Wichtige Punkte
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.
Es garantiert sichere und skalierbare Zahlungen durch Multisignaturadressen und Hash Timelock-Verträge.
Einführung
Kryptowährungen haben einige einzigartige Eigenschaften. Es ist unwahrscheinlich, dass sie gehackt werden oder dass ihr System heruntergefahren wird, und jeder kann sie nutzen, um Werte weltweit zu übertragen, ohne dass Dritte eingreifen müssen.
Damit diese Ressourcen weiterhin funktionieren, sind einige Einschränkungen erforderlich. 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 eine globale Einführung anstrebt, relativ gering.
Um die mit der Blockchain-Technologie verbundenen Einschränkungen zu überwinden, wurden mehrere Skalierbarkeitslösungen vorgeschlagen, um die Anzahl der Transaktionen zu erhöhen, die ein Netzwerk verarbeiten kann. In diesem Artikel werden wir über das Lightning Network sprechen, eine der Erweiterungen des Bitcoin-Protokolls.
Was ist das Lightning-Netzwerk?
Das Lightning Network ist ein Netzwerk, das auf der Blockchain operiert und Peer-to-Peer-Transaktionen ermöglicht. Es handelt sich nicht um ein Bitcoin-exklusives Netzwerk – andere Kryptowährungen haben sich darin integriert.
Sie fragen sich vielleicht, was wir unter „Betrieb auf (oder über) der Blockchain“ verstehen. Das Lightning Network ist das, was wir als Off-Chain- oder Layer-2-Lösung bezeichnen. Es ermöglicht Benutzern, Transaktionen durchzuführen, ohne sie alle in der Blockchain aufzeichnen zu müssen.
Das Lightning Network ist vom Bitcoin-Netzwerk getrennt – es verfügt über eigene Knoten und Software, kommuniziert aber dennoch mit der Hauptblockchain. Um dem Lightning Network beizutreten oder es zu verlassen, müssen Sie spezielle Transaktionen auf der Blockchain erstellen.
Wenn Sie Ihre erste Transaktion durchführen, erstellen Sie effektiv eine Art Smart Contract mit einem anderen Benutzer. Wir werden uns bald mit weiteren Details befassen – zunächst einmal müssen Sie sich darüber im Klaren sein, dass der Smart Contract ein privates Hauptbuch für Sie und einen anderen Benutzer führt. In diesem Hauptbuch können Sie viele Transaktionen erfassen. Sie sind nur für Sie und Ihr Gegenüber sichtbar, aber aufgrund einiger Besonderheiten des Setups kann keiner von Ihnen schummeln.
Dieses Minibuch wird als Kanal bezeichnet. Angenommen, Alice und Bob geben jeweils 5 BTC in den Smart Contract ein. Auf ihrem Kanal hätten beide ein Guthaben von 5 BTC. Alice kann im Hauptbuch „1 BTC an Bob zahlen“ vermerken. Jetzt hat Bob 6 BTC und Alice 4. Später könnte Bob 2 BTC an Alice zurücksenden und den Saldo auf Alices 6 BTC und Bobs 4 BTC aktualisieren. Sie werden dies möglicherweise noch einige Zeit lang tun.
Jeder von ihnen kann jederzeit den aktuellen Status des Kanals in der Blockchain veröffentlichen. Zu diesem Zeitpunkt werden die Guthaben jeder Person ihren jeweiligen Parteien in der Blockchain zugeordnet.
Wie der Name schon sagt, sind Lightning-Transaktionen blitzschnell. Sie müssen nicht auf Sperrbestätigungen warten – Zahlungen können abhängig von Ihrer Internetverbindung sehr schnell erfolgen.
Warum wird das Lightning Network benötigt?
Bisher scheint das Lightning Network (LN) der sinnvollste Ansatz zur Skalierung der Bitcoin-Blockchain zu sein. Die Koordinierung von Änderungen in einem so breiten Ökosystem ist kompliziert – es besteht das Risiko von Hard Forks und möglicherweise katastrophalen Fehlern. Da so viel Wert auf dem Spiel steht, ist das Experimentieren äußerst gefährlich.
Durch die Abkehr dieser Art von Experimenten von der Blockchain entsteht viel mehr Flexibilität. Wenn etwas schief geht, wird das echte Bitcoin-Netzwerk nicht unter den Auswirkungen leiden. Layer-2-Lösungen beeinträchtigen keine der Sicherheitsmaßnahmen, die das Protokoll seit über 15 Jahren am Laufen halten.
Es besteht auch keine Verpflichtung, die traditionelle Arbeitsweise zu ändern. On-Chain-Transaktionen (auf der Blockchain) funktionieren für den Endnutzer weiterhin normal, er hat nun aber auch die Möglichkeit, Off-Chain-Transaktionen durchzuführen.
Die Nutzung des Lightning Network bietet viele Vorteile. Sehen wir uns einige der wichtigsten an.
Skalierbarkeit
Bitcoin-Blöcke werden alle zehn Minuten erstellt und können nur wenige Transaktionen enthalten. Der Platz in jedem Block ist knapp, daher müssen Sie gegen andere Benutzer bieten, um Ihre Transaktion zeitnah zu erhalten. Das Hauptanliegen der Miner ist die Bezahlung, daher berücksichtigen sie zuerst die Transaktionen mit den höchsten Gebühren.
Wenn nicht viele Benutzer gleichzeitig versuchen, Geld zu senden, ist dies nicht unbedingt ein Problem. Sie können eine niedrige Gebühr festlegen und Ihre Transaktion wird wahrscheinlich in den nächsten Block aufgenommen. Wenn jedoch viele Nutzer gleichzeitig Transaktionen übermitteln, kann die durchschnittliche Rate deutlich ansteigen. Es gab mehrere Gelegenheiten, in denen die 10-Dollar-Marke überschritten wurde. Auf dem Höhepunkt des Bullenmarktes 2017 überstieg die durchschnittliche Transaktionsgebühr von Bitcoin die 60-Dollar-Marke.
Dies mag für Transaktionen, die Tausende von Dollar in Bitcoin bewegen, unbedeutend erscheinen, für kleinere Zahlungen ist es jedoch nicht nachhaltig. Wer möchte für einen Kaffee im Wert von 3 US-Dollar mit einer zusätzlichen Gebühr von 10 US-Dollar bezahlen?
Beim Lightning Network müssen Sie weiterhin zwei Gebühren zahlen – eine für die Eröffnung Ihres Kanals und eine für die Schließung. Aber nachdem Sie den Kanal geöffnet haben, können Sie und Ihr Kontrahent Tausende von Transaktionen kostenlos durchführen. Wenn Sie fertig sind, veröffentlichen Sie einfach den Endzustand in der Blockchain.
Wenn sich mehr Benutzer auf Off-Chain-Lösungen wie das Lightning Network verlassen, wird der Platz in jedem Block im Allgemeinen effizienter genutzt. Hochfrequente Überweisungen mit geringem Betrag können über Zahlungskanäle durchgeführt werden, während Blockraum für größere Transaktionen und Eröffnungs-/Schließungskanäle verwendet wird. Dies würde das System für eine viel breitere Benutzerbasis zugänglicher machen und eine langfristige Skalierbarkeit des Systems ermöglichen.
Mikrozahlungen
Es gibt einen Mindestbetrag an Bitcoin, den Sie in einer Transaktion senden können – etwa 0,00000546 BTC. Derzeit entspricht dies etwa 0,38 US-Dollar. 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 interessanter. Regelmäßige Transaktionsgebühren machen es unmöglich, kleine Beträge über die Hauptblockchain zu senden. Innerhalb eines Kanals können Sie jedoch einen kleinen Teil der Bitcoins kostenlos versenden.
Mikrozahlungen eignen sich für viele Anwendungsfälle. Einige spekulieren, dass sie ein sinnvoller Ersatz für abonnementbasierte Modelle sein könnten, bei denen Benutzer für jede Nutzung eines bestimmten Dienstes kleine Beträge zahlen.
Privatsphäre
Ein weiterer Vorteil des Lightning Network besteht darin, dass es den Nutzern ein hohes Maß an Vertraulichkeit bietet. Die Parteien müssen ihre Kanäle nicht im Netzwerk veröffentlichen. Es ist möglich, die Blockchain abzufragen und zu behaupten, dass diese Transaktion einen Kanal geöffnet hat, aber Sie können nicht sagen, was darin passiert. Entscheiden sich Nutzer für einen privaten Kanal, haben nur sie Zugriff auf die durchgeführten Transaktionen.
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. Wir können uns vorstellen, dass sich dies zu einem breiten Netzwerk miteinander verbundener Zahlungskanäle ausweitet. In einem solchen Fall ist es nach dem Schließen des Kanals nicht möglich, sicher zu sein, an wen Alice Geld gesendet hat.
Wie funktioniert das Lightning-Netzwerk?
Wir erklären, wie das Lightning Network von Kanälen zwischen Knoten abhängt. Schauen wir uns weitere Details an.
Multisignaturadressen
Eine Multisignatur- (oder Multisig-)Adresse ermöglicht die Verwendung mehrerer privater Schlüssel für Transaktionen/Ausgaben. Wenn Sie einen erstellen, geben Sie an, wie viele private Schlüssel Geld ausgeben 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 bedeutet, dass von den drei möglichen Schlüsseln zwei benötigt werden, um die Mittel auszugeben.
Um einen Lightning-Kanal zu initialisieren, sperren die Teilnehmer Gelder in einer 2-von-2-Vereinbarung. Es gibt nur zwei private Schlüssel, die signiert werden können, und beide sind erforderlich, um Münzen zu bewegen. Nehmen wir noch einmal unsere Freunde Alice und Bob als Beispiel. Sie werden in den nächsten Monaten viele Zahlungen untereinander leisten und beschließen daher, einen Lightning Network-Kanal zu eröffnen.
Zunächst zahlen die beiden beispielsweise jeweils 3 BTC auf die gemeinsame Multisig-Adresse ein. Es sei noch einmal darauf hingewiesen, dass Bob ohne Zustimmung von Alice kein Geld von der Adresse überweisen kann und umgekehrt.
Jetzt können sie sich einfach Notizen machen und die Bilanzen auf beiden Seiten anpassen. Beide haben ein Startguthaben von 3 BTC. Wenn Alice eine Zahlung von 1 BTC an Bob leisten möchte, warum notieren Sie dann nicht einfach, dass Alice jetzt 2 BTC und Bob 4 BTC hat? Auf diese Weise können die Guthaben verfolgt werden, bis sie sich dazu entschließen, das Geld an eine andere Adresse zu überweisen.
Das ist zwar möglich, aber nicht das ideale Szenario. Und was am wichtigsten ist: Bei dieser Methode ist es für einen von ihnen unglaublich leicht, nicht zu kooperieren, oder? Wenn Alice am Ende 6 BTC hat und Bob keine, wird Bob nichts verlieren, wenn er sich weigert, die Gelder freizugeben (außer vielleicht seiner Freundschaft mit Alice).
Hash-Timelock-Verträge (HTLC)
Das oben erwähnte System hat angesichts der heute zuverlässigen Konfigurationsmöglichkeiten nicht viel zu bieten. Viel interessanter wird es, wenn wir einen Mechanismus einführen, der den „Vertrag“ zwischen Alice und Bob durchsetzt. Wenn eine Partei die Regeln nicht befolgt, hat die andere Partei immer noch die Möglichkeit, ihr Geld vom Kanal abzuheben.
Dieser Mechanismus ist der Hash Timelock Contract (oder HTLC). Der Begriff mag beängstigend sein, aber es ist eigentlich ein sehr 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 besagt, dass Sie Geld nur ausgeben können, wenn Sie nachweisen, dass Sie Kenntnis von einem Geheimnis haben. Der Absender hasht eine Reihe von Daten und fügt den Hash in die Transaktion des Empfängers ein. Der Empfänger kann das Geld nur ausgeben, wenn er die Originaldaten (das Geheimnis) entsprechend dem Hash bereitstellt. Und die einzige Möglichkeit, diese Daten zu erhalten, besteht darin, sie vom Absender zu erhalten.
Eine Zeitsperre ist eine Bedingung, die Sie daran hindert, Geld vor einem bestimmten Zeitpunkt auszugeben. Es wird eine bestimmte Zeit bzw. Blockhöhe festgelegt.
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 festgelegten Frist ein Geheimnis preisgeben, sonst kann der Absender das Geld zurückerhalten. Den nächsten Teil lässt sich wahrscheinlich einfacher anhand eines Beispiels erklären. Kehren wir also zum Beispiel von Alice und Bob zurück.
Kanäle öffnen und schließen
Im Beispiel von Alice und Bob haben sie Transaktionen erstellt, die ihre gemeinsame Multisignaturadresse finanzieren. Diese Transaktionen wurden jedoch noch nicht auf der Blockchain veröffentlicht! Zuvor müssen wir jedoch noch etwas tun.
Drei Münzen von Bob und drei Münzen von Alice.
Denken Sie daran, dass die einzige Möglichkeit, diese Multisig-Coins zu übertragen, darin besteht, dass Alice und Bob gemeinsam eine Transaktion unterzeichnen. Wenn Alice alle sechs Münzen an eine externe Adresse senden möchte, benötigt sie Bobs Zustimmung. Zuerst erstellte sie eine Transaktion (sechs Bitcoins an diese Adresse) und fügte dann ihre eigene Signatur hinzu.
Sie könnte versuchen, die Transaktion sofort zu übermitteln, diese wäre jedoch ungültig, da Bob seine Unterschrift nicht beigefügt hat. Alice muss ihm zuerst die unvollständige Transaktion übergeben. Nachdem Bob seine Unterschrift hinzugefügt hat, wird die Transaktion gültig.
Wir haben noch keinen Mechanismus etabliert, um sicherzustellen, dass jeder ehrlich handelt. Wie bereits erwähnt, werden Ihre Gelder praktisch gesperrt, wenn Ihre Gegenpartei die Zusammenarbeit verweigert. Sehen wir uns die Einzelheiten des Mechanismus an, der solche Situationen vermeidet. Es gibt verschiedene bewegliche Teile, also lassen wir es ruhig angehen.
Jede Partei muss ein Geheimnis schaffen – nennen wir diese Geheimnisse „As“ und „Bs“. Es wären schreckliche Geheimnisse, wenn Alice und Bob sie preisgeben würden, also werden sie sie vorerst geheim halten. Das Paar generiert die jeweiligen Hashes der Geheimnisse – h(As) und h(Bs). Anstatt also ihre Geheimnisse zu teilen, teilen sie diese Hashes miteinander.
Alice und Bob teilen die Hashes ihrer Geheimnisse miteinander.
Alice und Bob müssen außerdem eine Reihe von Verpflichtungstransaktionen erstellen, bevor sie ihre ersten Transaktionen an die Multisignaturadresse veröffentlichen. Damit haben beide eine Garantie, wenn der andere beschließt, die Gelder gesperrt zu lassen.
Wenn Sie an einen Kanal wie das zuvor erwähnte Mini-Ledger denken, handelt es sich bei Commitment-Transaktionen um Aktualisierungen des Ledgers. Immer 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 für eine Adresse bezahlt, die sie besitzt, und einen anderen, der in einer neuen Multisig-Adresse gesperrt ist. Sie unterschreibt die Transaktion und gibt sie an Bob weiter.
Alice-Transaktion mit zwei Ausgängen – einer an ihre eigene Adresse und einer an ein neues Multisig. Sie benötigt noch Bobs Unterschrift, um die Transaktion zu bestätigen.
Bob macht dasselbe – eine Steckdose bezahlt sich selbst, die andere bezahlt eine andere Multisig-Adresse. Er unterschreibt die Transaktion und gibt sie an Alice weiter.
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 für das 2-von-2-Multisig-Programm ausgegeben werden, das wir noch nicht finanziert haben. Es ist, als würde man versuchen, einen Scheck von einem uneinbringlichen Konto einzulösen. Daher können diese teilweise signierten Transaktionen nur verwendet werden, wenn Multisig funktioniert.
Die neuen Multisignaturadressen (Ziel der 3 BTC-Ausgänge) weisen einige besondere Eigenschaften auf. Werfen wir einen Blick auf die unvollständige Transaktion, die Alice unterzeichnet und an Bob gesendet hat. Die Multisig-Ausgabe kann unter folgenden Bedingungen ausgegeben werden:
Beide Parteien können die Transaktion kooperativ unterzeichnen.
Bob kann den Ausgabewert nach einer bestimmten Zeit (aufgrund der Zeitsperre) selbst ausgeben.
Alice kann den Betrag ausgeben, wenn sie Bobs geheime Bs kennt.
Bezüglich der Transaktion, die Bob an Alice gesendet hat:
Beide Parteien können die Transaktion kooperativ unterzeichnen.
Alice kann den Betrag nach einer gewissen Zeit selbst ausgeben.
Bob kann den Betrag ausgeben, wenn er Alices geheimes As kennt.
Bedenken Sie, dass keine Partei das Geheimnis der anderen kennt, sodass die dritte Bedingung noch nicht in Frage kommt. Ein weiterer wichtiger Hinweis ist, dass bei Abschluss einer Transaktion Ihr Kontrahent den Betrag sofort ausgeben kann, da keine besonderen Bedingungen für die Ausgabe gelten. Sie können warten, bis die Zeitsperre abläuft, um das Geld selbst auszugeben, oder mit der anderen Partei zusammenarbeiten, um es sofort auszugeben.
OK! Sie können jetzt Transaktionen an die ursprüngliche 2-von-2-Multisignaturadresse veröffentlichen. Dies ist endlich sicher, da Sie Ihr Geld zurückerhalten können, wenn Ihr Gegenüber den Kanal verlässt.
Sobald die Transaktionen bestätigt sind, ist der Kanal betriebsbereit. Dieses erste Transaktionspaar zeigt uns den aktuellen Stand des Mini-Ledgers. Derzeit zahlt er 3 BTC an Bob und 3 BTC an Alice.
Wenn Alice eine neue Zahlung an Bob leisten möchte, erstellt sie zwei neue Transaktionen, die den ersten Satz ersetzen. Der Prozess ist derselbe – Transaktionen werden teilweise signiert. Zunächst verwerfen Alice und Bob jedoch ihre alten Geheimnisse und verwenden neue Hashes für die nächste Transaktionsrunde.
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 würde der Kontostand aktualisiert.
Jede Partei kann jederzeit eine der letzten Transaktionen signieren und übertragen, um sie in der Blockchain „aufzulösen“. Die Partei, die dies tut, muss jedoch warten, bis die Zeitsperre abläuft, während die andere Partei sofort Geld ausgeben kann. Denken Sie daran: Wenn Bob Alices Transaktion signiert und übermittelt, erhält sie eine Ausgabe, die keine Bedingungen beinhaltet.
Beide Parteien können vereinbaren, den Kanal gemeinsam zu schließen (kooperativer Abschluss). Dies ist wahrscheinlich der einfachste und schnellste Weg, Gelder auf der Blockchain zurückzugewinnen. Doch selbst wenn eine Partei die Zusammenarbeit verweigert, kann die andere Partei ihr Geld zurückerhalten, indem sie die Zeitsperre abwartet.
Wie verhindert das Lightning Network Betrug?
Möglicherweise haben Sie in diesem Prozess einen Angriffsvektor identifiziert. Wenn Bob derzeit einen Kontostand von 1 BTC hat, was hindert ihn dann daran, eine ältere Transaktion zu übertragen, als er noch über einen größeren Kontostand verfügte? Er hat bereits die teilweise unterzeichnete Transaktion von Alice, er muss nur noch seine Unterschrift hinzufügen und sie übermitteln, oder?
Nichts hindert ihn daran – außer der Tatsache, dass er das Gleichgewicht verlieren könnte. Nehmen wir an, er sendet eine alte Transaktion, bei der eine Münze an Alice und fünf an die zuvor erwähnte Multisig-Adresse ausgezahlt werden.
Alice erhält ihre Münze sofort. Bob hingegen muss warten, bis die Zeitsperre abläuft, um den Multisig-Adresswert auszugeben. Erinnern Sie sich an die andere von uns erwähnte Bedingung, die es Alice ermöglichen würde, die gleichen Mittel sofort auszugeben? Dazu brauchte sie ein Geheimnis, das sie in diesem Moment nicht hatte. Aber jetzt hat sie diese Informationen – sobald die zweite Transaktionsrunde erstellt wurde, enthüllte Bob sein Geheimnis.
Während Bob herumsitzt und unfähig ist, etwas zu tun, während er darauf wartet, dass die Zeitsperre abläuft, kann Alice das Geld bewegen. Dieser „Straf“-Mechanismus macht es sehr unwahrscheinlich, dass Teilnehmer einen Betrugsversuch unternehmen, da die Gegenpartei Zugriff auf ihre Münzen hat.
Transaktionsrouting
Darüber haben wir bereits gesprochen – es ist möglich, die Kanäle zu verbinden. Wenn es nicht möglich wäre, wäre das Lightning Network für Zahlungen nicht so nützlich. Würden Sie 500 US-Dollar in einen Kanal mit einem Café stecken, nur um in den nächsten Monaten Ihre tägliche Dosis Kaffee zu bekommen?
Du musst das nicht tun. Wenn Alice einen Kanal mit Bob öffnet und Bob bereits einen mit Carol hat, kann Bob Zahlungen über beide weiterleiten. Dieser Mechanismus funktioniert auch in mehreren „Hops“, was bedeutet, dass Alice effektiv jeden bezahlen kann, der mit einer dieser „Routen“ verbunden ist.
In diesem Szenario kann Alice mehrere Routen nutzen, um zu Frank zu gelangen. In der Praxis wird sie immer die einfachste Variante verwenden.
Vermittler können für ihre Routing-Funktion eine geringe Gebühr erheben (obwohl dies keine Verpflichtung darstellt). Das Lightning Network ist noch sehr neu, sodass ein Gebührenmarkt noch nicht entstanden ist. Und viele erwarten Zinssätze, die sich an der bereitgestellten Liquidität orientieren.
Normalerweise basiert Ihre Gebühr bei Blockchain ausschließlich auf dem Platz, den Ihre Transaktion in einem Block einnimmt – der Wert der Transaktion spielt keine Rolle – die Gebühr für Zahlungen von 1 $ oder 10.000.000 $ ist gleich. Andererseits ist im Lightning Network von Blockraum keine Rede.
Stattdessen gibt es das Konzept des lokalen Gleichgewichts und des Ferngleichgewichts. Der lokale Saldo ist der Betrag, den Sie an das andere Ende des Kanals „schieben“ können, während der Remote-Saldo der Betrag ist, den Ihre Gegenpartei an Sie senden kann.
Noch ein Beispiel. Schauen wir uns eine der oben genannten Routen an: Alice <> Carol <> Frank.
Benutzerguthaben vor und nach einer 0,3-BTC-Übertragung von Alice an Frank.
Die Strecken Alice <> Carol und Carol <> Frank haben eine Gesamtkapazität von jeweils 1 BTC. Alices lokales Guthaben beträgt 0,7 BTC. Wenn sie jetzt die Guthaben auf der Blockchain konsolidieren würden, würde sie 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 auf Carols Seite des Kanals. Dann sendet Carol zusammen mit Frank 0,3 BTC ihres lokalen Guthabens an ihren Kanal. Dadurch bleibt Carols Saldo derselbe: +0,3 BTC für Alice und -0,3 BTC für Frank.
Carol hat keine Probleme damit, als Verbindungsmann zwischen Frank und Alice zu fungieren, verliert aber an Flexibilität. Beachten Sie, dass sie jetzt 0,6 BTC für ihren Kanal mit Alice ausgeben kann, aber nur 0,1 BTC für ihren Kanal mit Frank.
Stellen Sie sich vor, dass 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 senden, da dies der verbleibende Betrag ist, den sie im Kanal hat.
In diesem Szenario verbraucht Alice Carols Liquidität. Ohne jeglichen Anreiz möchte Carol diese ungünstigere Position möglicherweise nicht. Daher kann es einfach eine Gebühr von 10 Satoshis für jede übertragene 0,01 BTC erheben. Je höher der Wert der lokalen Guthaben ist, die Carol auf „stärkeren“ Routen opfert, desto größer ist ihr Gewinn.
Wie bereits erwähnt, besteht keine Pflicht zur Erhebung von Gebühren. Einige Benutzer sind möglicherweise nicht besorgt über eine verringerte Liquidität. Andere öffnen möglicherweise einfach Kanäle direkt mit dem Empfänger.
Einschränkungen des Lightning-Netzwerks
Es wäre fantastisch, wenn sich das Lightning Network als Lösung für alle Skalierbarkeitsprobleme von Bitcoin erweisen würde. Leider hat es seine eigenen Mängel und Einschränkungen.
Benutzerfreundlichkeit
Bitcoin ist nicht das intuitivste System für Anfänger – Adressen, Gebühren und andere Aspekte können zunächst verwirrend sein. Sobald ein Lightning-Benutzer eingerichtet ist, muss der Benutzer außerdem Kanäle öffnen, bevor er Zahlungen tätigen kann. Dies kann für einen Neuling mit geringen Kenntnissen über Konzepte wie Inbound-/Outbound-Funktionen ein zeitaufwändiger und komplizierter Prozess sein.
Dennoch werden ständig Verbesserungen vorgenommen, um Eintrittsbarrieren abzubauen und den Benutzern ein optimiertes Erlebnis zu bieten.
Liquidität
Einer der größten Kritikpunkte am Lightning Network ist seine eingeschränkte Fähigkeit, Transaktionen durchzuführen. Es ist nicht möglich, mehr auszugeben, als in einem Kanal gesperrt ist. Wenn Sie Ihr gesamtes Guthaben ausgeben, bis das Remote-Guthaben das gesamte Guthaben des Kanals abdeckt, müssen Sie den Kanal schließen. Alternativ können Sie warten, bis Sie jemand bezahlt, aber das ist nicht die ideale Option.
Routen können auch durch die Gesamtkapazität des Kanals begrenzt werden. Denken Sie an das vorherige Beispiel von Alice <> Carol <> Frank. Wenn der Kanal von Alice und Carol eine Kapazität von 5 BTC hat, der Kanal von Carol und Frank jedoch nur eine Kapazität von 1 BTC, kann Alice nie mehr als 1 BTC senden. Dennoch müsste der gesamte Saldo auf Carols Seite im Carol <>Frank-Kanal liegen, damit die Transaktion funktioniert. Dies kann die Menge der Gelder, die über LN-Kanäle gesendet werden können, drastisch 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. Mit anderen Worten: Knotenpunkte großer Organisationen/Einheiten, stark vernetzt und mit viel Liquidität. In diesem Szenario müssten alle Zahlungen mit erheblichen Beträgen über diese Unternehmen weitergeleitet werden.
Offensichtlich wäre dies keine interessante Situation. Dies würde das System schwächen, denn wenn einige dieser Einheiten offline gingen oder Probleme hätten, würde die überwiegende Mehrheit der Verbindungen zwischen Peers unterbrochen. Außerdem besteht ein höheres Risiko der Zensur, da es nur wenige Punkte gibt, über die Transaktionen ablaufen.
Der aktuelle Status des Lightning Network
Derzeit, im März 2024, funktioniert das Lightning Network gut. Das Netzwerk verfügt über mehr als 13.000 Online-Knoten, 52.000 aktive Kanäle und eine Kapazität von mehr als 4.570 BTC.
Globale Verteilung von Lightning Network-Knoten.
Es gibt verschiedene Knotenimplementierungen – c-lightning von Blockstream, Lightning Network Daemon von Lightning Labs und Eclair von ACINQ gehören zu den beliebtesten. Viele Unternehmen bieten Plug-and-Play-Knoten für weniger technisch versierte Benutzer an. Sie müssen lediglich das Gerät einschalten und fertig. Sie können jetzt mit der Nutzung des Lightning Network beginnen.
Schlussbetrachtungen
Seit dem Start seines Mainnets im Jahr 2018 verzeichnete das Lightning Network ein deutliches Wachstum. Hinsichtlich der Benutzerfreundlichkeit sind noch einige Hürden zu überwinden, da für den Betrieb eines Lightning-Knotens derzeit ein gewisses Maß an technischem Können erforderlich ist. Aber mit der rasanten Entwicklung, die wir erleben, werden die Eintrittsbarrieren immer niedriger.
Weiterführende Literatur
Skalierbarkeit der Blockchain – Sidechains und Zahlungskanäle
Was sind Knoten?
Was sind Smart Contracts?
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