Segregated Witness (SegWit) f√ľr Einsteiger
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Segregated Witness (SegWit) f√ľr Einsteiger

Segregated Witness (SegWit) f√ľr Einsteiger

Fortgeschritten
Veröffentlicht Nov 25, 2019Aktualisiert Jun 13, 2023
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Inhalt


Was ist SegWit?

Segregated Witness (SegWit) ist ein im Jahr 2015 entwickeltes Protokoll-Upgrade. Das Konzept wurde als L√∂sung f√ľr das Skalierungsproblem eingef√ľhrt, mit dem Blockchain-Netzwerke konfrontiert waren und sind.¬†

Im Durchschnitt validiert das Bitcoin-Netzwerk alle 10 Minuten einen neuen Block, der jeweils mehrere Transaktionen enthält. Die Blockgröße beeinflusst somit die Anzahl der Transaktionen, die in jedem Block bestätigt werden können. Derzeit ist die Bitcoin-Blockchain in der Lage, etwa 7 Transaktionen pro Sekunde zu verarbeiten.

Die Grundidee von SegWit ist es, Blockdaten so zu reorganisieren, dass Signaturen nicht mehr zusammen mit Transaktionsdaten platziert werden. Mit anderen Worten, das SegWit-Upgrade besteht darin, die Witnesses (Signaturen) von den Transaktionsdaten zu trennen. Dadurch können mehr Transaktionen in einem einzigen Block gespeichert werden und der Transaktionsdurchsatz des Netzwerks steigt.

Da eine Bitcoin-Transaktion nur etwa 7 Transaktionen pro Sekunde verarbeiten kann, kann es manchmal lange dauern, bis sie durchgef√ľhrt wird. Das ist viel langsamer im Vergleich zu herk√∂mmlichen Zahlungsl√∂sungen und Finanznetzen, die Tausende von Transaktionen pro Sekunde verarbeiten k√∂nnen.

SegWit wurde 2015 vom Bitcoin-Entwickler Pieter Wuille zusammen mit anderen Bitcoin Core Teilnehmern entwickelt. Im August 2017 wurde das SegWit-Upgrade als Soft Fork im Bitcoin-Netzwerk implementiert.

Heute gibt es mehrere Kryptow√§hrungsprojekte mit SegWit, darunter Bitcoin und Litecoin. Das Protokoll-Upgrade brachte eine Reihe von Vorteilen mit sich, wie zum Beispiel eine verbesserte Transaktionsgeschwindigkeit und Blockkapazit√§t. Dar√ľber hinaus hat SegWit den sogenannten Transaktions-Formbarkeits-Bug beseitigt (siehe unten).


Was sind die größten Vorteile von SegWit?

Kapazitätssteigerung

Einer der größten Vorteile von SegWit ist die Erhöhung der Blockkapazität. Durch das Entfernen der Signaturdaten aus der Transaktionseingabe können weitere Transaktionen innerhalb eines einzigen Blocks gespeichert werden.

Transaktionen bestehen aus zwei Hauptkomponenten: Input und Output. Im Wesentlichen enth√§lt eine Eingabe die √∂ffentliche Adresse des Absenders, w√§hrend die Ausgabe die √∂ffentliche Adresse des Empf√§ngers enth√§lt. Der Absender muss jedoch nachweisen, dass er die zu √ľberweisenden Gelder hat, und zwar mit einer digitalen Signatur.

Ohne SegWit können die Signaturdaten bis zu 65% eines Blocks ausmachen. Mit SegWit werden die Signaturdaten weg von der Eingabe der Transaktion verschoben. Dadurch erhöht sich die effektive Blockgröße von 1 MB auf ca. 4 MB.

Beachten Sie, dass SegWit keine tats√§chliche Erh√∂hung der Blockgr√∂√üe ist. Stattdessen ist es eine technische L√∂sung, um die effektive Blockgr√∂√üe zu erh√∂hen, ohne die Blockgr√∂√üengrenze erh√∂hen zu m√ľssen (was eine Hard Fork erfordern w√ľrde). Genauer gesagt, die tats√§chliche Blockgr√∂√üe betr√§gt immer noch 1 MB, aber die effektive Blockgr√∂√üe ist 4 MB.

Dar√ľber hinaus f√ľhrte SegWit die Idee des Blockgewichts ein. Wir k√∂nnen das Blockgewicht als ein Konzept betrachten, das die Idee der Blockgr√∂√üe ersetzt. Im Wesentlichen ist das Blockgewicht ein Ma√ü, das alle Blockdaten, einschlie√ülich Transaktionsdaten (1 MB) und die Signaturdaten (bis 3 MB), die nicht mehr Teil des Eingabefeldes sind, umfasst.


Erhöhung der Transaktionsgeschwindigkeit

Mit einem Block, der mehr Transaktionen speichern kann, hat SegWit auch die Möglichkeit, die Transaktionsgeschwindigkeit zu erhöhen, da sich eine größere Anzahl von Transaktionen durch die Blockchain bewegen kann. Auch wenn ein Block die gleiche Zeit in Anspruch nehmen kann, werden mehr Transaktionen in ihm verarbeitet, so dass die TPS-Rate höher ist.

Die erh√∂hte Transaktionsgeschwindigkeit hat auch dazu beigetragen, die Transaktionskosten im Bitcoin-Netzwerk zu senken. Vor SegWit war es nicht ungew√∂hnlich, √ľber 30 Dollar pro Transaktion auszugeben. SegWit hat diese Kosten jedoch drastisch auf weniger als einen Dollar pro Transaktion gesenkt.


Fix f√ľr Transaktionsumformbarkeit

Ein gro√ües Problem bei Bitcoin war die M√∂glichkeit, Transaktionssignaturen zu manipulieren. Wenn eine Signatur ge√§ndert wird, kann dies dazu f√ľhren, dass eine Transaktion zwischen zwei Parteien korrumpiert wird. Da die auf Blockchains gespeicherten Daten praktisch unver√§nderlich sind, k√∂nnen ung√ľltige Transaktionen dauerhaft auf der Blockchain gespeichert werden.

Mit SegWit sind Signaturen nicht mehr Bestandteil der Transaktionsdaten, wodurch die Möglichkeit der Veränderung dieser Daten entfällt. Dieser Fix hat weitere Innovationen innerhalb der Blockchain-Community ermöglicht, einschließlich Second-Layer-Protokolle und Smart Contracts.


SegWit und das Lightning Netzwerk

Die Entwicklung von Second-Layer-Protokollen wurde teilweise durch die Behebung des Transaktions-Formbarkeitsbugs erm√∂glicht. Einfach ausgedr√ľckt, sind Second-Layer-Protokolle neue Plattformen oder Produkte, die auf einer Blockchain aufbauen, wie z. B. Bitcoin. Eines der beliebtesten Second-Layer-Protokolle ist das Lightning Netzwerk, ein Off-Chain-Micropayment-Netzwerk.

Das Lightning-Netzwerk ist ein Second-Layer-Protokoll, das auf dem Bitcoin-Netzwerk aufbaut. Der Hauptzweck des Lightning-Netzwerks ist es, mehr Transaktionen in k√ľrzerer Zeit zu best√§tigen, was zu schnelleren Transaktionen f√ľr die Benutzer f√ľhrt. Transaktionen werden au√üerhalb der Chain gesammelt und effektiv gepuffert, damit das Bitcoin-Netzwerk sie schlie√ülich verarbeiten kann.

Das Lightning Netzwerk wurde urspr√ľnglich f√ľr Bitcoin entwickelt. Allerdings arbeiten mehrere andere Kryptow√§hrungs- und Blockchain-Projekte an der Implementierung der Technologie f√ľr ihre Netzwerke. Dies verk√ľrzt nicht nur die Best√§tigungszeit f√ľr Transaktionen, sondern f√∂rdert auch die Entwicklung neuer L√∂sungen f√ľr das Skalierbarkeitsproblem.


SegWit vs. SegWit2x

SegWit ist ein Soft Fork Upgrade, was bedeutet, dass es r√ľckw√§rtskompatibel ist. Mit anderen Worten, Bitcoin Nodes, die nicht mit SegWit aktualisiert werden, sind weiterhin in der Lage, Transaktionen zu verarbeiten. Es gab jedoch eine andere vorgeschlagene SegWit-Implementierung namens SegWit2x (S2X), die ein Hard Fork Upgrade erfordern w√ľrde.

Der wesentliche Unterschied zwischen SegWit und SegWit2x besteht darin, dass SegWit2x nicht nur eine √Ąnderung der Transaktions-Batching-Methode, sondern auch eine Erh√∂hung der Blockgr√∂√üe (von 1MB auf 2MB) beinhaltet h√§tte. Eine gr√∂√üere Blockgr√∂√üe w√ľrde jedoch die Belastung f√ľr Node-Betreiber und Miner erh√∂hen, da mehr Daten zu verarbeiten w√§ren.¬†

Ein weiterer bemerkenswerter Unterschied ist, dass der SegWit-Vorschlag von der Bitcoin-Community unterst√ľtzt und durchgesetzt wurde. Aus dieser Episode entstand das Konzept der UASF, das f√ľr¬†"user-activated soft fork" steht.

Auf der anderen Seite schlug das SegWit2x eine wesentliche √Ąnderung einer der grundlegenden Regeln f√ľr Bitcoin vor. Da sich die Entwickler jedoch nicht auf eine Einigung √ľber die Annahme und Implementierung einigen konnten, wurde die SegWit2x-Bewegung schlie√ülich ausgesetzt.


Fazit

Die Implementierung von SegWit war das gr√∂√üte Protokoll-Upgrade von Bitcoin, und die Tatsache, dass es von der dezentralen Community unterst√ľtzt und implementiert wurde, macht es noch interessanter.

Die Einf√ľhrung von SegWit war ein gro√üer Schritt nach vorne bei der L√∂sung vieler Probleme im Zusammenhang mit Bitcoin und anderen Blockchain-Netzwerken - insbesondere in Bezug auf die Skalierbarkeit. Durch die Kombination von SegWit und den Second-Layer-Protokollen k√∂nnen Blockchain-Netzwerke eine gr√∂√üere Anzahl von Transaktionen mit mehr Effizienz und niedrigeren Kosten durchf√ľhren.

Obwohl es sich um eine leistungsstarke und innovative Lösung handelt, ist SegWit noch nicht vollständig implementiert. Derzeit liegt der Anteil der Bitcoin-Adressen mit SegWit bei rund 53%.