Was Sie lernen werden:
- Das Blockchain-Trilemma neu durchdenken
- Das Krypto-Ökosystem in Form von Schichten verstehen
- Welches Problem das Lightning Network löst
- Die Zukunft des Lightning Network
Unser Krypto-Blog versucht so viel wie möglich, Konzepte in einfacher Sprache zu erklären, aber wenn Sie die Überschrift dieses Artikels lesen, könnten Sie das Gefühl haben, dass wir in unserer Mission versagen.
Wenn Sie diesen Abschnitt über die Grundlagen der Kryptowährungen aufmerksam verfolgt haben, wissen Sie, dass Bitcoin eine neue Form des Internet-Geldes ist, das digital knapp ist. Diese Knappheit macht ihn zu einem hervorragenden Wertaufbewahrungsmittel. So weit, so gut,
Aber damit Bitcoin zu einer weit verbreiteten Form von Geld wird, das für alltägliche Einkäufe verwendet wird, muss es auch so schnell und bequem sein wie die kontaktlosen Optionen, an die wir gewöhnt sind.
Leider kann Bitcoin dies nicht ohne Weiteres leisten, und zwar aufgrund des so genannten Bitcoin-Trilemmas, das bereits vorgestellt wurde
Das Trilemma verdeutlicht die Schwierigkeit, die drei idealen Aspekte eines Blockchain-basierten Geldsystems unterzubringen –
- Sicherheit
- Skalierbarkeit
- Dezentralisierung.
Fiat-Währungen haben traditionell die Dezentralisierung geopfert, um Sicherheit und Skalierbarkeit in einer stark zentralisierten Weise zu bieten, was zu Problemen bei der Rechenschaftspflicht und dem Vertrauen führt (siehe Finanzkrise 2008).
Bitcoin kann Sicherheit und Dezentralisierung bieten, allerdings auf Kosten der Skalierbarkeit. Die Bitcoin-Blockchain kann derzeit nur etwa fünf Transaktionen pro Sekunde verarbeiten, während Visa Tausende von Transaktionen pro Sekunde verarbeitet.
Der Begriff Layer 2 bezieht sich einfach auf die Idee, Funktionen auf die Bitcoin-Blockchain aufzusetzen, um den Teil des Trilemmas zu lösen, der die Skalierbarkeit betrifft; das Lighting Network ist eine spezifische Layer-2-Lösung, die sich darauf konzentriert, Zahlungen zu beschleunigen und mit Konkurrenten wie Visa zu konkurrieren.
Lassen Sie uns näher heranzoomen, um genau zu verstehen, wie Sie auf Bitcoin aufbauen können – über Layer 2 – und die Grundlagen des Lightning Network erkunden.
Trennung der Schichten
Die Idee von Layer 2 ist es, Protokolle oder sekundäre Infrastrukturen (z.B. das Lightning Network) zu entwickeln, die mit einer grundlegenden Basis-Blockchain (Layer 1, z.B. Bitcoin) interagieren können, aber nicht durch deren Größenbeschränkungen eingeschränkt sind. Hier wird klar zwischen On-Chain (Layer 1) und Off-Chain (Layer 2) unterschieden.
Transaktionen, die als „on-chain“ bezeichnet werden, werden vollständig über den Konsensmechanismus der jeweiligen Blockchain abgewickelt und öffentlich in der Kette aufgezeichnet.
Bitcoin erfordert einen Arbeitsnachweis (Proof of Work), der etwa 10 Minuten für die Bestätigung einer Transaktion benötigt, wobei sechs Minuten für die endgültige Bestätigung empfohlen werden, weshalb Transaktionen auf der Kette nicht mit der Geschwindigkeit von Visa… konkurrieren können.
Transaktionen, die als Off-Chain-Transaktionen bezeichnet werden, werden außerhalb des jeweiligen Blockchain-Netzwerks und seines Konsens-Mechanismus abgewickelt, aber zu einem späteren Zeitpunkt zusammengeführt, und die Gesamtaktivität wird als On-Chain-Transaktion aufgezeichnet.
Das Schöne an Layer-2-Lösungen ist, dass die Hauptkette keine strukturellen Veränderungen durchlaufen muss und weder Sicherheit noch Dezentralisierung geopfert werden müssen, um die Skalierbarkeit zu erhöhen.
Für Bitcoin heißt die entsprechende Layer-2-Anwendung, die dies leisten kann, das Lightning Network.
Das Lightning Network: Channels & Rechnungen
Das Lightning Network ist ein Beispiel für einen Layer-2-Bitcoin-Dienst. Es handelt sich um einen Off-Chain-Ansatz, der erstmals in einem Papier von Joseph Poon und Thaddeus Dryja im Jahr 2015 formell vorgeschlagen wurde.
Die Technologie nutzt Micropayment-Kanäle, um die Leistungsfähigkeit der Bitcoin-Blockchain durch eine effizientere Verarbeitung von Transaktionen zu steigern.
Micropayment-Kanäle werden zwischen zwei Parteien geöffnet, die eine Transaktion durchführen wollen. Dieser Kanal wird außerhalb der Kette geöffnet und kann ohne den Overhead des Konsensmechanismus Transaktionen viel effizienter verarbeiten als solche, die innerhalb der Kette stattfinden.
Transaktionen werden der Kette hinzugefügt, sobald beide Parteien den Kanal geschlossen, d.h. der Gültigkeit der Transaktion zugestimmt haben.
Stellen Sie sich das so vor, als hätten Sie in Ihrem örtlichen Supermarkt ein Guthaben, das Sie bis zu einem bestimmten Betrag, z. B. 50 €, aufladen können. Sobald dieses Limit erreicht ist, erhalten Sie eine Rechnung und begleichen diese.
[Im Lightning Network (https://wasistkrypto.com/ist-das-lightning-network-die-zukunft-des-geldes/) werden Zahlungskanäle zwischen zwei Parteien über Multi-Signatur-Adressen eröffnet. Diese fungieren als gegenseitige Tresore, in die beide Parteien Gelder einzahlen können. Multi-Signatur bedeutet, dass mehr als eine Unterschrift erforderlich ist, um Gelder freizugeben, eine Ausfallsicherung, die sicherstellt, dass eine Seite nicht mit den Geldern innerhalb des Kanals abhauen kann.
Wenn Gelder eingezahlt werden, wird ein Kanal geöffnet und eine Bilanz zwischen den beiden Parteien erstellt; diese wird dann der Hauptkette hinzugefügt.
Transaktionen zwischen den beiden Parteien werden aufgezeichnet, indem diese Bilanz aktualisiert wird, um den neuen Saldo zwischen den beiden Parteien aufzunehmen. Diese Aktualisierungen erfolgen in Form von Rechnungen.
Eine Rechnung ist eine Aufforderung zur Zahlung über das Lightning Network. So wie eine herkömmliche Rechnung, z. B. von Ihrem Bauunternehmer, Anweisungen enthält, wohin die Zahlung für erbrachte Dienstleistungen zu überweisen ist, ist eine Lightning-Rechnung ein strukturierter Satz von Anweisungen.
- Der Zahlungsbetrag
- die Blockchain, für die die Rechnung gilt
- Ein Verfallsdatum
- Der Pubkey des Zahlungsempfängers
Anstatt Bitcoin-ähnliche Adressen zu verwenden, werden Lightning-Rechnungen im Allgemeinen als QR-Codes generiert, um die Benutzererfahrung zu vereinfachen, obwohl sie auch als alphanumerische Zeichenfolgen dargestellt werden können.
Illustration von Lightning anhand eines Beispiels
Wir können das Lightning-Netzwerk anhand eines einfachen Beispiels veranschaulichen. Bob möchte in einem Cafe einen Kaffee kaufen. Bob eröffnet einen Zahlungskanal mit dem Café und zahlt einige BTC ein, um eine Bilanz zwischen ihnen zu erstellen.
Wenn Bob einen Kaffee kauft, stellt das Café eine Rechnung über einen QR-Code aus, die Bob über seine Lightning-Wallet auf seinem Telefon bezahlt.
Die Bilanz zwischen Bob und dem Café wird aktualisiert; bei jedem Kaffee, den Bob kauft, wird der entsprechende BTC-Betrag von Bobs Bilanz abgezogen und der Bilanz des Cafés hinzugefügt.
Beide Parteien unterschreiben jede aktualisierte Bilanz mit ihrem eindeutigen Signaturschlüssel. All dies geschieht sofort, wodurch das Problem der langsamen On-Chain-Bestätigungen gelöst wird.
Um den Zahlungskanal zu schließen und die Gelder freizugeben, kann jede Partei die letzte vereinbarte Bilanz an das Bitcoin-Hauptkettennetzwerk senden und die Transaktionen durch den Bitcoin-Konsensmechanismus verifizieren lassen.
- Das Cafe erhält dann den Erlös von Bobs Kaffeekäufen.
- Bob behält ein nicht ausgegebenes Guthaben
Wir können also sehen, wie das Lightning Network die Transaktionslast auf der Bitcoin-Blockchain erheblich reduziert. Tausende von Transaktionen können innerhalb der Micropayment-Kanäle zwischen zwei Parteien stattfinden.
Nur zwei Transaktionen müssen von der Blockchain verarbeitet werden – die Eröffnung und die Schließung des Micropayment-Kanals (Bilanz).
Die Struktur des Lightning Network ist darauf ausgelegt, einzelne Nutzer auf möglichst effiziente Weise über Micropayment-Kanäle zu verbinden. Daher ist es nicht notwendig, mit jedem einzelnen Akteur, den Sie nutzen möchten, einen Zahlungskanal zu eröffnen.
A kennt vielleicht nur B, aber wenn B C kennt, dann kann A über B, der als eine Art Router oder Hub fungiert, eine Verbindung zu C herstellen.
All dies bedeutet nicht nur schnellere Transaktionen – einige Schätzungen gehen davon aus, dass die Obergrenze der Leistungsfähigkeit des Lightning-Netzes bei fast 1 Million Transaktionen pro Sekunde liegt – sondern auch niedrigere Transaktionskosten. Je weniger Transaktionen von den Konsensmechanismen von Bitcoin verarbeitet werden müssen, desto weniger Gebühren müssen gezahlt werden.
Es besteht die Hoffnung, dass mit der Ausweitung des Lightning Network und der Verbesserung der Benutzerfreundlichkeit der Wallets ein paar Fingertipps genügen, um einen Kaffee zu kaufen, indem man einen Kanal mit einem Coffeeshop öffnet und einen QR-Code scannt.
Das Lightning Network – Bitcoin’s killer Application?
Dadurch, dass die Transaktion über Zahlungskanäle und nicht über die Bitcoin-Kette abgewickelt wird, bietet das Lightning Network eine Möglichkeit, das Skalierungsproblem von Bitcoin zu lösen. Man hat dies mit dem verglichen, was Fiat-Währungen für Gold getan haben, und argumentiert, dass das Lightning Network die „Killerapplikation“ für Bitcoin sein könnte.
Die Analogie funktioniert, wenn man darüber nachdenkt, dass die Verwendung von Papiergeld ein Weg war, Gold zu skalieren, so wie das Blitznetzwerk ein Weg ist, Bitcoin zu skalieren. Die Skalierung des gedruckten Geldes hat schließlich Gold als Währung „getötet“ und es in einen Wertespeicher verwandelt. Es bleibt abzuwarten, ob das Lightning Network dies auch für Bitcoin leisten kann.
Was sind also die potenziellen Nachteile des Lightning-Netzwerks und wie unterscheiden sich andere Versuche, Blockchains zu skalieren?
Lightning wickelt immer noch nur einen winzigen Teil der Transaktionen auf der Kette ab. Die Zahl der Knoten wächst ebenso wie die Zahl der Wallets, die Lightning unterstützen, aber es ist noch ein weiter Weg, um die Benutzererfahrung bei der Erstellung/Verwaltung von Channels und Rechnungen zu vereinfachen.
Ein weiteres, vielleicht noch größeres Problem ist die Gefahr, dass sich im Netzwerk mächtige Hubs entwickeln.
Hubs sind große Kapitalpools, die einen großen Teil der Transaktionen im Netz erleichtern könnten. Dies würde die Sicherheit des Netzes gefährden und natürlich die Gefahr mit sich bringen, dass die Zentralisierung des Systems wieder eingeführt wird.
Der andere wichtige Versuch, die Blockchain-Technologie zu erweitern, findet bei Ethereum statt. Diese Upgrades sind als ETH 2.0 bekannt und beinhalten Änderungen am Konsensmechanismus und eine Technologie, die als Sharding bekannt ist. Diese werden in unserem Wissensbasis-Artikel über Ethereum ausführlicher behandelt.
Das Lightning Network befindet sich noch in der Entwicklung, aber sollte es erfolgreich sein, könnte es schließlich die Lösung für Bitcoins Trilemma sein, indem es die Skalierung von Transaktionen ermöglicht, ohne seine Kernfunktionen zu beeinträchtigen. An diesem Punkt wird Bitcoin mehr als ein Wertaufbewahrungsmittel und kann mit Fiat-Währungen als effektives Tauschmittel konkurrieren, wie es jetzt in El Salvador geschieht, wo Bitcoin jetzt gesetzliches Zahlungsmittel ist und das Lightning Network das Mittel ist, um Einheimische an Bord zu nehmen.
