Einführung
Kryptowährungen haben mehrere einzigartige Eigenschaften: Sie können nicht einfach gehackt oder deaktiviert werden, und jeder kann sie verwenden, um ohne Zwischenhändler Geld in die ganze Welt zu überweisen.
Die Sicherheit dieser Funktionen wird durch bestimmte Kompromisse gewährleistet: Da viele Knoten für den Betrieb des Kryptowährungsnetzwerks verantwortlich sind, ist sein Durchsatz begrenzt. Aus diesem Grund ist die Anzahl der Transaktionen pro Sekunde (TPS), die ein Blockchain-Netzwerk verarbeiten kann, für eine Technologie, die auf Masseneinführung abzielt, relativ gering.
Um diese Einschränkungen zu überwinden und den Netzwerkdurchsatz zu erhöhen, wurde eine Reihe von Skalierbarkeitslösungen vorgeschlagen. In diesem Artikel betrachten wir eine der Erweiterungen des Bitcoin-Protokolls – das Lightning Network.
Was ist Lightning Network?
Das Lightning Network ist ein Netzwerk, das auf der Blockchain bereitgestellt wird, um schnelle Peer-to-Peer-Transaktionen (P2P) zu ermöglichen. Diese Lösung gibt es nicht nur für Bitcoin, auch andere Kryptowährungen wie Litecoin können sie integrieren.
Was bedeutet „auf der Blockchain bereitgestellt“? Lightning Network ist eine Off-Chain-Lösung oder eine Second-Layer-Lösung. Damit können Sie Überweisungen durchführen, ohne jede Transaktion in der Blockchain aufzeichnen zu müssen.
Das Lightning-Netzwerk ist vom Bitcoin-Netzwerk getrennt: Es verfügt über eigene Knoten und Software, muss aber dennoch mit der Hauptkette kommunizieren. Um dem Lightning Network beizutreten oder es zu verlassen, müssen Sie spezielle Transaktionen auf der Blockchain erstellen.
Bei Ihrer ersten Transaktion wird eine Art Smart Contract mit einem anderen Benutzer erstellt. Wir klären bald alle Details. Stellen Sie sich zunächst einen intelligenten Vertrag vor, der mit einem anderen Benutzer ein privates Hauptbuch bildet. In diesem Hauptbuch können Sie viele Transaktionen aufzeichnen, die nur für Sie und Ihren Partner sichtbar sind. Aufgrund einiger spezifischer Funktionen kann jedoch keiner von Ihnen das System betrügen.
Dieses Miniregister wird als Kanal bezeichnet. Nehmen wir an, Alice und Bob zahlen jeweils 5 BTC in den Smart Contract ein. Das Guthaben auf ihrem Kanal beträgt jeweils 5 BTC. Alice kann sich dann in das Register eintragen, um 1 BTC an Bob zu übertragen. Bob hat jetzt 6 BTC und Alice 4. Bob sendet dann 2 BTC an Alice und aktualisiert den Kontostand auf 6 BTC für Alice und 4 BTC für Bob. Dies kann noch einige Zeit so bleiben.
Jeder von ihnen kann jederzeit den aktuellen Status des Kanals auf der Blockchain veröffentlichen. Zu diesem Zeitpunkt werden die Guthaben auf beiden Seiten des Kanals an die entsprechenden Parteien in der Kette verteilt.
Transaktionen im Lightning-Netzwerk erfolgen blitzschnell (der Name bedeutet „Blitz“). Da nicht auf die Sperrbestätigung gewartet werden muss, können Zahlungen mit der maximalen Geschwindigkeit erfolgen, die die Internetverbindung unterstützt.
Was ist für die Implementierung des Lightning Network erforderlich?
Das Lightning Network (LN) ist derzeit der sinnvollste Ansatz zur Skalierung der Bitcoin-Blockchain. Die Koordinierung von Veränderungen in einem so riesigen Ökosystem ist ziemlich schwierig, da das Risiko von Hard Forks und potenziellen Fehlern besteht. Aus diesen und anderen Gründen ist die Durchführung von Online-Experimenten äußerst gefährlich.
Wenn Sie ähnliche Experimente außerhalb der Blockchain durchführen, können Sie viel flexiblere Lösungen erhalten. In diesem Fall haben Fehler und Ausfälle keine Auswirkungen auf das Bitcoin-Netzwerk. Second-Layer-Lösungen untergraben nicht die Sicherheitsgrundlagen, auf denen das Protokoll seit mehr als 10 Jahren basiert.
Es besteht auch keine Notwendigkeit, von der alten Vorgehensweise abzuweichen. On-Chain-Transaktionen (innerhalb des Netzwerks) funktionieren für alle Endbenutzer weiterhin wie gewohnt, aber darüber hinaus wird es auch die Möglichkeit geben, Transaktionen außerhalb der Kette (außerhalb des Netzwerks) durchzuführen.
Die Nutzung des Lightning Network bietet mehrere Vorteile. Wir werden uns im Folgenden einige der wichtigsten ansehen.
Skalierbarkeit
Bitcoin-Blöcke werden alle zehn Minuten erstellt und können eine bestimmte Anzahl von Transaktionen enthalten. Der Platz innerhalb eines Blocks ist begrenzt, daher platzieren Benutzer Wetten, um ihre Transaktionen voranzutreiben. Da es den Minern in erster Linie um Einnahmen geht, verarbeiten sie zuerst die Transaktionen mit den höchsten Zinssätzen.
Wenn eine kleine Anzahl von Benutzern gleichzeitig Geld sendet, ist dies kein Problem. Bei geringer Aktivität wird höchstwahrscheinlich auch eine Transaktion mit geringer Provision in den nächsten Block aufgenommen. Wenn aber viele Leute Überweisungen tätigen, erhöht sich die durchschnittliche Provision deutlich. Im Laufe der Geschichte überstieg die Gebühr mehrmals die 5-Dollar-Marke und stieg auf dem Höhepunkt des Bullenmarktes im Jahr 2017 auf über 50 Dollar.
Durchschnittliche Bitcoin-Transaktionsgebühr (in USD)
Dies mag bei Transaktionen von mehreren tausend Dollar unbedeutend erscheinen, bei kleinen Überweisungen ist es jedoch ein entscheidender Faktor. Wer möchte für einen Kaffee im Wert von 3 US-Dollar eine Überweisungsgebühr von 5 US-Dollar zahlen?
Beim Lightning Network zahlst du weiterhin zwei Gebühren: eine für die Eröffnung eines Kanals und eine für die Schließung. Aber Sie und Ihre Gegenpartei erhalten die Möglichkeit, im offenen Kanal Tausende von Transaktionen absolut kostenlos durchzuführen. Sobald Sie alle notwendigen Vorgänge abgeschlossen haben, müssen Sie nur noch den endgültigen Stand Ihrer Guthaben in der Blockchain veröffentlichen.
Weltweit gilt: Je mehr Benutzer sich auf autonome Lösungen wie das Lightning Network verlassen, desto effizienter wird die Nutzung des Blockraums. Innerhalb von Zahlungskanälen können Niederfrequenz- und Hochfrequenztransfers durchgeführt werden, während Blockraum für größere Transaktionen und das Öffnen/Schließen solcher Kanäle genutzt wird. Dadurch wird das System einer breiteren Nutzerbasis zugänglich gemacht und das Netzwerk kann langfristig skaliert werden.
Mikrozahlungen
Bei Bitcoin beträgt die Mindesttransaktionsgröße 0,00000546 BTC – zum Zeitpunkt des Schreibens sind dies etwa vier Cent. Dies ist ein kleiner Betrag, aber Sie können bereits 0,00000001 BTC an das Lightning Network senden, was einem Satoshi entspricht.
Wenn es um Mikrozahlungen geht, ist Lightning in diesem Zusammenhang die sinnvollste Option. Die Zahlung von Gebühren für reguläre Transaktionen macht es unpraktisch, kleine Beträge über die Hauptkette zu senden, aber innerhalb des Kanals können Sie kleine Bitcoin-Stücke absolut kostenlos bewegen.
Mikrozahlungen eignen sich für eine Vielzahl von Anwendungsfällen. Einige glauben, dass sie ein brauchbarer Ersatz für das signaturbasierte Modell sein könnten, bei dem Benutzer stattdessen jedes Mal, wenn sie einen bestimmten Dienst nutzen, eine kleine Gebühr zahlen.
Vertraulichkeit
Der zweite Vorteil des Lightning Network ist das hohe Maß an Privatsphäre der Nutzer. Die Parteien müssen keine Informationen über ihre Kanäle online veröffentlichen. Die Blockchain erhält lediglich die Information, dass eine bestimmte Transaktion den Kanal geöffnet hat, die Details bleiben jedoch unbekannt. Wenn Mitglieder ihren Kanal privat machen, wissen nur sie, welche Transaktionen darin stattfinden.
Wenn Alice einen Kanal mit Bob und Bob einen Kanal mit Carol hat, können Alice und Carol über Bob einander Geld senden. Wenn Dan mit Carol verbunden ist, kann Alice auch Geld an ihn überweisen. Man kann es sich als ein ständig wachsendes, umfassendes Netzwerk miteinander verbundener Zahlungskanäle vorstellen. Bei diesem Setup können Sie nicht sicher sein, an wen Alice das Geld gesendet hat, nachdem der Kanal geschlossen wurde.
Wie es funktioniert?
Daher haben wir oben bereits oberflächlich betrachtet, wie das Lightning Network auf Kanälen zwischen Knoten beruht. Schauen wir uns nun an, wie das System von innen funktioniert.
Adressen mit mehreren Signaturen
Bei einer Adresse mit mehreren Signaturen werden mehrere private Schlüssel verwendet, um die Übertragung abzuschließen. Bei der Erstellung wird die Anzahl der privaten Schlüssel angegeben, mit denen Gelder ausgegeben werden können und die zum Signieren der Transaktion erforderlich sind. Ein 1 von 5-Schema bedeutet beispielsweise, dass fünf Schlüssel eine gültige Signatur erstellen können, aber nur einer erforderlich ist, um die Übertragung abzuschließen. Schema 2 von 3 bedeutet, dass von drei möglichen Schlüsseln zwei für die Übersetzung benötigt werden.
Um einen Lightning-Kanal zu erstellen, sperren die Teilnehmer Gelder in einem 2-aus-2-Schema. Nur zwei private Schlüssel können eine Signatur erstellen, und beide werden benötigt, um Münzen zu bewegen. Schauen wir uns das am Beispiel von Alice und Bob an. Sie gehen davon aus, dass sie in den kommenden Monaten viele Überweisungen tätigen werden, deshalb erstellen sie einen Kanal im Lightning Network.
Dies beginnt damit, dass beide beispielsweise jeweils 3 BTC an ihre gemeinsame Multisig-Adresse einzahlen. Es ist noch einmal erwähnenswert, dass Bob ohne Alices Zustimmung kein Geld von einer solchen Adresse abheben kann oder umgekehrt.
Dies entspricht einem Stück Papier, das die Balance jeder Seite ausgleicht. Wenn sie beispielsweise ein Startguthaben von 3 BTC haben und Alice eine Zahlung von 1 BTC an Bob leisten möchte, warum notieren Sie dann nicht einfach, dass Alice jetzt 2 BTC und Bob jetzt 4 BTC besitzt? Solche Guthaben können überwacht werden, bis die Parteien eine gemeinsame Entscheidung treffen: Geld abzuheben.
Es ist möglich, aber was könnte der Haken sein? Noch wichtiger: Ist diese Einfachheit nicht ein Grund für jemanden, nicht zu kooperieren? Wenn Alice 6 BTC erhält und Bob keine, hat Bob nichts zu verlieren (außer seiner Freundschaft mit Alice), wenn er sich weigert, das Geld freizugeben.
Hash-Timelock-Verträge (HTLC)
Das obige System ist einfach und bietet im Vergleich zu anderen modernen Konfigurationen keine umfangreiche Funktionalität. Viel interessanter wird es, wenn wir einen Mechanismus einführen, der einen „Vertrag“ zwischen Alice und Bob vorsieht, der die Rückzahlung von Geldern vom Kanal ermöglicht, wenn eine der Parteien sich nicht an die Regeln halten möchte.
Dieser Mechanismus wird Hash Timelock Contract (HTLC) genannt. Sein Konzept ist recht einfach. Es kombiniert zwei Technologien – Hash-Lock und Time-Lock – um unerwünschte Aktivitäten in Zahlungskanälen zu verhindern.
Eine Hash-Sperre ist eine Bedingung für eine Transaktion, bei der Gelder nur von einer Person ausgegeben werden können, die bestimmte Daten (das Geheimnis) kennt. Der Absender hasht einen Teil der Daten und fügt den Hash in die Transaktion für den Empfänger ein. Sie können Gelder freischalten, indem Sie dem Absender die Originaldaten (Geheimnis) entsprechend dem angegebenen Hash mitteilen.
Eine Zeitsperre ist eine Bedingung, die es Ihnen nicht erlaubt, Gelder vor einem bestimmten Zeitpunkt auszugeben. Der Zeitraum wird entweder als tatsächliche Zeit oder als Blockhöhe angegeben.
HTLCs werden durch die Kombination von Hash-Sperren und Zeitsperren erstellt. In der Praxis können HTLCs verwendet werden, um bedingte Zahlungen zu schaffen: Der Empfänger muss das Geheimnis vor einer bestimmten Zeit angeben, andernfalls hat der Absender Anspruch auf eine Rückerstattung. Der nächste Teil lässt sich am besten anhand unseres beliebten Beispiels erkennen. Kehren wir also zu Alice und Bob zurück.
Kanäle öffnen und schließen
Betrachten Sie ein Beispiel: Alice und Bob haben gerade Transaktionen erstellt, die eine Multisig-Adresse finanzieren. Sie planen, diese Adresse in naher Zukunft zu verwenden, aber bisher wurden diese Transaktionen noch nicht auf der Blockchain veröffentlicht. Zuerst müssen Sie noch etwas tun.
Bobs drei Münzen und Alices drei Münzen
Denken Sie daran, dass die einzige Möglichkeit, Münzen aus einem Multisig-Wallet zu extrahieren, darin besteht, dass beide Parteien die Transaktion gemeinsam unterzeichnen. Das bedeutet, dass sie Bobs Zustimmung benötigen würde, um alle sechs Münzen von Alice an eine externe Adresse zu senden. In diesem Fall muss sie eine Transaktion erstellen (sechs Bitcoins an eine bestimmte Adresse) und ihre eigene Unterschrift hinzufügen.
Alice kann sofort versuchen, die Transaktion zu übertragen, sie ist jedoch ungültig, da Bob nicht unterschrieben hat. Alice muss ihm die ausstehende Transaktion zur Verfügung stellen, und sobald er sie unterschreibt, wird die Transaktion gültig.
Allerdings gibt es in diesem Fall noch keinen Prozess, der die Teilnehmer zu ehrlichem Verhalten verpflichtet. Wie wir bereits erwähnt haben, sind Ihre Gelder praktisch gefangen, wenn Ihre Gegenpartei die Zusammenarbeit verweigert. Kommen wir zum Mechanismus, der dies verhindert. Dafür gibt es mehrere treibende Elemente, die die Lösung für ein solches Problem darstellen.
Um solch eine ungünstige Situation zu vermeiden, muss sich jede Seite ein Geheimnis einfallen lassen, nennen wir sie: As und Bs. Wenn Alice und Bob sie preisgeben würden, wären es schlechte Geheimnisse, also halten sie sie vorerst geheim. Das Paar generiert dann Hashes der entsprechenden Geheimnisse: h(As) und h(Bs). Anstatt also ihre Geheimnisse zu teilen, tauschen sie Hashes aus.
Alice und Bob tauschen Hashes ihrer Geheimnisse aus.
Alice und Bob müssen sich auf bestimmte Transaktionsverpflichtungen einigen, bevor sie Überweisungen an eine Multisig-Adresse senden. Dies bietet Sicherheit für den Fall, dass jemand beschließt, Gelder zu veruntreuen.
Wenn Sie an einen Kanal wie das zuvor erwähnte Mini-Ledger denken, sind Transaktionsverpflichtungen die Aktualisierungen, die Sie am Ledger vornehmen. Jedes Mal, wenn Sie ein neues Paar von Transaktionsverpflichtungen erstellen, gleichen Sie die Mittel zwischen den beiden Teilnehmern neu aus.
Alice wird zwei Ausgaben haben: die erste Adresse, die sie auffüllt, und die andere, die sie an die neue Adresse mit mehreren Signaturen bindet. Sie unterschreibt die zweite Adresse und gibt sie Bob.
Alices Transaktion mit zwei Ausgängen: eine Einzahlung an ihre eigene Adresse und eine Einzahlung an eine neue Multisig-Adresse. Letzteres erfordert jedoch weiterhin die Unterschrift von Bob, um die Transaktion gültig zu machen.
Bob macht dasselbe: Eine Adresse ist seine persönliche und die andere ist mehrfach signiert. Er unterschreibt es und gibt es Alice.
Wir haben zwei ausstehende Transaktionen, die sehr ähnlich sind.
Alice kann Bobs Transaktion eine Signatur hinzufügen und sie so genehmigen. Es ist zu beachten, dass diese Mittel aus einem Multi-Signature-2-von-2-Programm stammen, das noch nicht finanziert wurde. Es ist, als würde man versuchen, einen Scheck mit einem Nullsaldo einzulösen. Daher können diese teilweise signierten Transaktionen erst verwendet werden, nachdem das Multisig gestartet wurde.
Die neuen Multisig-Adressen (die 3 BTC-Ausgaben haben) haben einige spezifische Eigenschaften. Schauen wir uns die ausstehende Transaktion an, die Alice unterzeichnet und an Bob übermittelt hat. Eine Multisignatur-Inferenz kann erzwungen werden, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind:
Beide Parteien leisten eine gemeinsame Unterschrift.
Bob macht die Übersetzung nach einer bestimmten Zeit (aufgrund der Zeitsperre) selbst.
Alice kann den Restbetrag ausgeben, wenn sie Bobs Geheimnis herausfindet: Bs.
Für die Transaktion bittet Bob Alice, Folgendes zu implementieren:
Beide Parteien leisten eine gemeinsame Unterschrift.
Alice führt die Übertragung nach einer gewissen Zeit selbstständig durch.
Bob kann den Restbetrag ausgeben, wenn er Alices Geheimnis herausfindet: As.
Bedenken Sie, dass keine Partei das Geheimnis der anderen kennt, sodass Punkt 3 noch nicht möglich ist. Es ist auch zu beachten, dass Ihr Kontrahent bei Abschluss einer Transaktion das Geld sofort ausgeben kann, da keine besonderen Bedingungen für die Auszahlung gelten. Sie können warten, bis die Zeit abgelaufen ist, um das Geld selbst auszugeben, oder Sie können mit der anderen Partei zusammenarbeiten, um es gleichzeitig abzuheben.
Jetzt können Sie Transaktionen mit einem Multisig in einem 2 von 2-Schema veröffentlichen. Dies ist sicher, da Sie Ihr Geld erhalten können, wenn Ihr Kontrahent den Kanal verlässt.
Nachdem die Transaktion bestätigt wurde, beginnt der Kanal mit der Verarbeitung der Transaktionen. Dieses erste Transaktionspaar zeigt uns den aktuellen Stand des Mini-Ledgers. Zu diesem Zeitpunkt werden die Zahlungen in der Reihenfolge verteilt: 3 BTC an Bob und 3 BTC an Alice.
Wenn Alice eine neue Überweisung an Bob vornehmen möchte, muss das Paar zwei neue Transaktionen erstellen, um den ersten Satz zu ersetzen. Die Praxis bleibt dieselbe: Verträge werden nur zur Hälfte unterzeichnet. Allerdings müssen Alice und Bob für die nächste Transaktionsrunde ihre alten Geheimnisse preisgeben und neue Hashes austauschen.
Wenn Alice Bob 1 BTC zahlen möchte, schreiben zwei neue Transaktionen Alice und Bob 2 bzw. 4 BTC gut. Auf diese Weise wird der Kontostand aktualisiert.
Jede Partei kann jederzeit die letzten Transaktionen unterzeichnen und an die andere übertragen, um den Vergleich abzuwickeln, d. h. Zeichnen Sie die endgültigen Informationen in der Blockchain auf. Derjenige, der dies tut, muss warten, bis die Zeitsperre abläuft, während die andere Partei das Geld sofort ausgeben kann, wenn sie es erhält. Es ist erwähnenswert, dass Bob, wenn er die Transaktion unterzeichnet und an Alice sendet, die Möglichkeit hat, ohne weitere Bedingungen auszusteigen.
Beide Parteien können den Kanal gemeinsam schließen (eine kooperative Schließung durchführen) – dies ist der einfachste und schnellste Weg, Gelder an das Netzwerk zurückzuzahlen. Aber selbst wenn eine der Parteien nicht mehr auf Anfragen reagiert oder die Zusammenarbeit verweigert, kann die andere Partei nach Ablauf der Zeitsperre ihr Geld zurückgeben.
Sie fragen sich, wie Sie mit Kryptowährungen beginnen können? Kaufen Sie Bitcoin auf Binance!
Betrug im Lightning Network verhindern
Möglicherweise haben Sie bereits einen möglichen Angriffsvektor erkannt. Wenn Bobs Guthaben jetzt 1 BTC beträgt, was würde ihn dann davon abhalten, eine alte Transaktion zu wählen, bei der er mehr Münzen hat? Er hat bereits eine Unterschrift von Alice erhalten und muss nur noch seine Unterschrift hinzufügen und die Transaktion an die Blockchain senden, oder?
Was ihn davon abhält, solche Maßnahmen zu ergreifen, ist die Gefahr, sein gesamtes Gleichgewicht zu verlieren. Nehmen wir an, er beschließt, dies zu tun und sendet seine alte Transaktion, die Alice eine Münze gibt und fünf an die zuvor erwähnte Multisig-Adresse sendet.
Alice erhält sofort eine Münze. Bob wiederum muss warten, bis die Zeitsperre abläuft, um den Restbetrag der Multisig-Adresse auszugeben. Wenn Sie sich an die andere oben erwähnte Bedingung erinnern, können Sie wahrscheinlich vermuten, dass Alice dadurch sofort das gleiche Guthaben ausgeben kann. Sie braucht ein Geheimnis, das sie damals noch nicht hatte. Sie hatte diese Gelegenheit seit der zweiten Transaktionsrunde, weil Bob ihr dieses Geheimnis verraten hatte.
Während Bob auf den Ablauf der Zeitsperre wartet und nichts tun kann, kann Alice diese Gelder verschieben. Dieser sanktionsbasierte Mechanismus geht davon aus, dass der Teilnehmer wahrscheinlich keinen Betrugsversuch unternehmen möchte, da in diesem Fall die andere Partei sofort Zugriff auf ihre gemeinsamen Coins hat.
Zahlungsrouting
Wir haben dieses Thema bereits angesprochen: Kanäle können untereinander Kontakt aufnehmen. Andernfalls wäre das Lightning Network für verschiedene Zahlungen nicht so nützlich. Sie werden doch nicht 500 US-Dollar im Café-Kanal anlegen, um in den nächsten Monaten tägliche Zusagen zu erhalten, oder?
Aber das musst du nicht tun. Wenn Alice einen Kanal mit Bob öffnet und er einen Kanal mit Carol hat, kann Bob Zahlungen über die Verbindung zwischen ihnen senden. Dieser Mechanismus funktioniert in mehreren „Sprüngen“, was bedeutet, dass Alice schnell Geld an jeden überweisen kann, zu dem ein ähnlicher Weg besteht.
In diesem Szenario kann Alice mehrere Wege nehmen, um zu Frank zu gelangen. In der Praxis wird dieser Weg immer der kürzeste sein.
Vermittler können für ihre Rolle beim Routing eine geringe Gebühr (optional) erheben. Da es sich beim Lightning Network um ein relativ neues Konzept handelt, ist der Gebührenmarkt noch nicht ausgereift. Viele rechnen mit Gebühren, die sich an der Liquidität der Anbieter orientieren.
In der zugrunde liegenden Kette hängt Ihre Gebühr davon ab, wo Ihre Transaktion im Block steht. Der Transaktionsbetrag spielt keine Rolle: Die Provision für Überweisungen von 1 $ bis 10.000.000 $ ist gleich. Im Vergleich dazu gibt es im Lightning Network keinen Blockraum.
Stattdessen wird das Konzept lokaler und entfernter Salden verwendet. Der lokale Saldo ist der Betrag, der an das andere Ende des Kanals „geschoben“ werden kann, und der Remote-Saldo ist der Betrag, den die Gegenpartei an Sie weiterleiten kann.
Schauen wir uns ein anderes Beispiel an. Lassen Sie uns einen der folgenden Pfade erkunden: Alice <> Carol <> Frank.
Benutzerguthaben vor und nach der Übertragung von 0,3 BTC von Alice an Frank.
Alice <> Carol und Carol <> Frank haben einen Gesamtdurchsatz von 1 BTC. Alices lokales Guthaben beträgt 0,7 BTC. Wenn sie sich jetzt für die Blockchain entscheiden würden, würde sie 0,7 BTC erhalten und Carol würde ihr Fernguthaben (d. h. 0,3 BTC) erhalten.
Wenn Alice 0,3 BTC an Frank senden möchte, sendet sie 0,3 BTC an Carol. Carol hebt dann mit Frank 0,3 BTC von ihrem lokalen Guthaben auf den Kanal ab. Dadurch bleibt Carols Saldo derselbe: +0,3 BTC für Alice und -0,3 BTC für Frank, ohne alle Transaktionen Dritter.
Carol verliert nichts, indem sie als Franks Verbindungsmann fungiert, aber sie macht sich weniger flexibel. Sie sehen, sie kann jetzt 0,6 BTC in ihrem Kanal mit Alice ausgeben, aber nur 0,1 BTC in ihrem Kanal mit Frank.
Sie können sich eine Situation vorstellen, in der Alice nur mit Carol verbunden ist und 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 anbieten, da sich alle ihre Gelder am anderen Ende des Kanals befinden.
In diesem Fall absorbiert Alice erfolgreich Carols Liquidität. Carol wiederum möchte ihre Position nicht weiter schwächen und stellt daher eine Bedingung: alle 0,01 BTC mit einer Provision von zehn Satoshi zu senden. Je mehr lokale Guthaben zu Carols Bedingungen abgewickelt werden, desto profitabler wird ihre Position sein.
Wir haben bereits erwähnt, dass es keine tatsächlichen Provisionsanforderungen gibt. Einige machen sich möglicherweise keine Sorgen über eine verringerte Liquidität, während andere Kanäle ausschließlich zum Eintreiben von Gebühren öffnen.
Nachteile des Lightning Network
Es wäre großartig, wenn das Lightning Network die Lösung für alle Bitcoin-Skalierbarkeitsprobleme wäre. Leider hat das Konzept seine Nachteile, die dies möglicherweise verhindern.
Benutzerfreundlichkeit
Bitcoin ist nicht das intuitivste System für Neulinge: Adressen, Gebühren und alles andere können bei der ersten Einführung verwirrend sein, aber Wallets können Ihnen solche komplizierten Dinge ersparen und bieten etwas Ähnliches wie bestehende Zahlungssysteme: Laden Sie ein Wallet für Ihr Smartphone herunter und fügen Sie es hinzu Geben Sie Münzen dazu und Sie können mit der Arbeit beginnen.
Dies ist derzeit für das Lightning Network nicht möglich. Insbesondere bei Smartphone-Apps sind die Anwendungsfälle derzeit sehr begrenzt. Der Grund dafür ist, dass Lightning-Knoten Zugriff auf einen Bitcoin-Knoten benötigen, um ordnungsgemäß zu funktionieren.
Nach der Installation des Clients müssen Benutzer außerdem mit der Eröffnung von Kanälen beginnen, bevor sie Zahlungen leisten können. Dies kann zeitaufwändig sein und wird für einen Neuling aufgrund der vielen damit verbundenen Bedingungen, einschließlich eingehender/ausgehender Bandbreite, wahrscheinlich schwierig sein.
Allerdings verbessern sich die Technologien ständig, wodurch die Eintrittsbarrieren sinken und der Zugang für Benutzer einfacher wird.
Liquidität
Eines der Hauptprobleme des Lightning Network besteht darin, dass Ihre finanziellen Möglichkeiten begrenzt sind. Sie können nicht mehr ausgeben, als im Kanal gesperrt ist. Wenn alle Gelder auf Remote-Guthaben verteilt werden, müssen Sie den Kanal höchstwahrscheinlich schließen. Alternativ können Sie darauf warten, dass jemand Sie bezahlt, aber das ist alles andere als eine ideale Lösung.
Pfade können auch durch die Gesamtkapazität der Verbindung begrenzt sein. Betrachten Sie dies anhand des vorherigen Beispiels: Alice <> Carol <> Frank. Wenn der Kanal von Alice und Carol 5 BTC hat, der Kanal von Carol und Frank jedoch nur 1 BTC, kann Alice nicht mehr als 1 BTC über sie senden. Allerdings muss auch in diesem Fall das Gleichgewicht auf Carols Seite im Kanal Carol <>Frank verlagert werden. Dieser Nachteil kann den Durchsatz von LN-Kanälen erheblich einschränken, was sich negativ auf die Benutzerfreundlichkeit auswirkt.
Zentralisierte Hubs
Aufgrund des im vorherigen Abschnitt erwähnten Problems besteht die Sorge, dass das Netzwerk die Entwicklung großer „Hubs“ fördern wird. Dies deutet auf die Entstehung eng verbundener Unternehmen mit ausreichend Liquidität hin, über die alle wesentlichen Zahlungen abgewickelt werden.
Offensichtlich ist dieses Szenario nicht günstig. Dies wird das System schwächen, da der Übergang dieser Anbieter in den Offline-Modus zu einer erheblichen Störung der Beziehungen zwischen den Elementen des Systems führen wird. Aufgrund der Vielzahl von Punkten, über die Transaktionen durchlaufen werden, besteht außerdem ein erhöhtes Zensurrisiko.
Aktueller Entwicklungsstand des Lightning Network
Seit April 2020 entwickelt sich das Lightning Network recht erfolgreich. Das Netzwerk verfügt über mehr als 12.000 Knoten online, über 30.000 aktive Kanäle und etwas mehr als 920 BTC im Umlauf.
Karte des Standorts der aktuellen Knoten im Lightning Network. Quelle: explorer.acinq.co
Es gibt verschiedene Implementierungen für den Betrieb eines Knotens – einige der beliebtesten sind c-lightning von Blockstream, Lightning Network Daemon von Lightning Labs und Eclair von ACINQ. Benutzer, die sich nicht mit technischen Aspekten befassen möchten, können Plug-and-Play-Knoten verwenden. Sie müssen lediglich das Gerät einschalten und frei im Lightning-Netzwerk arbeiten.
Zusammenfassung
Seit dem Start des Mainnets im Jahr 2018 ist das Lightning Network erheblich gewachsen, obwohl allgemein angenommen wird, dass es sich noch in der Betaphase befindet.
In diesem Entwicklungsstadium gibt es einige Einschränkungen hinsichtlich der Benutzerfreundlichkeit, zum Beispiel: Um einen Lightning-Knoten zu betreiben, benötigen Sie eine gewisse technische Kompetenz, aber mit fortschreitender Entwicklung wird erwartet, dass die Eintrittsschwelle sinkt.
Wenn alle genannten Probleme gelöst werden können, könnte das Lightning Network ein integraler Bestandteil des Bitcoin-Ökosystems werden und die Skalierbarkeit und Transaktionsgeschwindigkeit erheblich steigern.
