Einführung
- Kryptowährungen verfügen über bedeutende Eigenschaften, die sie weniger anfällig für Hacker oder Abschaltungen machen. Jeder kann mit Kryptowährungen weltweit Werte übertragen, ohne dass Dritte eingreifen müssen.
Einführung
Kryptowährungen verfügen über bedeutende Eigenschaften, die sie weniger anfällig für Hacker oder Abschaltungen machen. Jeder kann mit Kryptowährungen weltweit Werte übertragen, ohne dass Dritte eingreifen müssen.
Die Gewährleistung, dass diese Eigenschaften unverändert bleiben, ist mit enormen Kosten verbunden. Aufgrund der großen Anzahl von Knoten, die ein Kryptowährungsnetzwerk betreiben, ist der Durchsatz begrenzt. Daher ist die Anzahl der Transaktionen pro Sekunde (TPS), die Blockchain-Netzwerke verarbeiten können, obwohl es sich um eine Technologie handelt, die auf eine Masseneinführung abzielt, relativ gering.
Um die inhärenten Einschränkungen der Blockchain-Technologie zu überwinden, wurden verschiedene Skalierbarkeitslösungen entwickelt, um die Anzahl der Transaktionen zu erhöhen, die das Netzwerk verarbeiten kann. In diesem Artikel tauchen wir tief in eine der Erweiterungen des Bitcoin-Protokolls ein, das Lightning Network.
Was ist das Lightning-Netzwerk?
Das Lightning Network läuft auf der Blockchain und soll Peer-to-Peer-Transaktionen beschleunigen. Das Netzwerk läuft nicht nur auf der Bitcoin-Blockchain, sondern ist auch in andere Kryptowährungen integriert.
Wir sind vielleicht verwirrt, was bedeutet „oben auf der Blockchain“? Beim Lightning Network handelt es sich um eine sogenannte Off-Chain- oder Layer-2-Lösung. Einzelpersonen können über das Netzwerk Transaktionen durchführen, ohne jede Transaktion in der Blockchain aufzuzeichnen.
Das Lightning Network ist unabhängig vom Bitcoin-Netzwerk und verfügt über autonome Knoten und Software, muss aber dennoch mit der Hauptkette kommunizieren. Um in das Lightning Network ein- und auszusteigen, müssen spezielle Transaktionen in der Blockchain erstellt werden.
Bei der ersten Transaktion einer Person handelt es sich tatsächlich um den Abschluss eines Smart Contracts mit anderen Benutzern. Wir werden später mehr darüber sprechen. Stellen wir uns einen Smart Contract zunächst einmal als ein privates Hauptbuch vor, das Sie gemeinsam mit anderen Benutzern führen. Sie können mehrere Transaktionen in dieses Hauptbuch schreiben. Diese Aufzeichnungen sind nur für Sie und Ihre Gegenpartei sichtbar und können aufgrund der Merkmale der Einstellungen von keiner der Parteien verfälscht werden.
Dieses Mini-Ledger wird Kanal genannt. Alice und Bob investieren beispielsweise jeweils 5 BTC in den Smart Contract. Jeder hat derzeit einen Saldo von 5 BTC in seinem Kanal. Alice schreibt dann in das Hauptbuch: „Zahle 1 BTC an Bob“. Jetzt hat Bob 6 BTC und Alice 4 BTC übrig. Bob schickt später 2 BTC zurück an Alice. Nachdem der Kontostand aktualisiert wurde, hat Alice 6 BTC und Bob verbleiben 4 BTC. Sie können dies noch eine Weile tun.
Jede Partei kann jederzeit den aktuellen Status des Kanals in der Blockchain veröffentlichen. Zu diesem Zeitpunkt werden die Guthaben an beiden Enden des Kanals den jeweiligen On-Chain-Adressen beider Parteien zugewiesen.
Wie der Name schon sagt, ist Lightning Trading blitzschnell. Sie müssen nicht auf Blockbestätigungen warten und können so schnell bezahlen, sobald Ihre Internetverbindung dies zulässt.
Warum brauchen Sie Lightning Network?
Derzeit scheint das Lightning Network (oder kurz „LN“) der logischste Weg zu sein, die Skalierbarkeitsprobleme der Bitcoin-Blockchain zu lösen. Die Koordinierung von Veränderungen in einem so großen Ökosystem ist schwierig und birgt Risiken wie Hard Forks und potenziell katastrophale Schwachstellen. Da so viel Wert auf dem Spiel steht, ist die Durchführung von Experimenten ein äußerst riskantes Unterfangen.
Wenn das Experimentieren aus der Blockchain entfernt werden soll, muss es mehr Flexibilität geben. Ein kleiner Fehler auf diese Weise wird keine wesentlichen Auswirkungen auf das Bitcoin-Netzwerk haben. Eine Layer-2-Lösung würde keine der Sicherheitsannahmen untergraben, die das Protokoll seit mehr als 15 Jahren am Laufen halten.
Darüber hinaus besteht keine Notwendigkeit, die gewohnte Arbeitsweise zu ändern. Auf diese Weise laufen die On-Chain-Transaktionen des Endbenutzers wie gewohnt weiter und es gibt nun mehr Off-Chain-Transaktionsoptionen.
Die Nutzung des Lightning Network bietet viele Vorteile. Wir werden die folgenden Punkte hervorheben.
Skalierbarkeit
Bitcoin-Blöcke werden etwa alle zehn Minuten erstellt und können eine begrenzte Anzahl von Transaktionen aufnehmen. Blockplatz ist eine knappe Ressource, daher müssen Benutzer gegeneinander bieten, um sicherzustellen, dass ihre Transaktionen rechtzeitig in den Blockraum aufgenommen werden. Das Hauptanliegen der Bergleute ist es, bezahlt zu werden, daher priorisieren sie die Einbeziehung von Transaktionen mit höheren Gebühren.
Vorausgesetzt, dass nicht mehrere Benutzer gleichzeitig versuchen, Geld zu senden, stellt dies eigentlich kein Problem dar. Sie können die Gebühr niedrig festlegen, sodass die Transaktion wahrscheinlich im nächsten Block enthalten ist. Wenn jedoch zu viele Benutzer gleichzeitig Transaktionen tätigen, steigt die Gebühr erheblich und übersteigt mehrmals 10 US-Dollar. Auf dem Höhepunkt des Bullenmarktes im Jahr 2017 überstiegen die Gebühren kurzzeitig die 50-Dollar-Marke. Im April 2021 lag die durchschnittliche Bitcoin-Transaktionsgebühr sogar bei über 60 US-Dollar.
Dies mag für eine Bitcoin-Transaktion im Wert von mehreren Tausend Dollar trivial erscheinen. Aber Mikrozahlungen haben Probleme. Wer möchte für eine Tasse Kaffee im Wert von 3 US-Dollar 10 US-Dollar mehr bezahlen?
Für die Nutzung des Lightning Network fallen weiterhin zwei Gebühren an, nämlich die Gebühren für das Öffnen und Schließen des Kanals. Sobald ein Kanal geöffnet ist, können Sie und Ihre Gegenparteien Tausende von Geschäften kostenlos tätigen. Sobald die Transaktion abgeschlossen ist, wird der endgültige Status einfach in der Blockchain veröffentlicht.
Aus makroökonomischer Sicht wird die Effizienz der Blockraumnutzung steigen, wenn sich mehr Menschen für Off-Chain-Lösungen wie das Lightning Network entscheiden. Hochfrequente Überweisungen kleiner Beträge werden über Zahlungskanäle durchgeführt, während Blockraum für Transaktionen großer Beträge und das Öffnen/Schließen von Kanälen verwendet wird. Dadurch erhöht sich die Anzahl der auf das System zugreifenden Benutzergruppen und die Skalierbarkeit wird langfristig weiterentwickelt.
Mikrozahlung
Bei Bitcoin beträgt der Mindesttransaktionsbetrag etwa 0,00000546 BTC. Zum Zeitpunkt des Verfassens dieses Artikels entsprach es etwa 38 US-Cent. Dies ist bereits ein kleiner Betrag, aber das Lightning Network hat das Transaktionslimit noch weiter nach unten verschoben. In der derzeit kleinsten Einheit beträgt es 0,00000001 BTC, was 1 Satoshi entspricht.
Für Mikrozahlungen ist das Lightning Network attraktiver. Angesichts der Bearbeitungsgebühren regulärer Transaktionen erscheint es unpraktisch, kleine Beträge über die Hauptkette zu senden. Innerhalb des Kanals können jedoch winzige Bruchteile von Bitcoin kostenlos versendet werden.
Mikrozahlungen eignen sich für zahlreiche Anwendungsfälle. Einige gehen davon aus, dass Mikrozahlungen eine wirksame Alternative zum Abonnementdienstmodell werden werden, bei dem Benutzer für jede Nutzung des Dienstes nur einen kleinen Betrag zahlen.
Privatsphäre
Der zweite Vorteil des Lightning Network besteht darin, dass Benutzerinformationen vertraulicher behandelt werden. Es ist nicht erforderlich, dass jede Partei ihre eigenen Kanalinformationen im Netzwerk verbreitet. Die Blockchain sagt möglicherweise „Diese Transaktion hat einen Kanal geöffnet“, die Details der Transaktion werden jedoch nicht preisgegeben. Wenn sich ein Teilnehmer dafür entscheidet, den Kanal privat zu machen, ist der Transaktionsfortschritt nur für den Teilnehmer sichtbar.
Angenommen, Alice und Bob teilen sich einen Kanal und Bob teilt sich einen anderen Kanal mit Carol, können Alice und Carol über Bob Zahlungen aneinander senden. Stellt Dan eine Verbindung zu Carol her, kann Alice ihm ebenfalls eine Zahlung zukommen lassen. Stellen Sie sich vor, dieses Modell auf ein riesiges Netzwerk miteinander verbundener Zahlungskanäle auszuweiten. Gemäß dieser Einstellung ist es unmöglich zu bestimmen, an wen Alice Geld gesendet hat, solange der Kanal geschlossen ist.
Wie funktioniert das Lightning-Netzwerk?
Wir haben ausführlich erklärt, wie das Lightning Network auf Kanälen zwischen Knoten beruht. Im Folgenden werden Ihnen die zugrunde liegenden spezifischen Prinzipien vorgestellt.
Adresse mit mehreren Signaturen
Eine Multisignatur (oder kurz „Multisig“ auf Englisch) ist eine Adresse, die für Zahlungen mit mehreren privaten Schlüsseln verwendet werden kann. Sobald Benutzer ein Multisig erstellt haben, können sie die Anzahl der privaten Schlüssel angeben, die zum Bezahlen von Geldern und zum Signieren von Transaktionen erforderlich sind. Ein 1-von-5-Schema bedeutet beispielsweise, dass fünf Schlüssel eine gültige Signatur generieren und nur ein Schlüssel zum Signieren der Transaktion erforderlich ist. Und das 2-aus-3-Schema bedeutet, dass der Benutzer zwei der drei Schlüssel besitzen muss, um das Geld zu bezahlen.
Um einen Lightning Network-Kanal bereitzustellen, müssen die Teilnehmer Gelder in einem 2-für-2-Schema sperren, was bedeutet, dass nur zwei private Schlüssel zum Signieren der Transaktion erforderlich sind und diese beiden privaten Schlüssel auch zum Übertragen von Token erforderlich sind. Kehren wir zum Beispiel von Alice und Bob zurück. Sie mussten in den nächsten Monaten große Zahlungen aneinander leisten und beschlossen daher, einen Lightning-Kanal zu eröffnen.
Zunächst zahlten sie jeweils 3 BTC an eine gemeinsame Multi-Signatur-Adresse ein. Es sollte betont werden, dass Bob ohne Alices Zustimmung kein Geld von der Adresse überweisen kann und umgekehrt.
Sie müssen lediglich eine Papieraufzeichnung hinterlassen, wenn sie die Salden auf beiden Seiten anpassen. Beide Parteien haben jeweils einen Anfangssaldo von 3 BTC. Wenn Alice Bob 1 BTC zahlen möchte, warum beachten Sie dann nicht einfach, dass Alice 2 BTC hat und Bobs Guthaben 4 BTC beträgt? Auf diese Weise kann der Datensatz den Saldo verfolgen, bevor eine Entscheidung über die tatsächliche Übertragung des Vermögenswerts getroffen wird.
Dieser Ansatz funktioniert, aber was ist das Geheimnis? Und was noch wichtiger ist: Erleichtert dies die Zusammenarbeit? Angenommen, Alice besitzt am Ende 6 BTC und Bob bleibt nichts übrig, dann wird Bob nichts verlieren, wenn er sich weigert, die Gelder freizugeben (vielleicht verliert er nur seine Freundschaft mit Alice).
Hash Time Lock-Vertrag (HTLC)
Das oben beschriebene System ist im Vergleich zu aktuellen vertrauenswürdigen Setups langweilig und glanzlos. Der Mechanismus, den wir als Nächstes vorstellen, um den „Vertrag“ zwischen Alice und Bob durchzusetzen, ist viel interessanter. Hält sich eine Partei nicht an die Regeln, kann die andere Partei Abhilfemaßnahmen ergreifen und Gelder aus dem Kanal entfernen.
Dieser Mechanismus wird als „Hash Time Lock Contract“ (abgekürzt HTLC) bezeichnet. Dieser Begriff mag einschüchternd klingen, ist aber eigentlich ein sehr einfaches und leicht verständliches Konzept. Es kombiniert Hash-Lock- und Time-Lock-Technologien, um Abhilfemaßnahmen gegen verschiedene unkooperative Vorgänge in Zahlungskanälen zu ergreifen.
Eine Hash-Sperre ist eine an eine Transaktion geknüpfte Bedingung, bei der Benutzer nachweisen müssen, dass sie ein Geheimnis kennen, bevor sie ihr Geld verwenden können. Der Absender hasht ein Datenelement und sendet die Transaktion mit dem gehashten Wert an den Zahlungsempfänger. Der Zahlungsempfänger kann das Geld nur verwenden, wenn er Ausgangsdaten (also Geheimnisse) bereitstellt, die mit dem Hashwert übereinstimmen. Die einzige Möglichkeit, diese Daten zu erhalten, besteht in der Mitteilung durch den Auftraggeber.
Eine Zeitsperre ist eine Einschränkung, die verhindert, dass Gelder vor einem bestimmten Zeitpunkt verwendet werden. Sie kann einen bestimmten Zeitpunkt oder eine bestimmte Blockhöhe festlegen.
Der Hash Time Lock Contract (HTLC) wird durch die Kombination von Hash Lock und Time Lock erstellt. In praktischen Anwendungen können Hash Time Lock Contracts (HTLC) verwendet werden, um bedingte Zahlungen zu erstellen, bei denen der Empfänger vor einer bestimmten Zeit ein Geheimnis preisgeben muss, andernfalls wird der Absender das Geld abheben. Die folgende Erklärung wird anhand von Beispielen leichter verständlich. Kommen wir also zurück zu Alice und Bob.
Kanäle öffnen und schließen
Wir haben zuvor ein Beispiel gegeben, in dem wir davon ausgehen, dass Alice und Bob gerade eine Transaktion erstellt haben und beide Parteien Geld an eine gemeinsame Adresse mit mehreren Signaturen einzahlen. Diese Transaktionen wurden jedoch noch nicht in der Blockchain veröffentlicht! Wir müssen zuerst eines tun.
Drei Token stammen von Bob und drei Token von Alice.
Denken Sie daran, dass die einzige Möglichkeit, diese Token aus einem Multisig herauszuholen, darin besteht, dass Alice und Bob die Transaktion gemeinsam signieren. Wenn Alice alle sechs Token an eine externe Adresse senden möchte, muss Bob dies genehmigen. Sie initiierte eine Transaktion mit der Angabe „sechs Bitcoins an diese Adresse senden“ und fügte dann ihre Unterschrift hinzu.
Wenn sie versucht, eine Transaktion sofort zu veröffentlichen, ohne dass Bobs Unterschrift darin enthalten ist, ist die Transaktion ungültig. Alice muss die unvollständige Transaktion zunächst an Bob übergeben. Nach seiner Unterschrift wird die Transaktion wirksam.
Bisher haben wir keinen Mechanismus eingerichtet, um alle zu ehrlichen Transaktionen zu drängen. Wie bereits erwähnt, sind die Gelder vollständig gefangen, wenn die Gegenpartei die Zusammenarbeit verweigert. Werfen wir einen Blick auf die Mechanismen, um solche Situationen zu verhindern. Dieser Mechanismus umfasst mehrstufige Vorgänge. Bitte haben Sie etwas Geduld, während wir sie nacheinander einführen.
Jede Seite stellt ein Geheimnis bereit, nennen wir es geheimes „As“ und geheimes „Bs“. Sobald beide Parteien ihre Geheimnisse preisgeben, werden die Folgen katastrophal sein. Deshalb müssen sie es vorerst geheim halten. Die beiden Geheimnisse generieren ihre eigenen geheimen Hashwerte h(As) bzw. h(Bs). Auf diese Weise müssen die beiden Parteien keine Geheimnisse, sondern nur Hashes miteinander teilen.
Alice und Bob teilen den geheimen Hash miteinander.
Bevor Alice und Bob ihre erste Transaktion an die Multisig-Adresse veröffentlichen, müssen sie außerdem eine Reihe von Commitment-Transaktionen erstellen, um zu verhindern, dass die andere Partei Gelder beschlagnahmt.
Wenn Sie sich einen Kanal wie das zuvor erwähnte Mini-Ledger vorstellen, dann ist eine Commitment-Transaktion eine Aktualisierung des Ledgers. Immer wenn ein neuer Satz von Verpflichtungstransaktionen erstellt wird, werden die Mittel zweier Teilnehmer neu ausgeglichen.
Alices Transaktion hat zwei Ausgaben: Eine zahlt die Adresse, die ihr gehört, und die andere sperrt die neue Multi-Signatur-Adresse. Sie unterschrieb es und gab es Bob.
Alices Transaktion hat zwei Ausgaben, eine an ihre eigene Adresse und die andere an die neue Mehrfachsignatur, für deren Wirksamkeit Bobs Signatur erforderlich ist.
Bei Bob ist die Situation die gleiche, ein Ausgang zahlt sich selbst aus und der andere zahlt die anderen Adressen mit mehreren Signaturen. Er unterschrieb es und reichte es Alice.
Zwei unvollständige Transaktionen, die mehr oder weniger gleich sind.
Im Allgemeinen kann Alice Bob eine Signatur zur Transaktion hinzufügen, um die Transaktion wirksam zu machen. Wir haben jedoch festgestellt, dass diese Ausgabenmittel von zwei von zwei Multisigs stammten, die noch nicht finanziert wurden. Dies ähnelt dem Versuch, einen Scheck von einem Konto auszustellen, dessen Saldo derzeit Null ist. Daher können diese teilweise signierten Transaktionen erst verwendet werden, nachdem Multisig ausgeführt wurde.
Die neue Multi-Signatur-Adresse, die das Ziel für die 3-BTC-Ausgabe ist, weist einige Funktionen auf. Werfen wir einen Blick auf die unvollständige Transaktion, die Alice an Bob unterzeichnet hat. Die Multisignaturausgabe kann unter folgenden Bedingungen verwendet werden:
Beide Parteien können zusammenarbeiten, um den Deal zu unterzeichnen.
Aufgrund der Zeitsperre kann Bob es nach einer gewissen Zeit alleine ausgeben.
Wenn Alice Bobs geheime Bs kennt, kann sie das Geld verwenden.
Für die Transaktion von Bob zu Alice:
Beide Parteien können zusammenarbeiten, um den Deal zu unterzeichnen.
Alice kann nach einer gewissen Zeit selbstständig Geld ausgeben.
Wenn Bob Alices Geheimnis kennt, kann er das Geld verwenden.
Denken Sie daran, dass keine Partei das Geheimnis der anderen kennt, sodass Bedingung 3 vorübergehend nicht erfüllt ist. Ein weiterer Hinweis ist, dass, sobald eine Partei eine Transaktion unterzeichnet, die Gegenpartei sofortigen Zugriff auf Gelder hat, da an ihre Ausgaben keine Bedingungen gestellt werden. Der Unterzeichner kann warten, bis die Zeitsperre abläuft, bevor er das Geld selbst ausgibt, oder er kann mit der anderen Partei zusammenarbeiten, um das Geld direkt auszugeben.
alles Gute! Die Transaktion kann nun an die ursprüngliche 2-aus-2-Multisig-Adresse gebucht werden. Dies ist sicher, da Sie Ihr Geld zurückerhalten können, wenn die Gegenpartei den Kanal verlässt.
Sobald die Transaktion bestätigt ist, ist der Kanal betriebsbereit. Das erste Transaktionspaar zeigt den aktuellen Status des Mini-Ledgers. Zu diesem Zeitpunkt zahlt das Hauptbuch 3 BTC an Bob und 3 BTC an Alice.
Als Alice eine neue Zahlung an Bob leisten möchte, erstellen die beiden zwei neue Transaktionen, um den ersten Transaktionssatz zu ersetzen. Die Betriebsmethode ist genau die gleiche, die Transaktion wird von jeder Parteihälfte unterzeichnet. Es ist nur so, dass Alice und Bob zunächst ihre alten Geheimnisse preisgeben und für die nächste Transaktionsrunde neue Hashes austauschen müssen.
Wenn Alice beispielsweise Bob 1 BTC zahlen möchte, werden bei zwei neuen Transaktionen 2 BTC an Alice und 4 BTC an Bob eingezahlt. Auf diese Weise wird der Kontostand aktualisiert.
Beide Parteien können jederzeit die letzte Transaktion unterzeichnen, veröffentlichen und die „Abwicklung“ auf der Blockchain abschließen. Allerdings muss die Partei, die die Freigabe unterzeichnet, warten, bis die Zeitsperre abläuft, und die andere Partei kann die Gebühr sofort ausgeben. Denken Sie daran: Wenn Bob Alices Transaktion unterzeichnet und veröffentlicht, kann sie eine bedingungslose Ausgabe erhalten.
Über die Schließung des Kanals können beide Parteien gemeinsam einen Konsens, also eine kooperative Schließung, erzielen. Dies ist der bequemste Weg für die Rückführung von Geldern in die Kette. Wenn jedoch eine Partei nicht reagiert oder die Zusammenarbeit verweigert, kann die andere Partei das Geld nach Ablauf der Zeitsperre abheben.
Wie verhindert das Lightning Network Betrug?
Möglicherweise bemerken wir hier einen Angriffsvektor. Angenommen, Bobs aktueller Kontostand beträgt 1 BTC. Was kann man dann tun, um zu verhindern, dass er eine ältere Transaktion mit einem höheren Kontostand verbucht? Schließlich hat er die halbsignierte Transaktion bereits von Alice erhalten, er muss nur noch seine Unterschrift hinzufügen und veröffentlichen, oder?
Nichts kann ihn davon abhalten. Aber wenn er es täte, könnte er sein gesamtes Gleichgewicht verlieren. Nehmen wir an, dass er die alte Transaktion gebucht hat, bei der er 1 Münze an Alice und 5 Münzen an die zuvor erwähnte Multi-Signatur-Adresse gezahlt hat.
Alice erhält die Token sofort, aber Bob muss warten, bis die Zeitsperre abläuft, bevor er sie von der Multisig-Adresse aus ausgibt. Erinnern Sie sich, dass wir oben erwähnt haben, dass eine weitere Bedingung erfüllt sein muss, bevor Alice die gleichen Mittel sofort verwenden kann? Sie musste ein Geheimnis lüften, von dem sie damals noch nichts wusste. Aber jetzt kennt sie das Geheimnis – die zweite Transaktionsrunde wurde gerade erstellt und Bob verrät das Geheimnis.
Während Bob nur warten kann, bis die Zeitsperre abläuft, kann Alice das gesamte Geld abheben. Dieser Strafmechanismus stellt sicher, dass die Teilnehmer keinen Betrugsversuch unternehmen, andernfalls erhält die Gegenpartei ihre Token.
Kanalzahlung
Über dieses Problem haben wir bereits gesprochen. Es können Verbindungen zwischen Kanälen hergestellt werden, da das Lightning Network ansonsten Zahlungsfunktionen nicht effektiv unterstützen kann. Würden wir in den nächsten Monaten wirklich 500 US-Dollar in dasselbe Café einzahlen, nur um jeden Tag eine Tasse Kaffee zu trinken?
Tatsächlich besteht hierfür absolut keine Notwendigkeit. Wenn Alice und Bob einen Kanal eröffnen und Bob und Carol einen Kanal eingerichtet haben, kann Bob beide über den Kanal bezahlen. Indem Alice auf diese Weise mehrere „Sprünge“ überquert, kann sie jeden bezahlen, der ihr in den Weg kommt.
In diesem Fall kann Alice Frank über mehrere Kanäle erreichen. Im tatsächlichen Betrieb wird sie auf jeden Fall den bequemsten Kanal wählen.
Vermittler spielen im Kanal eine gewisse Rolle und erheben möglicherweise eine geringe Gebühr, die jedoch nicht obligatorisch ist. Das Lightning Network ist noch relativ neu und der Gebührenmarkt muss noch Gestalt annehmen. Viele gehen davon aus, Gebühren auf Basis der Liquidität erheben zu können.
In der Basiskette hängen die Nutzungsgebühren nur vom durch ihre Transaktionen belegten Blockplatz ab und haben nichts mit dem übertragenen Wert zu tun. Das heißt, die Zahlung von 1 US-Dollar an Gebühren entspricht der Zahlung von 10 Millionen US-Dollar. Im Lightning Network hingegen gibt es keinen Blockraum.
Es gibt jedoch ein Konzept des lokalen Gleichgewichts und des Ferngleichgewichts. Der lokale Saldo bezieht sich auf den Betrag, den eine Partei an das andere Ende des Kanals „schieben“ kann, während sich der entfernte Saldo auf den Betrag bezieht, den die Gegenpartei an die lokale Partei zurückschieben kann.
Lassen Sie uns ein weiteres Beispiel geben. Schauen wir uns einen der oben genannten Pfade genauer an: Alice <> Carol <> Frank.
Die Guthaben jedes Benutzers vor und nach der Überweisung von 0,3 BTC durch Alice an Frank.
Alice <> Carol und Carol <> Frank haben jeweils eine Gesamtkapazität von 1 BTC. Alices lokales Guthaben beträgt 0,7 BTC. Unter der Annahme, dass sich zu diesem Zeitpunkt alle in der Blockchain niedergelassen haben, erhält Alice 0,7 BTC und Carol 0,3 BTC für das Remote-Guthaben.
Angenommen, Alice möchte 0,3 BTC an Frank senden, sie wird 0,3 BTC an die Seite des Carol-Kanals senden. Carol schickt dann 0,3 BTC von ihrem lokalen Guthaben über den Kanal an Frank. Letztlich bleibt Carols Saldo derselbe: +0,3 BTC von Alice und -0,3 BTC an Frank heben sich gegenseitig auf.
Carol verliert nicht an Wert, indem sie als Bindeglied zwischen Alice und Frank fungiert, aber sie wird im Umgang mit ihren eigenen Mitteln weniger flexibel. Wie Sie sehen können, hat sie derzeit 0,6 BTC im Kanal mit Alice auszugeben, aber am Ende des Kanals mit Frank nur 0,1 BTC.
Stellen wir uns eine Situation vor, in der Alice nur mit Carol verbunden ist, während Frank mit einem größeren Netzwerk verbunden ist. Früher konnte Carol über Frank insgesamt 0,4 BTC an andere senden, aber jetzt hat sie nur noch 0,1 BTC an einem Ende des Kanals, die sie verschicken kann.
In diesem Fall kannibalisiert Alice tatsächlich Carols Liquidität. Ohne Anreize wollte Carol sich nicht benachteiligen. Sie könnte also vorschlagen: „Ich werde eine Gebühr von 10 Satoshi für jede 0,01 BTC-Ausgabe meines Kanals erheben.“ Auf diese Weise gilt: Je höher das lokale Guthaben, das Carol im „stärkeren“ Pfad abwirft, desto mehr Gebühren verdient sie.
Wie bereits erwähnt, besteht hier keine faktische Gebührenpflicht. Manche Menschen haben keine Angst vor einer Verschlechterung der Liquidität, andere möchten einfach direkt einen Kanal mit dem Empfänger eröffnen.
Einschränkungen des Lightning-Netzwerks
Wenn sich herausstellt, dass das Lightning Network alle Skalierbarkeitsprobleme von Bitcoin lösen kann, werden alle glücklich sein. Leider weist das Lightning Network Mängel auf, die seine Entwicklung behindern.
Verfügbarkeit
Für Anfänger ist Bitcoin nicht das intuitivste System und Adressen und Gebühren können verwirrend sein. Nach der Einrichtung des Lightning Network-Clients müssen Benutzer den Kanal noch öffnen, um Zahlungen zu tätigen. Dieser Prozess ist sehr zeitaufwändig, insbesondere wenn Neulinge mit Konzepten wie „Inbound-/Outbound-Kapazität“ konfrontiert werden und verwirrt sind.
Daher muss das Lightning Network weiterhin kontinuierlich verbessert werden, um die Eintrittsbarrieren zu senken und den Benutzern ein reibungsloseres Erlebnis zu bieten.
Flüssigkeit
Ein Hauptkritikpunkt am Lightning Network ist, dass die Transaktionsmöglichkeiten der Benutzer möglicherweise eingeschränkt sind. Persönliche Ausgaben dürfen den im Kanal gesperrten Betrag nicht überschreiten. Wenn jemand alle Gelder ausgeben und alle Gelder vom Kanal auf das Remote-Guthaben übertragen möchte, muss der Kanal geschlossen werden. Alternativ können Sie passiv darauf warten, dass andere über den Kanal bezahlen. Dies ist jedoch nicht ideal.
Einzelne Pfade sind durch die Gesamtkanalkapazität begrenzt. Nehmen Sie als Beispiel die vorherige Alice <> Carol <> Frank. Wenn der Kanal von Alice und Carol eine Kapazität von 5 BTC hat, Carol und Frank jedoch nur eine Kapazität von 1 BTC, dann kann Alice nie mehr als 1 BTC senden. Dennoch müssen sich alle Guthaben auf der Carol-Seite des Carol <>Frank-Kanals befinden, um den normalen Betrieb des Lightning Network sicherzustellen. Dadurch wird die Menge der Gelder, die über die Kanäle des Lightning Network übertragen werden können, stark eingeschränkt, was wiederum die Nützlichkeit des Netzwerks beeinträchtigt.
zentraler Hub
Aufgrund der zuvor genannten Probleme befürchten einige, dass ein solches Netzwerk eine große Anzahl von „Hubs“ schaffen wird, d. h. große und eng verbundene Einheiten mit starker Liquidität, über die alle großen Zahlungen ablaufen.
Offensichtlich ist diese Entwicklungsdynamik kein gutes Zeichen. Zentralisierte Hubs legen das System lahm, da die Offlineschaltung dieser Einheiten die Beziehungen zwischen den Benutzern erheblich stört. Darüber hinaus steigt das Risiko einer Zensur, da nur wenige Punkte gehandelt werden.
Der aktuelle Status des Lightning Network
Seit März 2024 funktioniert das Lightning Network gut. Es verfügt über mehr als 13.000 Online-Knoten, mehr als 52.000 aktive Kanäle und seine Kapazität hat 4.570 BTC überschritten.
Globale Verteilung von Lightning Network-Knoten.
Unter den vielen verschiedenen Node-Implementierungen sind c-lightning von Blockstream, Lightning Network Daemon von Lightning Labs und Eclair von ACINQ besonders beliebt. Viele Unternehmen richten sich an weniger technisch versierte Benutzer und haben Plug-and-Play-Knoten eingeführt. Benutzer müssen lediglich ihr Gerät anschließen, um das Lightning-Netzwerk nutzen zu können.
Abschluss
Das Lightning Network ist seit seinem Mainnet-Start im Jahr 2018 erheblich gewachsen. Derzeit bedienen nur Benutzer mit einem bestimmten Maß an technischen Kenntnissen Lightning Network-Knoten, sodass das Netzwerk noch einige Hürden bei der Benutzerfreundlichkeit überwinden muss. Da das Netzwerk jedoch energisch ausgebaut wird, wird erwartet, dass die Eintrittsbarrieren allmählich sinken.
Weiterführende Literatur
Blockchain-Skalierbarkeit – Sidechain-Technologie und Zahlungskanäle
Was ist ein Knoten?
Die Definition und Durchführung intelligenter Verträge
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