol hat, kann Bob Zahlungen zwischen den beiden weiterleiten. Dies kann über mehrere „Hops“ funktionieren, sodass Alice jeden auf dieser Route bezahlen kann.
In diesem Szenario kann Alice mehrere Verbindungen nutzen, um zu Franks Haus zu gelangen. In der Praxis wird sie immer die einfachste Variante wählen.
Für ihre Rolle bei der Zustellung können Vermittler eine geringe Gebühr erheben (dies ist jedoch nicht obligatorisch). Da das Lightning Network relativ neu ist, ist der Gebührenmarkt noch nicht entstanden. Was viele erwarten, ist eine Gebühr, die sich an der bereitgestellten Liquidität orientiert.
In der Basiskette richten sich Ihre Gebühren ausschließlich nach dem Platz, den Ihre Transaktion in einem Block einnimmt – der übertragene Wert spielt keine Rolle – Zahlungen von 1 $ oder sogar 10.000.000 $ kosten das Gleiche. Im Lightning Network hingegen gibt es keinen Blockraum.
Stattdessen gibt es ein Konzept lokaler und entfernter Gleichgewichte. Das lokale Gleichgewicht ist der Betrag, den Sie zum Ende des Kanals „schieben“ können. Der Fernsaldo ist der Saldo, den Ihr Kontrahent Ihnen zuschieben kann.
Sehen wir uns ein weiteres Beispiel an. Schauen wir uns die Route oben genauer an: Alice <> Carol <> Frank.
Benutzerguthaben vor und nach einer Übertragung von 0,3 BTC von Alice an Frank.
Die Transaktionen Alice <> Carol und Carol <> Frank haben jeweils eine Gesamtkapazität von 1 BTC. Alices lokales Guthaben beträgt 0,7 BTC. Wenn die Transaktionen jetzt auf der Blockchain abgewickelt würden, hätte Alice 0,7 BTC und Carol würde den Fernsaldo (0,3 BTC) erhalten.
Wenn Alice 0,3 BTC an Frank senden möchte, muss sie lediglich 0,3 BTC über den Kanal an Carol übermitteln. Carol überträgt dann 0,3 BTC von ihrem lokalen Guthaben über den Kanal an Frank. Somit bleibt Carols Saldo derselbe: Alices +0,3 BTC und Franks -0,3 BTC heben sich auf.
Carol verliert nicht an Wert, indem sie als Verbindung zwischen Frank und Alice fungiert, aber sie verliert an Flexibilität. Sie sehen, sie kann jetzt 0,6 BTC in ihrem Kanal mit Alice ausgeben, aber nur 0,1 BTC im Kanal mit Frank.
Wir können uns auch eine Situation vorstellen, in der Alice nur mit Carol verbunden ist, während Frank mit einem viel größeren Netzwerk verbunden ist. Carol, die zuvor über Frank insgesamt 0,4 BTC an andere Personen senden konnte, kann jetzt nur noch 0,1 BTC senden, da das alles ist, was sie auf ihrem Kanalende hat.
In diesem Szenario zehrt Alice effektiv an Carols Cashflow. Ohne Belohnung möchte Carol ihre eigene Position vielleicht nicht schwächen. Stattdessen könnte sie einfach sagen: Ich werde jeweils 0,01 BTC mit einer Rate von zehn Satoshis weiterleiten. Auf diese Weise profitiert Carol, je mehr sie ihr lokales Guthaben auf „stärkere“ Pfade opfert.
Wie bereits erwähnt, besteht faktisch keine Gebührenpflicht. Einige sind möglicherweise nicht besorgt über die verringerte Liquidität. Andere öffnen möglicherweise einfach Kanäle direkt zum Empfänger.
Grenzen des Lightning Network
Es wäre einfach fantastisch, wenn sich herausstellen würde, dass das Lightning Network die Lösung für alle Skalierbarkeitsprobleme von Bitcoin wäre. Leider hat es auch seine eigenen Mängel.
Benutzerfreundlichkeit
Bitcoin ist nicht das intuitivste System für Anfänger: Adressen und Gebühren sind schwierige Konzepte. Aber Wallets können die komplizierten Aspekte durchbrechen und den Benutzern etwas bieten, das entfernt an bestehende Zahlungssysteme erinnert. Aber Sie können jemanden bitten, ein Smartphone-Wallet herunterzuladen, Geld zu senden und für das, was als nächstes kommt, bereit zu sein.
Dies ist für das Lightning Network derzeit nicht möglich. Bei Smartphone-Anwendungen sind die Möglichkeiten noch sehr begrenzt: Generell benötigen Lightning-Knoten zur Nutzung den Zugriff auf einen Bitcoin-Knoten.
Sobald ein Kunde die Einrichtung eingerichtet hat, müssen Benutzer mit der Eröffnung von Kanälen beginnen, bevor sie Zahlungen leisten können. Es ist nicht nur zeitaufwändig, sondern wird für einen Anfänger auch schnell überwältigend, Konzepte wie Inbound-/Outbound-Kapazität verstehen zu müssen.
Allerdings werden ständig Verbesserungen vorgenommen, um die Eintrittsbarrieren zu senken und den Benutzern ein einfacheres Erlebnis zu bieten.
Liquidität
Einer der Hauptkritikpunkte am Lightning Network ist, dass Ihre Transaktionsmöglichkeiten eingeschränkt sind. Sie können nicht mehr ausgeben, als Sie für einen Kanal festgelegt haben. Wenn Sie Ihr gesamtes Guthaben ausgeben, sodass das Remote-Guthaben über das gesamte Guthaben im Kanal verfügt, müssen Sie ihn schließen. Sie können auch darauf warten, dass Sie jemand dafür bezahlt, aber das ist nicht ideal.
Ihre Verbindungen sind außerdem durch die Gesamtkanalkapazität begrenzt. Kehren wir zu unserem Beispiel der Alice <> Carol <> Frank-Verbindung zurück. Wenn Alice und Carol 5 BTC-Kapazität auf ihrem Kanal haben, Carol und Frank jedoch nur 1 BTC-Kapazität, kann Alice nie mehr als 1 BTC senden. Selbst dann müsste der gesamte Restbetrag auf Carols Seite liegen (auf dem Carol<>Frank-Kanal), damit dies funktioniert. Dies kann den Betrag der Mittel, die über LN-Kanäle übertragen werden können, erheblich einschränken und wirkt sich daher auf seine Praktikabilität aus.
Zentralisierung von Hubs
Aufgrund der im vorherigen Abschnitt erwähnten Problematik besteht auch die Befürchtung, dass das Netzwerk die Entstehung großer „Hubs“ erleichtern wird. Das heißt, große, stark vernetzte Unternehmen mit viel Liquidität. Größere Zahlungen müssen über einige dieser Unternehmen abgewickelt werden.
Das ist offensichtlich nichts Positives. Tatsächlich würde dies das System schwächen, da die bloße Offlineschaltung dieser Entitäten erhebliche Auswirkungen auf alle Beziehungen zwischen Peers hätte. Auch das Risiko einer Zensur steigt, da Transaktionen nur über wenige Unternehmen zirkulieren.
Aktueller Status des Lightning Network
Seit April 2020 scheint es dem Lightning Network gut zu gehen. Es verfügt über mehr als 12.000 aktive Knoten, mehr als 30.000 offene Kanäle und eine Kapazität von mehr als 920 BTC.
Globale Verteilung von Lightning Network-Knoten. Quelle: explorer.aquin.co
Es gibt mehrere Knotenimplementierungen: c-lightning von Blockstream, Lightning Network Daemon von Lightning Labs und Eclair von ACINQ gehören zu den beliebtesten. Viele Unternehmen bieten vorgefertigte Knoten für weniger erfahrene Benutzer an. Das Einzige, was Sie mit diesen Geräten tun müssen, ist, sie einzuschalten, und schon können Sie das Lightning-Netzwerk nutzen.
Schlussfolgern
Seit dem Start seines Mainnets im Jahr 2018 hat das Lightning Network ein beeindruckendes Wachstum verzeichnet. Viele Leute gehen jedoch davon aus, dass es sich noch in der Beta-Phase befindet.
Im Versorgungsbereich sind noch einige Hürden zu überwinden, da die Verwendung eines Lightning-Knotens derzeit ein gewisses Maß an technischem Geschick erfordert. Angesichts des Umfangs der laufenden Entwicklung ist es jedoch durchaus möglich, dass die Eintrittsbarrieren in den kommenden Jahren abgebaut werden.
Wenn diese Probleme gelöst werden können, könnte das Lightning Network ein integraler Bestandteil des Bitcoin-Ökosystems werden und dessen Skalierbarkeit und Transaktionsgeschwindigkeit deutlich verbessern.
