Das Bitcoin Lightning Network - Ein Leitfaden für Einsteiger

Inhalt

Einführung
Was ist das Lightning Network?
Warum ist das Lightning Network notwendig?
Wie funktioniert das Lightning Network?
Einschränkungen des Lightning Network
Der aktuelle Status des Lightning Network
Fazit

Einführung

Kryptowährungen haben einige ziemlich einzigartige Eigenschaften. Sie können nicht einfach gehackt oder abgeschaltet werden, und jeder kann sie benutzen, um Werte rund um den Globus zu übertragen, ohne dass eine dritte Partei eingreifen kann.

Um sicherzustellen, dass diese Merkmale erhalten bleiben, müssen erhebliche Kompromisse eingegangen werden. Da viele Nodes für den Betrieb eines Kryptowährungsnetzwerks verantwortlich sind, ist der Durchsatz begrenzt. Infolgedessen ist die Anzahl der Transaktionen pro Sekunde (TPS), die ein Blockchain-Netzwerk verarbeiten kann, für eine Technologie, die darauf abzielt, von der breiten Masse angenommen zu werden, relativ gering.

Um die inhärenten Beschränkungen der Blockchain-Technologie zu überwinden, wurde eine Reihe von Skalierbarkeitslösungen vorgeschlagen, um die Anzahl der Transaktionen zu erhöhen, die ein Netzwerk bewältigen kann. In diesem Artikel werden wir tief in das Lightning Network eintauchen, das eine solche Erweiterung des Bitcoin-Protokolls darstellt.

Was ist das Lightning Netzwerk?

Das Lightning Network ist ein Netzwerk, das auf einer Blockchain basiert, um schnelle Peer-to-Peer Transaktionen zu ermöglichen. Es ist nicht exklusiv bei Bitcoin – andere Kryptowährungen wie Litecoin haben es ebenfalls integriert.

Sie fragen sich vielleicht, was wir mit “basiert auf einer Blockchain” meinen. Das Lightning Network ist eine Lösung, die als Off-Chain oder Layer Two bezeichnet wird. Sie ermöglicht es Einzelpersonen, Transaktionen durchzuführen, ohne jede Transaktion auf der Blockchain aufzeichnen zu müssen.

Das Lightning Network ist vom Bitcoin-Netzwerk getrennt – es hat seine eigenen Nodes und seine eigene Software, aber es kommuniziert dennoch mit der Main-Chain. Um das Lightning Network zu betreten oder zu verlassen, müssen Sie spezielle Transaktionen auf der Blockchain anlegen.

Was Sie mit Ihrer ersten Transaktion tatsächlich tun, ist eine Art Smart Contract mit einem anderen Nutzer abzuschließen. Wir werden in Kürze auf die Einzelheiten eingehen – für den Moment denken Sie nur an den Smart Contract, der ein privates Ledger mit dem anderen Nutzer führt. Sie können viele Transaktionen in dieses Ledger schreiben. Sie sind nur für Sie und Ihre Gegenpartei sichtbar, aber keiner von Ihnen kann aufgrund einiger Besonderheiten der Einrichtung betrügen.

Dieses Mini-Ledger wird als Channel bezeichnet. Sagen wir, Alice und Bob stecken je 5 BTC in den Smart Contract. In ihrem Channel hätten sie nun beide einen Saldo von 5 BTC. Alice könnte dann in das Ledger schreiben Zahle 1 BTC an Bob. Nun hat Bob 6 BTC auf seiner Seite und Alice 4. Dann könnte Bob zu einem späteren Zeitpunkt 2 BTC an Alice zurückschicken und die Salden auf 6 BTC auf der Seite von Alice und 4 BTC auf der Seite von Bob aktualisieren. Sie können dies für eine Weile weiter tun.

Beide können jederzeit den aktuellen Status des Channels in der Blockchain veröffentlichen. Zu diesem Zeitpunkt werden die Salden auf jeder Seite des Channels den jeweiligen Parteien in der Chain zugewiesen.

Getreu dem Namen sind Lightning-Transaktionen blitzschnell. Es gibt keine Block-Bestätigungen, auf die man auf warten muss – die Zahlungen können so schnell durchgeführt werden, wie es Ihre Internetverbindung erlaubt.

Warum ist das Lightning Network notwendig?

Bis jetzt scheint das Lightning Network (oder einfach LN) der vernünftigste Ansatz zur Skalierung der Bitcoin Blockchain zu sein. Die Koordinierung von Änderungen in einem so riesigen Ökosystem ist schwierig – es besteht das Risiko von Hard Forks und potenziell katastrophalen Bugs. Bei so viel Geld, das auf dem Spiel steht, ist das Experimentieren unglaublich gefährlich.

Wenn man dieses Experiment von der Blockchain wegbewegt, hat man viel mehr Flexibilität. Wenn etwas schief geht, wird es keine Auswirkungen auf das eigentliche Bitcoin-Netzwerk haben. Layer-Two-Lösungen untergraben keine der Sicherheitsannahmen, die das Protokoll über 10+ Jahre am Laufen gehalten haben.

Es besteht auch keine Verpflichtung, von der alten Vorgehensweise abzuweichen. On-Chain-Transaktionen funktionieren weiterhin wie gewohnt für den Endbenutzer, aber er hat nun die Möglichkeit, auch Off-Chain Transaktionen zu tätigen.

Die Nutzung des Lightning Network hat mehrere Vorteile. Wir werden uns einige der wichtigsten weiter unten ansehen.

Skalierbarkeit

Bitcoin-Blocks werden etwa alle zehn Minuten erstellt und können nur eine begrenzte Anzahl von Transaktionen aufnehmen. Der Platz in den Blocks ist eine knappe Ressource, so dass Sie gegen andere Benutzer bieten müssen, um Ihren Platz rechtzeitig zu erhalten. Die Miner kümmern sich in erster Linie darum, bezahlt zu werden, daher werden sie Transaktionen mit höheren Gebühren zuerst einbeziehen.

Wenn nicht viele Benutzer gleichzeitig versuchen, Gelder zu senden, ist das nicht wirklich ein Problem. Sie können eine niedrige Gebühr festlegen, und die Transaktion wird wahrscheinlich in den nächsten Block aufgenommen. Wenn aber alle gleichzeitig Transaktionen senden, kann die durchschnittliche Gebühr erheblich steigen. Bei einigen Gelegenheiten hat sie 5 Dollar überschritten, auf dem Höhepunkt Bull Market im Jahr 2017 lag sie bei über 50 Dollar.

Durchschnittliche Bitcoin-Transaktionsgebühr (in USD)

Das mag für Transaktionen, bei denen Bitcoin im Wert von Tausenden von Dollar bewegt wird, unbedeutend erscheinen, aber für kleinere Zahlungen ist es nicht nachhaltig. Wer möchte für einen Kaffee im Wert von 3 Dollar mit einer Gebühr von 5 Dollar bezahlen?

Beim Lightning Network zahlen Sie immer noch zwei Gebühren – eine, um Ihren Channel zu öffnen, und eine weitere, um ihn zu schließen. Aber Sie und Ihre Gegenpartei können Tausende von Transaktionen kostenlos durchführen, sobald der Channel geöffnet ist. Sobald Sie fertig sind, müssen Sie nur noch den Endstatus in der Blockchain veröffentlichen.

Im Großen und Ganzen wird der Block-Space effizienter genutzt, wenn sich mehr Nutzer auf Off-Chain-Lösungen wie das Lightning Network verlassen. Niedrigwertige, hochfrequente Transfers könnten in Zahlungskanälen durchgeführt werden, während der Block-Space für größere Transaktionen und das Öffnen/Schließen von Channels genutzt wird. Dies würde das System einer wesentlich breiteren Nutzerbasis zugänglich machen und es langfristig skalierbar machen.

Micropayments

Es gibt einen Mindestbetrag an Bitcoins, die Sie in einer Transaktion transferieren können – ungefähr 0,00000546 BTC. Zum Zeitpunkt des Schreibens entspricht das ungefähr vier Cent. Es handelt sich um einen kleinen Betrag, aber das Lightning Network ermöglicht es Ihnen, die Grenzen zu erweitern, um die kleinste derzeit verfügbare Einheit – 0,00000001 BTC, oder einen Satoshi, zu transferieren.

Lightning ist viel attraktiver für Micropayments. Die Gebühren für regelmäßige Transaktionen machen es unpraktisch, winzige Beträge über die Main-Chain zu transferieren. Innerhalb eines Channels können Sie jedoch problemlos einen Bruchteil eines Bruchteils einer Bitcoin kostenlos versenden.

Micropayments eignen sich für eine Vielzahl von Anwendungsfällen. Einige spekulieren, dass sie ein gangbarer Ersatz für abonnementbasierte Modelle sein könnten, bei denen die Nutzer stattdessen jedes Mal, wenn sie einen Dienst nutzen, winzige Beträge zahlen.

Datenschutz

Ein sekundärer Vorteil des Lightning Network ist, dass es den Benutzern ein hohes Maß an Vertraulichkeit bieten kann. Die Parteien müssen ihre Channels dem gesamten Netzwerk nicht bekannt machen. Sie können sich zwar die Blockchain ansehen und sagen: Diese Transaktion hat einen Channel geöffnet, aber Sie können nicht unbedingt sagen, was darin vor sich geht. Wenn sich die Teilnehmer dafür entscheiden, ihren Channel privat zu machen, werden nur sie wissen, welche Transaktionen stattfinden.

Wenn Alice einen Channel mit Bob und Bob einen Channel mit Carol hat, können Alice und Carol über Bob Zahlungen an den jeweils anderen senden. Wenn Dan mit Carol verbunden ist, kann Alice Zahlungen an ihn senden. Sie können sich vorstellen, dass sich dies zu einem ausgedehnten Netzwerk von miteinander verbundenen Channels ausweitet. In einer solchen Konstellation könnten Sie nicht sicher sein, an wen Alice Gelder geschickt hat, sobald der Channel geschlossen ist.

Wie funktioniert das Lightning Network?

Wir haben erklärt, wie sich das Lightning Network grundsätzlich auf Channels zwischen diversen Nodes stützt. Lassen Sie uns nun einen Blick unter die Haube werfen.

Multisignatur-Adressen

Eine Multisignature (oder Multisig) Adresse ist eine Adresse, von der aus mehrere Private Keys ausgegeben werden können. Beim Anlegen einer Adresse geben Sie an, wie viele Private Keys die Mittel ausgeben können und wie viele dieser Keys zum Unterzeichnen einer Transaktion erforderlich sind. Zum Beispiel bedeutet ein 1-von-5-Schema, dass fünf Keys eine gültige Signatur erzeugen können und dass nur einer benötigt wird. Ein 2-von-3-Schema würde bedeuten, dass von den drei möglichen Keys zwei beliebige für die Ausgabe der Mittel erforderlich sind.

Um einen Lightning Channel zu initialisieren, sperren die Teilnehmer Gelder in einem 2-von-2-Schema. Es gibt nur zwei Private Keys, die unterzeichnen können, und beide werden benötigt, um Coins zu bewegen. Lassen Sie uns an dieser Stelle unsere Freunde Alice und Bob zurückholen. Sie werden in den kommenden Monaten eine Menge Zahlungen an einander leisten, deshalb beschließen sie, einen Lightning Network Channel zu eröffnen.

Dies beginnt damit, dass beide beispielsweise je 3 BTC in die gemeinsame Multisig-Adresse einzahlen. Es sei nochmals darauf hingewiesen, dass Bob keine Gelder aus der Adresse bewegen kann, ohne dass Alice zustimmt, oder umgekehrt.

Jetzt könnten sie einfach auf einem Blatt Papier das Guthaben auf jeder Seite festhalten. Beide haben eine Startbilanz von 3 BTC. Wenn Alice eine Zahlung von 1 BTC an Bob leisten möchte, warum nicht einfach vermerken, dass Alice jetzt 2 BTC und Bob 4 BTC besitzt? Die Guthaben könnten auf diese Weise verfolgt werden, bis sie beschließen, die Gelder auszuzahlen.

Das ist möglich, aber wo ist der Spaß dabei? Wichtiger noch: Macht es das nicht für jemanden unglaublich einfach, nicht zu kooperieren? Wenn Alice am Ende 6 BTC hat und Bob keine, verliert Bob nichts, wenn er sich weigert, die Gelder freizugeben (außer vielleicht seine Freundschaft mit Alice).

Hash Timelock Contracts (HTLCs)

Das obige System ist langweilig und bietet im Vergleich zu den heutigen vertrauenswürdigen Einrichtungen nicht viel. Es wird noch viel interessanter, wenn wir einen Mechanismus einführen, der den “Vertrag” zwischen Alice und Bob durchsetzt. Wenn eine der Parteien beschließt, sich nicht an die Regeln zu halten, dann hat die andere Partei immer noch ein Mittel, um ihre Gelder aus dem Channel herauszuholen.

Dieser Mechanismus ist ein Hash Timelock Contract (oder HTLC). Der Begriff mag entmutigend klingen, aber er ist eigentlich ein recht einfach zu fassendes Konzept. Er verbindet zwei andere Technologien (Hashlocks und Timelocks), um jegliches unkooperatives Verhalten in Zahlungskanälen zu beheben.

Ein Hashlock ist eine Bedingung für eine Transaktion, die besagt, dass Sie Gelder nur ausgeben können, wenn Sie nachweisen, dass Sie ein Geheimnis kennen. Der Sender hasht ein Datenfragment und fügt den Hash der Transaktion an den Empfänger zu. Der Empfänger kann diese nur dann ausgeben, wenn er die Originaldaten (das Geheimnis) liefert, die mit dem Hash übereinstimmen. Und die einzige Möglichkeit, wie er diese Daten zur Verfügung stellen kann, ist, wenn der Sender sie ihm übergibt.

Ein Timelock ist eine Bedingung, die Sie daran hindert, Gelder vor einer bestimmten Zeit auszugeben. Es wird entweder als tatsächliche Zeit oder als eine bestimmte Blockhöhe angegeben.

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 bestimmten Zeit ein Geheimnis angeben, oder der Sender kann die Gelder zurückfordern. Dieser nächste Teil lässt sich wahrscheinlich besser mit einem Beispiel erklären, also kommen wir auf Alice und Bob zurück.

Öffnen und Schließen von Kanälen

Wir haben das Beispiel von Alice und Bob angeführt, die gerade Transaktionen zur Finanzierung der Multisignatur-Adresse, die sie teilen werden, transferiert haben. Aber diese Transaktionen sind noch nicht in der Blockchain veröffentlicht! Wir müssen zuerst noch einen Schritt ausführen.

Drei Coins von Bob und drei Coins von Alice.

Denken Sie daran, dass diese Coins nur dann aus dem Multisig heraus transferiert können, wenn Alice und Bob gemeinsam eine Transaktion unterzeichnen. Wenn Alice alle sechs Coins an eine externe Adresse schicken wollte, bräuchte sie die Zustimmung von Bob. Sie würde zunächst eine Transaktion erstellen (sechs Bitcoins an diese Adresse) und ihre eigene Signatur hinzufügen.

Sie könnte versuchen, die Transaktion sofort zu übertragen, aber sie wäre ungültig, weil Bob seine Signatur nicht beigefügt hat. Alice muss ihm die unvollständige Transaktion zuerst geben. Sobald er seine Signatur hinzufügt, wird sie gültig.

Wir haben immer noch keinen Mechanismus geschaffen, der dafür sorgt, dass alle ehrlich bleiben. Wie wir bereits gesagt haben, sind Ihre Gelder, wenn Ihr Kontrahent sich weigert zu kooperieren, effektiv blockiert. Lassen Sie uns zu dem Mechanismus kommen, der dies verhindert. Es gibt ein paar verschiedene Komponenten, also haben Sie Geduld mit uns.

Jede Partei muss sich ein Geheimnis ausdenken – nennen wir diese einfach As und Bs. Es wären keine Geheimnisse, wenn Alice und Bob sie verraten würden, also werden sie vorerst versteckt gehalten. Das Paar wird die Hashes – h(As) und h(Bs) der jeweiligen Geheimnisse erzeugen. Anstatt also ihre Geheimnisse zu teilen, teilen sie diese Hashes miteinander.

Alice und Bob teilen die Hashes ihrer Geheimnisse miteinander.

Alice und Bob müssen auch einen Satz von Verpflichtungs-Transaktionen erstellen, bevor sie ihre ersten Transaktionen an die Multisignatur-Adresse veröffentlichen. Dies wird ihnen ein Mittel an die Hand geben, falls der andere beschließt, Gelder zurückzuhalten.

Wenn Sie an einen Kanal wie das bereits erwähnte Mini-Ledger denken, dann sind die Verpflichtungstransaktionen die Aktualisierungen, die Sie im Ledger vornehmen. Jedes Mal, wenn Sie ein neues Paar von Verpflichtungstransaktionen erstellen, gleichen Sie die Mittel zwischen den beiden Teilnehmern neu aus.

Die von Alice wird zwei Ausgaben haben – eine, die eine Adresse bezahlt, die ihr gehört, und eine andere, die in einer neuen Multisig-Adresse eingeschlossen ist. Sie signiert sie und gibt sie an Bob weiter.

Alices Transaktion mit zwei Ausgaben – eine an ihre eigene Adresse und eine an eine neue Multisig. Sie benötigt immer noch Bobs Signatur, um sie gültig zu machen.

Bob macht dasselbe – eine Ausgabe bezahlt ihn selbst, die andere bezahlt eine andere Multisig-Adresse. Er unterschreibt sie und gibt sie an Alice weiter.

Wir haben zwei unvollständige Transaktionen, die sehr ähnlich sind.

Normalerweise könnte Alice eine Signatur zu Bobs Transaktion hinzufügen, um sie gültig zu machen. Aber Sie werden feststellen, dass diese Gelder aus dem 2-von-2-Multisig ausgegeben werden, das wir noch nicht finanziert haben. Es ist ein bisschen so, als würde man versuchen, einen Scheck von einem Konto auszugeben, das vorerst keinen Saldo hat. Daher werden diese teilweise signierten Transaktionen erst dann nutzbar sein, wenn die Multisig eingerichtet ist und läuft.

Die neuen Multisignatur-Adressen (für die die 3 BTC-Ausgaben bestimmt sind) haben einige besondere Eigenschaften. Schauen wir uns die unvollständige Transaktion an, die Alice signiert und an Bob weitergegeben hat. Die Multisig-Ausgabe kann unter den folgenden Bedingungen ausgegeben werden:

Beide Parteien können ihn kooperativ unterzeichnen.
Bob kann sie nach einer gewissen Zeit (aufgrund unseres Timelocks) für sich selbst ausgeben.
Alice kann es ausgeben, wenn sie Bobs Geheimnis Bs kennt.

Für die Transaktion, die Bob an Alice gegeben hat:

Beide Parteien können sie kooperativ unterzeichnen.
Alice kann sie nach einer gewissen Zeit selbst ausgeben.
Bob kann es ausgeben, wenn er Alices Geheimnis As kennt.

Bedenken Sie, dass keine der beiden Parteien das Geheimnis der anderen kennt, so dass die 3. Bedingung noch nicht zutrifft. Eine weitere Sache, die zu beachten ist, ist, dass, wenn Sie eine Transaktion unterzeichnen, Ihre Gegenpartei diese sofort ausgeben kann, weil es keine besonderen Bedingungen für ihre Ausgabe gibt. Sie können entweder den Ablauf der Frist abwarten, um die Mittel selbst auszugeben, oder Sie können mit der Gegenpartei zusammenarbeiten, um sie sofort auszugeben.

Okay! Jetzt können Sie die Transaktionen in der ursprünglichen 2-von-2-Multisignatur-Adresse veröffentlichen. Sie können jetzt sicher sein, dass Sie Ihre Gelder zurückholen können, weil Ihre Gegenpartei den Kanal verlässt.

Sobald die Transaktionen bestätigt sind, ist der Kanal einsatzbereit. Dieses erste Paar von Transaktionen zeigt uns den aktuellen Stand des Mini-Ledgers. Derzeit werden 3 BTC an Bob und 3 BTC an Alice ausgezahlt.

Wenn Alice eine neue Zahlung an Bob leisten möchte, erstellt das Paar zwei neue Transaktionen, um den ersten Satz zu ersetzen. Die Vorgehensweise ist die gleiche – sie sind nur halb unterzeichnet. Alice und Bob geben jedoch zunächst ihre alten Geheimnisse preis und tauschen neue Hashes für die nächste Transaktionsrunde aus.

Wenn Alice z. B. 1 BTC an Bob zahlen wollte, würden die beiden neuen Transaktionen 2 BTC an Alice und 4 BTC an Bob gutschreiben. Auf diese Weise wird der Saldo aktualisiert.

Jede Partei kann jederzeit eine der jüngsten Transaktionen unterzeichnen, um sie auf der Blockchain zu “abzurechnen”. Aber welche Partei dies auch immer tut, sie muss warten, bis die Timelock-Sperrfrist abgelaufen ist, während die andere Partei diese sofort ausgeben kann. Denken Sie daran: Wenn Bob Alices Transaktion unterzeichnet und überträgt, hat sie jetzt eine Ausgabe ohne Bedingungen.

Beide Parteien können vereinbaren, den Kanal gemeinsam zu schließen (ein kooperativer Abschluß). Dies ist wahrscheinlich der einfachste und schnellste Weg, um Ihre Gelder wieder in die Chain zu bekommen. Doch selbst wenn eine Partei nicht mehr reagiert oder sich weigert zu kooperieren, kann die andere Partei ihre Gelder immer noch zurückfordern, indem sie die Timelock-Zeitspanne abwartet.

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Wie verhindert das Lightning Network Betrug?

Vielleicht haben Sie hier einen Angriffsvektor identifiziert. Wenn Bob derzeit einen Saldo von 1 BTC hat, was hält ihn dann davon ab, eine ältere Transaktion zu übertragen, bei der er mehr hatte? Er hat bereits die halb unterzeichnete Transaktion von Alice, er muss nur noch seine Signatur hinzufügen und sie senden, richtig?

Nichts hält ihn davon ab, dies zu tun – außer der Tatsache, dass er sein ganzes Guthaben verlieren könnte. Nehmen wir an, er zieht es durch und sendet eine alte Transaktion, die eine Coin an Alice und fünf an die bereits erwähnte Multisig-Adresse zahlt.

Alice erhält ihre Coin sofort. Bob hingegen muss warten, bis das Timelock abgelaufen ist, um von der Multisig-Adresse aus auszugeben. Erinnern Sie sich an die andere von uns erwähnte Bedingung, die es Alice erlauben würde, die gleichen Gelder sofort auszugeben? Sie braucht ein Geheimnis, das sie damals noch nicht hatte. Jetzt hat sie es – sobald die zweite Runde von Transaktionen ins Leben gerufen wurde, hat Bob dieses Geheimnis preisgegeben.

Während Bob herumsitzt und nichts tun kann, während er darauf wartet, dass das Timelock-Zeitlimit abläuft, kann Alice diese Gelder transferieren. Dieser auf Bestrafung basierende Mechanismus bedeutet, dass die Teilnehmer höchstwahrscheinlich nicht versuchen werden, zu betrügen, da der Partner Zugang zu ihren Coins erhält.

Weiterleitung von Zahlungen

Wir haben dies bereits erwähnt – Kanäle können verbunden werden. Das Lightning Network wäre sonst für Zahlungen nicht so nützlich. Aber wollen Sie wirklich 500 Euro in einen Kanal mit einem Café stecken, nur damit Sie Ihre tägliche Tasse Kaffee für die nächsten Monate bekommen können?

Das müssen Sie nicht tun. Wenn Alice einen Kanal mit Bob eröffnet und Bob bereits einen mit Carol hat, kann Bob die Zahlungen zwischen den beiden weiterleiten. Dies kann über mehrere “Sprünge” funktionieren, was bedeutet, dass Alice effektiv jeden bezahlen kann, für den eine Verbindung existiert.

In diesem Szenario kann Alice mehrere Wege gehen, um zu Frank zu gelangen. In der Praxis wird sie immer den einfachsten Weg nehmen.

Für ihre Rolle bei der Weiterleitung könnten die Vermittler eine geringe Gebühr verlangen (obwohl es keine Verpflichtung dazu gibt). Das Lightning Network ist noch sehr neu, so dass sich ein Gebührenmarkt noch nicht herausgebildet hat. Was viele erwarten, sind Gebühren auf der Grundlage der bereitgestellten Liquidität.

In der Basis-Chain basiert Ihre Gebühr ausschließlich auf dem Speicherplatz, den Ihre Transaktion in einem Block einnimmt – der zu übertragende Wert spielt keine Rolle – $1 und $10.000.000 Zahlungen kosten dasselbe. Im Gegensatz dazu gibt es innerhalb des Lightning Network keinen Block-Speicherplatz.

Stattdessen gibt es die Idee von lokalen und entfernten Salden. Der lokale Saldo ist der Betrag, den Sie an das andere Ende des Kanals “schieben” können, während der entfernte Saldo der Betrag ist, den Ihr Partner zu Ihnen schieben kann.

Zeit für ein anderes Beispiel. Schauen wir uns einen der oben genannten Verbindungen genauer an: Alice <> Carol <> Frank.

Saldo der Benutzer vor und nach einer Übertragung von 0,3 BTC von Alice zu Frank.

Die Paare Alice <> Carol und Carol <> Frank haben jeweils eine Gesamtkapazität von 1 BTC. Der lokale Saldo von Alice beträgt 0,7 BTC. Wenn sie jetzt auf der Blockchain abrechnen würden, würde sie 0,7 BTC erhalten, und Carol würde den entfernten Saldo erhalten (d.h. 0,3 BTC).

Wenn Alice 0,3 BTC an Frank senden will, schiebt sie 0,3 BTC auf Carols Seite des Kanals. Dann schiebt Carol 0,3 BTC von ihrem lokalen Guthaben im Kanal mit Frank. Folglich bleibt Carols Saldo gleich: die +0,3 BTC von Alice und -0,3 BTC an Frank heben sich gegenseitig auf.

Carol verliert nichts, wenn sie als Verbindung zwischen Frank fungiert, aber sie macht sich weniger flexibel. Wie Sie sehen, kann sie jetzt 0,6 BTC in ihrem Kanal mit Alice ausgeben, aber nur 0,1 BTC im Kanal mit Frank.

Sie können sich eine Situation vorstellen, in der Alice nur mit Carol verbunden ist, während Frank mit einem viel größeren Netzwerk verbunden ist. Carol konnte früher insgesamt 0,4 BTC über Frank an andere senden, aber jetzt kann sie nur noch 0,1 BTC verschieben, weil das alles ist, was sie an ihrem Ende des Kanals zur Verfügung hat.

In diesem Szenario nutzt Alice effektiv die Liquidität von Carol aus. Ohne jegliche Art von Anreiz möchte Carol ihre eigene Position vielleicht nicht schwächen. Stattdessen könnte sie stattdessen einfach sagen: Ich werde jede 0,01 BTC gegen eine Gebühr von zehn Satoshis weiterleiten. Auf diese Weise profitiert Carol umso mehr von ihren lokalen Salden, je mehr sie in “stärkere” Verbindungen investiert.

Wie bereits erwähnt, gibt es de facto keine Verpflichtung, eine Gebühr zu erheben. Einige stört die Verringerung der Liquidität vielleicht nicht so sehr. Andere könnten einfach Kanäle direkt zum Empfänger öffnen.

Einschränkungen des Lightning Network

Es wäre fantastisch, wenn sich das Lightning Network als die Lösung für alle Skalierbarkeitsprobleme von Bitcoin erweisen würde. Leider hat es seine eigenen Unzulänglichkeiten, die möglicherweise hinderlich sein könnten.

Verwendbarkeit

Bitcoin ist nicht das intuitivste System für Anfänger – Adressen, Gebühren usw. können verwirrend sein, wenn man anfängt sich damit vertraut zu machen. Wallets können jedoch die komplizierten Details abstrahieren und vereinfachen, um den Benutzern etwas zu geben, das bestehenden Zahlungssystemen in etwa ähnelt. Sie könnten jemanden bitten, eine Wallet für sein Smartphone herunterzuladen, ihm Coins schicken, und schon wäre er einsatzbereit.

Im Moment ist das mit dem Lightning Network nicht möglich. Die Optionen sind begrenzt, wenn es um Smartphone-Apps &ndash geht; im Allgemeinen benötigen Lightning-Nodes Zugriff auf einen Bitcoin-Node, um voll nutzbar zu sein.

Nachdem ein Client eingerichtet wurde, müssen die Benutzer als nächstes Kanäle öffnen, bevor sie Zahlungen leisten können. Dies kann ein zeitaufwändiger Prozess sein, und es kann überwältigend sein, wenn ein Neuling mit Konzepten wie Eingangs-/Ausgangskapazität vertraut gemacht wird.

Dennoch werden ständig Verbesserungen vorgenommen, um die Eintrittsbarrieren abzubauen und den Benutzern eine einfachere Nutzung zu ermöglichen.

Liquidität

Einer der größten Kritikpunkte am Lightning Network ist, dass Ihre Möglichkeiten zur Abwicklung von Transaktionen eingeschränkt sind. Sie können nicht mehr ausgeben, als Sie in einen Kanal gesperrt haben. Wenn Sie alle Ihre Gelder so ausgeben, dass das entfernte Saldo über alle Gelder des Kanals verfügt, müssen Sie den Kanal schließen. Alternativ dazu können Sie warten, bis jemand Sie über diesen Kanal bezahlt, aber das ist nicht ideal.

Ihre Verbindungen können auch durch die Gesamtkapazität des Kanals begrenzt werden. Nehmen Sie das Beispiel Alice <> Carol <> Frank von vorhin. Wenn Alice und Carol eine Kapazität von 5 BTC in ihrem Kanal haben, Carol und Frank aber nur eine Kapazität von 1 BTC, kann Alice nie mehr als 1 BTC senden. Selbst dann müßte das gesamte Guthaben auf Carols Seite des Kanals Carol <> Frank liegen, damit das funktioniert. Dies kann den Umfang der Mittel, die über die LN-Kanäle weitergeleitet werden können, stark einschränken und wirkt sich somit auf die Verwendbarkeit aus.

Zentralisierte Hubs

Wegen des im vorigen Abschnitt erwähnten Problems gibt es einige Bedenken, dass das Netzwerk die Schaffung von massiven “Hubs.” d.h. großen, stark vernetzten Einheiten mit viel Liquidität erleichtern wird. Alle bedeutenden Zahlungen müssten über einige dieser Einheiten geleitet werden.

Offensichtlich wäre das keine gute Situation. Es würde das System schwächen, da diese Einheiten, wenn sie offline gehen, die Beziehungen zwischen den Peers erheblich stören würden. Es besteht auch ein erhöhtes Risiko der Zensur, da es nur wenige Punkte gibt, durch die Transaktionen fließen.

Der aktuelle Status des Lightning Network

Ab April 2020 sieht das Lightning Network gesund aus. Es verfügt über mehr als 12.000 Online-Nodes, mehr als 30.000 aktive Kanäle und eine Kapazität von etwas mehr als 920 BTC.

Globale Verteilung von Lightning Network Nodes. Quelle: explorer.acinq.co

Es gibt eine Handvoll verschiedener Node-Implementierungen – c-lightning von Blockstream, Lightning Network Daemon von Lightning Labs, und Eclair von ACINQ gehören zu den beliebtesten. Für technisch weniger versierte Benutzer bieten viele Firmen Plug-and-Play-Nodes an. Das Einzige, was Sie damit tun müssen, ist, das Gerät einzuschalten, und schon können Sie anfangen das Lightning Network zu nutzen.

Fazit

Seit dem Start des Mainnets im Jahr 2018 hat das Lightning Network ein beeindruckendes Wachstum verzeichnet, auch wenn viele denken, dass es noch immer im Beta-Stadium ist.

Es sind noch einige Hindernisse für die Benutzerfreundlichkeit zu überwinden, da der Betrieb eines Lightning-Nodes derzeit ein gewisses Maß an technischen Kenntnissen erfordert. Aber mit der fortschreitenden Entwicklung könnten sich die Eintrittsbarrieren im Laufe der Zeit verringern.

Wenn die Probleme gelöst werden können, könnte das Lightning Network zu einem integralen Bestandteil des Bitcoin-Ökosystems werden, was die Skalierbarkeit und Transaktionsgeschwindigkeit erheblich steigern würde.