Das Bitcoin Lightning Network - Ein Leitfaden f√ľr Einsteiger
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Das Bitcoin Lightning Network - Ein Leitfaden f√ľr Einsteiger

Das Bitcoin Lightning Network - Ein Leitfaden f√ľr Einsteiger

Anfänger
Veröffentlicht Nov 28, 2018Aktualisiert Feb 14, 2023
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Inhalt


Einf√ľhrung

Kryptow√§hrungen haben einige ziemlich einzigartige Eigenschaften. Sie k√∂nnen nicht einfach gehackt oder abgeschaltet werden, und jeder kann sie benutzen, um Werte rund um den Globus zu √ľbertragen, ohne dass eine dritte Partei eingreifen kann.
Um sicherzustellen, dass diese Merkmale erhalten bleiben, m√ľssen erhebliche Kompromisse eingegangen werden. Da viele Nodes f√ľr den Betrieb eines Kryptow√§hrungsnetzwerks verantwortlich sind, ist der Durchsatz begrenzt. Infolgedessen ist die Anzahl der Transaktionen pro Sekunde (TPS), die ein Blockchain-Netzwerk verarbeiten kann, f√ľr eine Technologie, die darauf abzielt, von der breiten Masse angenommen zu werden, relativ gering.
Um die inh√§renten Beschr√§nkungen der Blockchain-Technologie zu √ľberwinden, wurde eine Reihe von Skalierbarkeitsl√∂sungen vorgeschlagen, um die Anzahl der Transaktionen zu erh√∂hen, die ein Netzwerk bew√§ltigen 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 erm√∂glichen. Es ist nicht exklusiv bei Bitcoin ‚Äď andere Kryptow√§hrungen wie Litecoin haben es ebenfalls integriert.
Sie fragen sich vielleicht, was wir mit ‚Äúbasiert auf einer Blockchain‚ÄĚ meinen. Das Lightning Network ist eine L√∂sung, die als Off-Chain oder Layer Two bezeichnet wird. Sie erm√∂glicht es Einzelpersonen, Transaktionen durchzuf√ľhren, ohne jede Transaktion auf der Blockchain aufzeichnen zu m√ľssen.
Das Lightning Network ist vom Bitcoin-Netzwerk getrennt ‚Äď 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, m√ľssen Sie spezielle Transaktionen auf der Blockchain anlegen.

Was Sie mit Ihrer ersten Transaktion tats√§chlich tun, ist eine Art Smart Contract mit einem anderen Nutzer abzuschlie√üen. Wir werden in K√ľrze auf die Einzelheiten eingehen ‚Äď f√ľr den Moment denken Sie nur an den Smart Contract, der ein privates Ledger mit dem anderen Nutzer f√ľhrt. Sie k√∂nnen viele Transaktionen in dieses Ledger schreiben. Sie sind nur f√ľr Sie und Ihre Gegenpartei sichtbar, aber keiner von Ihnen kann aufgrund einiger Besonderheiten der Einrichtung betr√ľgen.

Dieses Mini-Ledger wird als Channel bezeichnet. Sagen wir, Alice und Bob stecken je 5 BTC in den Smart Contract. In ihrem Channel h√§tten sie nun beide einen Saldo von 5 BTC. Alice k√∂nnte dann in das Ledger schreiben Zahle 1 BTC an Bob. Nun hat Bob 6 BTC auf seiner Seite und Alice 4. Dann k√∂nnte Bob zu einem sp√§teren Zeitpunkt 2 BTC an Alice zur√ľckschicken und die Salden auf 6 BTC auf der Seite von Alice und 4 BTC auf der Seite von Bob aktualisieren. Sie k√∂nnen dies f√ľr 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-Best√§tigungen, auf die man auf warten muss ‚Äď die Zahlungen k√∂nnen so schnell durchgef√ľhrt werden, wie es Ihre Internetverbindung erlaubt.


Warum ist das Lightning Network notwendig?

Bis jetzt scheint das Lightning Network (oder einfach LN) der vern√ľnftigste Ansatz zur Skalierung der Bitcoin Blockchain zu sein. Die Koordinierung von √Ąnderungen in einem so riesigen √Ėkosystem ist schwierig ‚Äď es besteht das Risiko von Hard Forks und potenziell katastrophalen Bugs. Bei so viel Geld, das auf dem Spiel steht, ist das Experimentieren unglaublich gef√§hrlich.

Wenn man dieses Experiment von der Blockchain wegbewegt, hat man viel mehr Flexibilit√§t. Wenn etwas schief geht, wird es keine Auswirkungen auf das eigentliche Bitcoin-Netzwerk haben. Layer-Two-L√∂sungen untergraben keine der Sicherheitsannahmen, die das Protokoll √ľber 10+ Jahre am Laufen gehalten haben.

Es besteht auch keine Verpflichtung, von der alten Vorgehensweise abzuweichen. On-Chain-Transaktionen funktionieren weiterhin wie gewohnt f√ľr den Endbenutzer, aber er hat nun die M√∂glichkeit, auch Off-Chain Transaktionen zu t√§tigen.

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 k√∂nnen nur eine begrenzte Anzahl von Transaktionen aufnehmen. Der Platz in den Blocks ist eine knappe Ressource, so dass Sie gegen andere Benutzer bieten m√ľssen, um Ihren Platz rechtzeitig zu erhalten. Die Miner k√ľmmern sich in erster Linie darum, bezahlt zu werden, daher werden sie Transaktionen mit h√∂heren Geb√ľhren zuerst einbeziehen.
Wenn nicht viele Benutzer gleichzeitig versuchen, Gelder zu senden, ist das nicht wirklich ein Problem. Sie k√∂nnen eine niedrige Geb√ľhr festlegen, und die Transaktion wird wahrscheinlich in den n√§chsten Block aufgenommen. Wenn aber alle gleichzeitig Transaktionen senden, kann die durchschnittliche Geb√ľhr erheblich steigen. Bei einigen Gelegenheiten hat sie 5 Dollar √ľberschritten, auf dem H√∂hepunkt Bull Market im Jahr 2017 lag sie bei √ľber 50 Dollar.


Durchschnittliche Bitcoin-Transaktionsgeb√ľhr (in USD)


Das mag f√ľr Transaktionen, bei denen Bitcoin im Wert von Tausenden von Dollar bewegt wird, unbedeutend erscheinen, aber f√ľr kleinere Zahlungen ist es nicht nachhaltig. Wer m√∂chte f√ľr einen Kaffee im Wert von 3 Dollar mit einer Geb√ľhr von 5 Dollar bezahlen?

Beim Lightning Network zahlen Sie immer noch zwei Geb√ľhren ‚Äď eine, um Ihren Channel zu √∂ffnen, und eine weitere, um ihn zu schlie√üen. Aber Sie und Ihre Gegenpartei k√∂nnen Tausende von Transaktionen kostenlos durchf√ľhren, sobald der Channel ge√∂ffnet ist. Sobald Sie fertig sind, m√ľssen Sie nur noch den Endstatus in der Blockchain ver√∂ffentlichen.

Im Gro√üen und Ganzen wird der Block-Space effizienter genutzt, wenn sich mehr Nutzer auf Off-Chain-L√∂sungen wie das Lightning Network verlassen. Niedrigwertige, hochfrequente Transfers k√∂nnten in Zahlungskan√§len durchgef√ľhrt werden, w√§hrend der Block-Space f√ľr gr√∂√üere Transaktionen und das √Ėffnen/Schlie√üen von Channels genutzt wird. Dies w√ľrde das System einer wesentlich breiteren Nutzerbasis zug√§nglich machen und es langfristig skalierbar machen.


Micropayments

Es gibt einen Mindestbetrag an Bitcoins, die Sie in einer Transaktion transferieren k√∂nnen ‚Äď ungef√§hr 0,00000546 BTC. Zum Zeitpunkt des Schreibens entspricht das ungef√§hr vier Cent. Es handelt sich um einen kleinen Betrag, aber das Lightning Network erm√∂glicht es Ihnen, die Grenzen zu erweitern, um die kleinste derzeit verf√ľgbare Einheit ‚Äď 0,00000001 BTC, oder einen Satoshi, zu transferieren.

Lightning ist viel attraktiver f√ľr Micropayments. Die Geb√ľhren f√ľr regelm√§√üige Transaktionen machen es unpraktisch, winzige Betr√§ge √ľber die Main-Chain zu transferieren. Innerhalb eines Channels k√∂nnen Sie jedoch problemlos einen Bruchteil eines Bruchteils einer Bitcoin kostenlos versenden.

Micropayments eignen sich f√ľr eine Vielzahl von Anwendungsf√§llen. Einige spekulieren, dass sie ein gangbarer Ersatz f√ľr abonnementbasierte Modelle sein k√∂nnten, bei denen die Nutzer stattdessen jedes Mal, wenn sie einen Dienst nutzen, winzige Betr√§ge zahlen.


Datenschutz

Ein sekund√§rer Vorteil des Lightning Network ist, dass es den Benutzern ein hohes Ma√ü an Vertraulichkeit bieten kann. Die Parteien m√ľssen ihre Channels dem gesamten Netzwerk nicht bekannt machen. Sie k√∂nnen sich zwar die Blockchain ansehen und sagen: Diese Transaktion hat einen Channel ge√∂ffnet, aber Sie k√∂nnen nicht unbedingt sagen, was darin vor sich geht. Wenn sich die Teilnehmer daf√ľr 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, k√∂nnen Alice und Carol √ľber Bob Zahlungen an den jeweils anderen senden. Wenn Dan mit Carol verbunden ist, kann Alice Zahlungen an ihn senden. Sie k√∂nnen sich vorstellen, dass sich dies zu einem ausgedehnten Netzwerk von miteinander verbundenen Channels ausweitet. In einer solchen Konstellation k√∂nnten Sie nicht sicher sein, an wen Alice Gelder geschickt hat, sobald der Channel geschlossen ist.


Wie funktioniert das Lightning Network?

Wir haben erkl√§rt, wie sich das Lightning Network grunds√§tzlich auf Channels zwischen diversen Nodes st√ľtzt. 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 k√∂nnen. Beim Anlegen einer Adresse geben Sie an, wie viele Private Keys die Mittel ausgeben k√∂nnen und wie viele dieser Keys zum Unterzeichnen einer Transaktion erforderlich sind. Zum Beispiel bedeutet ein 1-von-5-Schema, dass f√ľnf Keys eine g√ľltige Signatur erzeugen k√∂nnen und dass nur einer ben√∂tigt wird. Ein 2-von-3-Schema w√ľrde bedeuten, dass von den drei m√∂glichen Keys zwei beliebige f√ľr 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 k√∂nnen, und beide werden ben√∂tigt, um Coins zu bewegen. Lassen Sie uns an dieser Stelle unsere Freunde Alice und Bob zur√ľckholen. Sie werden in den kommenden Monaten eine Menge Zahlungen an einander leisten, deshalb beschlie√üen sie, einen Lightning Network Channel zu er√∂ffnen.

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 m√∂glich, aber wo ist der Spa√ü dabei? Wichtiger noch: Macht es das nicht f√ľr 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 (au√üer vielleicht seine Freundschaft mit Alice).


Hash Timelock Contracts (HTLCs)

Das obige System ist langweilig und bietet im Vergleich zu den heutigen vertrauensw√ľrdigen Einrichtungen nicht viel. Es wird noch viel interessanter, wenn wir einen Mechanismus einf√ľhren, der den ‚ÄúVertrag‚ÄĚ zwischen Alice und Bob durchsetzt. Wenn eine der Parteien beschlie√üt, 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 f√ľr eine Transaktion, die besagt, dass Sie Gelder nur ausgeben k√∂nnen, wenn Sie nachweisen, dass Sie ein Geheimnis kennen. Der Sender hasht ein Datenfragment und f√ľgt den Hash der Transaktion an den Empf√§nger zu. Der Empf√§nger kann diese nur dann ausgeben, wenn er die Originaldaten (das Geheimnis) liefert, die mit dem Hash √ľbereinstimmen. Und die einzige M√∂glichkeit, wie er diese Daten zur Verf√ľgung stellen kann, ist, wenn der Sender sie ihm √ľbergibt.
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 k√∂nnen HTLCs verwendet werden, um bedingte Zahlungen zu erstellen ‚Äď der Empf√§nger muss vor einer bestimmten Zeit ein Geheimnis angeben, oder der Sender kann die Gelder zur√ľckfordern. Dieser n√§chste Teil l√§sst sich wahrscheinlich besser mit einem Beispiel erkl√§ren, also kommen wir auf Alice und Bob zur√ľck.


√Ėffnen und Schlie√üen von Kan√§len

Wir haben das Beispiel von Alice und Bob angef√ľhrt, die gerade Transaktionen zur Finanzierung der Multisignatur-Adresse, die sie teilen werden, transferiert haben. Aber diese Transaktionen sind noch nicht in der Blockchain ver√∂ffentlicht! Wir m√ľssen zuerst noch einen Schritt ausf√ľhren.


Drei Coins von Bob und drei Coins von Alice.


Denken Sie daran, dass diese Coins nur dann aus dem Multisig heraus transferiert k√∂nnen, wenn Alice und Bob gemeinsam eine Transaktion unterzeichnen. Wenn Alice alle sechs Coins an eine externe Adresse schicken wollte, br√§uchte sie die Zustimmung von Bob. Sie w√ľrde zun√§chst eine Transaktion erstellen (sechs Bitcoins an diese Adresse) und ihre eigene Signatur hinzuf√ľgen.¬†

Sie k√∂nnte versuchen, die Transaktion sofort zu √ľbertragen, aber sie w√§re ung√ľltig, weil Bob seine Signatur nicht beigef√ľgt hat. Alice muss ihm die unvollst√§ndige Transaktion zuerst geben. Sobald er seine Signatur hinzuf√ľgt, wird sie g√ľltig.

Wir haben immer noch keinen Mechanismus geschaffen, der daf√ľr 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 ‚Äď nennen wir diese einfach As und Bs. Es w√§ren keine Geheimnisse, wenn Alice und Bob sie verraten w√ľrden, also werden sie vorerst versteckt gehalten. Das Paar wird die Hashes ‚Äď 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 m√ľssen auch einen Satz von Verpflichtungs-Transaktionen erstellen, bevor sie ihre ersten Transaktionen an die Multisignatur-Adresse ver√∂ffentlichen. Dies wird ihnen ein Mittel an die Hand geben, falls der andere beschlie√üt, Gelder zur√ľckzuhalten.

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 ‚Äď eine, die eine Adresse bezahlt, die ihr geh√∂rt, 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 ‚Äď eine an ihre eigene Adresse und eine an eine neue Multisig. Sie ben√∂tigt immer noch Bobs Signatur, um sie g√ľltig zu machen.


Bob macht dasselbe ‚Äď 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 k√∂nnte Alice eine Signatur zu Bobs Transaktion hinzuf√ľgen, um sie g√ľltig 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 w√ľrde 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 l√§uft.¬†

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

  1. Beide Parteien können ihn kooperativ unterzeichnen.

  2. Bob kann sie nach einer gewissen Zeit (aufgrund unseres Timelocks) f√ľr sich selbst ausgeben.
  3. Alice kann es ausgeben, wenn sie Bobs Geheimnis Bs kennt.

F√ľr die Transaktion, die Bob an Alice gegeben hat:

  1. Beide Parteien können sie kooperativ unterzeichnen.

  2. Alice kann sie nach einer gewissen Zeit selbst ausgeben.
  3. 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 f√ľr ihre Ausgabe gibt. Sie k√∂nnen entweder den Ablauf der Frist abwarten, um die Mittel selbst auszugeben, oder Sie k√∂nnen mit der Gegenpartei zusammenarbeiten, um sie sofort auszugeben.

Okay! Jetzt k√∂nnen Sie die Transaktionen in der urspr√ľnglichen 2-von-2-Multisignatur-Adresse ver√∂ffentlichen. Sie k√∂nnen jetzt sicher sein, dass Sie Ihre Gelder zur√ľckholen k√∂nnen, weil Ihre Gegenpartei den Kanal verl√§sst.

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 m√∂chte, erstellt das Paar zwei neue Transaktionen, um den ersten Satz zu ersetzen. Die Vorgehensweise ist die gleiche ‚Äď sie sind nur halb unterzeichnet. Alice und Bob geben jedoch zun√§chst ihre alten Geheimnisse preis und tauschen neue Hashes f√ľr die n√§chste Transaktionsrunde aus.


¬†Wenn Alice z. B. 1 BTC an Bob zahlen wollte, w√ľrden 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 j√ľngsten Transaktionen unterzeichnen, um sie auf der Blockchain zu ‚Äúabzurechnen‚ÄĚ. Aber welche Partei dies auch immer tut, sie muss warten, bis die Timelock-Sperrfrist abgelaufen ist, w√§hrend die andere Partei diese sofort ausgeben kann. Denken Sie daran: Wenn Bob Alices Transaktion unterzeichnet und √ľbertr√§gt, hat sie jetzt eine Ausgabe ohne Bedingungen.

Beide Parteien k√∂nnen vereinbaren, den Kanal gemeinsam zu schlie√üen (ein kooperativer Abschlu√ü). 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 zur√ľckfordern, 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 h√§lt ihn dann davon ab, eine √§ltere Transaktion zu √ľbertragen, bei der er mehr hatte? Er hat bereits die halb unterzeichnete Transaktion von Alice, er muss nur noch seine Signatur hinzuf√ľgen und sie senden, richtig?
Nichts h√§lt ihn davon ab, dies zu tun ‚Äď au√üer der Tatsache, dass er sein ganzes Guthaben verlieren k√∂nnte. Nehmen wir an, er zieht es durch und sendet eine alte Transaktion, die eine Coin an Alice und f√ľnf an die bereits erw√§hnte Multisig-Adresse zahlt.

Alice erh√§lt 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 erw√§hnte Bedingung, die es Alice erlauben w√ľrde, die gleichen Gelder sofort auszugeben? Sie braucht ein Geheimnis, das sie damals noch nicht hatte. Jetzt hat sie es ‚Äď sobald die zweite Runde von Transaktionen ins Leben gerufen wurde, hat Bob dieses Geheimnis preisgegeben.

W√§hrend Bob herumsitzt und nichts tun kann, w√§hrend er darauf wartet, dass das Timelock-Zeitlimit abl√§uft, kann Alice diese Gelder transferieren. Dieser auf Bestrafung basierende Mechanismus bedeutet, dass die Teilnehmer h√∂chstwahrscheinlich nicht versuchen werden, zu betr√ľgen, da der Partner Zugang zu ihren Coins erh√§lt.


Weiterleitung von Zahlungen

Wir haben dies bereits erw√§hnt ‚Äď Kan√§le k√∂nnen verbunden werden. Das Lightning Network w√§re sonst f√ľr Zahlungen nicht so n√ľtzlich. Aber wollen Sie wirklich 500 Euro in einen Kanal mit einem Caf√© stecken, nur damit Sie Ihre t√§gliche Tasse Kaffee f√ľr die n√§chsten Monate bekommen k√∂nnen?

Das m√ľssen Sie nicht tun. Wenn Alice einen Kanal mit Bob er√∂ffnet und Bob bereits einen mit Carol hat, kann Bob die Zahlungen zwischen den beiden weiterleiten. Dies kann √ľber mehrere ‚ÄúSpr√ľnge‚ÄĚ funktionieren, was bedeutet, dass Alice effektiv jeden bezahlen kann, f√ľr 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.


F√ľr ihre Rolle bei der Weiterleitung k√∂nnten die Vermittler eine geringe Geb√ľhr verlangen (obwohl es keine Verpflichtung dazu gibt). Das Lightning Network ist noch sehr neu, so dass sich ein Geb√ľhrenmarkt noch nicht herausgebildet hat. Was viele erwarten, sind Geb√ľhren auf der Grundlage der bereitgestellten Liquidit√§t.

In der Basis-Chain basiert Ihre Geb√ľhr ausschlie√ülich auf dem Speicherplatz, den Ihre Transaktion in einem Block einnimmt ‚Äď der zu √ľbertragende Wert spielt keine Rolle ‚Äď $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 ‚Äúschieben‚ÄĚ k√∂nnen, w√§hrend der entfernte Saldo der Betrag ist, den Ihr Partner zu Ihnen schieben kann.
Zeit f√ľr ein anderes Beispiel. Schauen wir uns einen der oben genannten Verbindungen genauer an: Alice <> Carol <> Frank.


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


Die Paare Alice <> Carol und Carol <> Frank haben jeweils eine Gesamtkapazit√§t von 1 BTC. Der lokale Saldo von Alice betr√§gt 0,7 BTC. Wenn sie jetzt auf der Blockchain abrechnen w√ľrden, w√ľrde sie 0,7 BTC erhalten, und Carol w√ľrde 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 k√∂nnen sich eine Situation vorstellen, in der Alice nur mit Carol verbunden ist, w√§hrend Frank mit einem viel gr√∂√üeren Netzwerk verbunden ist. Carol konnte fr√ľher insgesamt 0,4 BTC √ľber 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 Verf√ľgung hat.

In diesem Szenario nutzt Alice effektiv die Liquidit√§t von Carol aus. Ohne jegliche Art von Anreiz m√∂chte Carol ihre eigene Position vielleicht nicht schw√§chen. Stattdessen k√∂nnte sie stattdessen einfach sagen: Ich werde jede 0,01 BTC gegen eine Geb√ľhr von zehn Satoshis weiterleiten. Auf diese Weise profitiert Carol umso mehr von ihren lokalen Salden, je mehr sie in ‚Äúst√§rkere‚ÄĚ Verbindungen investiert.

Wie bereits erw√§hnt, gibt es de facto keine Verpflichtung, eine Geb√ľhr zu erheben. Einige st√∂rt die Verringerung der Liquidit√§t vielleicht nicht so sehr. Andere k√∂nnten einfach Kan√§le direkt zum Empf√§nger √∂ffnen.


Einschränkungen des Lightning Network

Es w√§re fantastisch, wenn sich das Lightning Network als die L√∂sung f√ľr alle Skalierbarkeitsprobleme von Bitcoin erweisen w√ľrde. Leider hat es seine eigenen Unzul√§nglichkeiten, die m√∂glicherweise hinderlich sein k√∂nnten.


Verwendbarkeit

Bitcoin ist nicht das intuitivste System f√ľr Anf√§nger ‚Äď Adressen, Geb√ľhren usw. k√∂nnen verwirrend sein, wenn man anf√§ngt sich damit vertraut zu machen. Wallets k√∂nnen jedoch die komplizierten Details abstrahieren und vereinfachen, um den Benutzern etwas zu geben, das bestehenden Zahlungssystemen in etwa √§hnelt. Sie k√∂nnten jemanden bitten, eine Wallet f√ľr sein Smartphone herunterzuladen, ihm Coins schicken, und schon w√§re 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, m√ľssen die Benutzer als n√§chstes Kan√§le √∂ffnen, bevor sie Zahlungen leisten k√∂nnen. Dies kann ein zeitaufw√§ndiger Prozess sein, und es kann √ľberw√§ltigend sein, wenn ein Neuling mit Konzepten wie Eingangs-/Ausgangskapazit√§t vertraut gemacht wird.

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


Liquidität

Einer der gr√∂√üten Kritikpunkte am Lightning Network ist, dass Ihre M√∂glichkeiten zur Abwicklung von Transaktionen eingeschr√§nkt sind. Sie k√∂nnen nicht mehr ausgeben, als Sie in einen Kanal gesperrt haben. Wenn Sie alle Ihre Gelder so ausgeben, dass das entfernte Saldo √ľber alle Gelder des Kanals verf√ľgt, m√ľssen Sie den Kanal schlie√üen. Alternativ dazu k√∂nnen Sie warten, bis jemand Sie √ľber diesen Kanal bezahlt, aber das ist nicht ideal.

Ihre Verbindungen k√∂nnen auch durch die Gesamtkapazit√§t des Kanals begrenzt werden. Nehmen Sie das Beispiel Alice <> Carol <> Frank von vorhin. Wenn Alice und Carol eine Kapazit√§t von 5 BTC in ihrem Kanal haben, Carol und Frank aber nur eine Kapazit√§t von 1 BTC, kann Alice nie mehr als 1 BTC senden. Selbst dann m√ľ√üte das gesamte Guthaben auf Carols Seite des Kanals Carol <> Frank liegen, damit das funktioniert. Dies kann den Umfang der Mittel, die √ľber die LN-Kan√§le weitergeleitet werden k√∂nnen, stark einschr√§nken und wirkt sich somit auf die Verwendbarkeit aus.


Zentralisierte Hubs

Wegen des im vorigen Abschnitt erw√§hnten Problems gibt es einige Bedenken, dass das Netzwerk die Schaffung von massiven ‚ÄúHubs.‚ÄĚ d.h. gro√üen, stark vernetzten Einheiten mit viel Liquidit√§t erleichtern wird. Alle bedeutenden Zahlungen m√ľssten √ľber einige dieser Einheiten geleitet werden.

Offensichtlich w√§re das keine gute Situation. Es w√ľrde das System schw√§chen, da diese Einheiten, wenn sie offline gehen, die Beziehungen zwischen den Peers erheblich st√∂ren w√ľrden. Es besteht auch ein erh√∂htes Risiko der Zensur, da es nur wenige Punkte gibt, durch die Transaktionen flie√üen.


Der aktuelle Status des Lightning Network

Ab April 2020 sieht das Lightning Network gesund aus. Es verf√ľgt √ľber mehr als 12.000 Online-Nodes, mehr als 30.000 aktive Kan√§le und eine Kapazit√§t von etwas mehr als 920 BTC.


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


Es gibt eine Handvoll verschiedener Node-Implementierungen ‚Äď c-lightning von Blockstream, Lightning Network Daemon von Lightning Labs, und Eclair von ACINQ geh√∂ren zu den beliebtesten. F√ľr technisch weniger versierte Benutzer bieten viele Firmen Plug-and-Play-Nodes an. Das Einzige, was Sie damit tun m√ľssen, ist, das Ger√§t einzuschalten, und schon k√∂nnen 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 f√ľr die Benutzerfreundlichkeit zu √ľberwinden, da der Betrieb eines Lightning-Nodes derzeit ein gewisses Ma√ü an technischen Kenntnissen erfordert. Aber mit der fortschreitenden Entwicklung k√∂nnten sich die Eintrittsbarrieren im Laufe der Zeit verringern.

Wenn die Probleme gel√∂st werden k√∂nnen, k√∂nnte das Lightning Network zu einem integralen Bestandteil des Bitcoin-√Ėkosystems werden, was die Skalierbarkeit und Transaktionsgeschwindigkeit erheblich steigern w√ľrde.