Ein Tauchgang in das Lightning Network von Bitcoin

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Die Bitcoin-Blockchain kann im Durchschnitt nur 7 Transaktionen pro Sekunde verarbeiten. Dies reicht nicht aus, um Bitcoin als tragfähige Plattform für die Verarbeitung der Millionen von täglich generierten Transaktionen zu etablieren. Wenn Bitcoin ein Tauschmittel werden soll, müssen daher Zahlungsmechanismen implementiert werden, die es den Benutzern ermöglichen, Bitcoin schnell und kostengünstig zu tätigen. Ein solcher Zahlungsmechanismus ist das Lightning Network.

Das Lightning Network ist eine zweite Schicht, die der Blockchain von Bitcoin (BTC) hinzugefügt wird und die Off-Chain-Transfers oder Transaktionen zwischen Parteien ermöglicht, die nicht mit dem Blockchain-Netzwerk verbunden sind. Die zweite Schicht besteht aus mehreren Zahlungskanälen zwischen Parteien oder Bitcoin-Benutzern. Ein Lightning Network-Kanal ist eine Transaktionstechnik mit zwei Parteien, die es Parteien ermöglicht, Zahlungen voneinander zu senden und zu empfangen. Schicht zwei verbessert die Skalierbarkeit von Blockchain-Anwendungen, indem Transaktionen außerhalb des Blockchain-Mainnets (Schicht eins) abgewickelt werden, während das robuste dezentrale Sicherheitsparadigma des Mainnets beibehalten wird.

Das Problem der Skalierbarkeit ist ein bedeutendes Hindernis für die breite Einführung von Kryptowährungen. Bei entsprechender Skalierung ist ein Blockchain-Netzwerk in der Lage, Millionen bis Milliarden von Transaktionen pro Sekunde (TPS) zu verarbeiten. In dieser Hinsicht erhebt das Lightning Network niedrige Gebühren für Transaktionen und Abrechnungen außerhalb der Kette, was neue Anwendungsfälle wie schnelle Mikrozahlungen ermöglicht, die das klassische Dilemma „Kann man Kaffee mit Krypto kaufen“ lösen, indem die Bearbeitungszeiten verkürzt und die damit verbundenen Kosten (Energiekosten) gesenkt werden. .

Eine kurze Geschichte des Beleuchtungsnetzwerks

Zwei Akademiker, Thaddeus Dryja und Joseph Poon, schlugen das Lightning Network 2015 in einem Papier mit dem Titel „The Bitcoin Lightning Network“ vor. Ihre Schriften wurden von Satoshi Nakamotos Vorgesprächen über Zahlungsmethoden inspiriert. Nakamoto besprach Zahlungsmethoden mit seinem Kollegen Mike Hearn, der die Gespräche transkribiert und 2013 veröffentlicht hat.

Dryja und Poon (zusammen mit einigen anderen Mitarbeitern) haben 2016 Lightning Labs gegründet, ein Unternehmen, das sich der Entwicklung des Lightning Network verschrieben hat. Lightning Labs war bestrebt sicherzustellen, dass das Protokoll mit dem Bitcoin-Kernnetzwerk kompatibel ist.

Lightning Labs hat 2018 eine Beta-Version ihrer Lightning Network-Implementierung im Bitcoin-Mainnet bereitgestellt. Zu diesem Zeitpunkt wurden prominente Persönlichkeiten wie der Twitter-Erfinder Jack Dorsey an der Initiative beteiligt. Zum Beispiel hat Dorsey eine Gruppe von Entwicklern in Bitcoin dafür entschädigt, vollständig an der Entwicklung des Lightning Network zu arbeiten. Außerdem beabsichtigt er, das Lightning Network in Zukunft in Twitter zu integrieren.

Wie funktioniert das Blitznetzwerk?

Das Blitznetzwerk schlug eine Lösung für das Skalierungsproblem vor, indem es der Hauptblockkette von Bitcoin eine zweite Schicht hinzufügte. Diese zweite Schicht besteht aus mehreren Zahlungskanälen zwischen Parteien oder Bitcoin-Benutzern. Ein Lightning-Netzwerkkanal ist ein Zwei-Wege-Transaktionsmechanismus. Die Parteien können über Kanäle Zahlungen voneinander tätigen oder empfangen.

Diese Transaktionen werden anders gehandhabt als normale Transaktionen auf der Bitcoin-Blockchain. Wenn zwei Parteien einen Kanal öffnen und beenden, werden sie nur auf der Hauptblockkette aktualisiert.

Zwischen diesen beiden Handlungen können die Teilnehmer unbegrenzt Bargeld überweisen, ohne die Hauptblockkette über ihre Aktivität zu informieren. Diese Methode erhöht die Geschwindigkeit einer Transaktion erheblich.

Angenommen, Priya erstellt einen Kanal mit ihrem Lieblingscafé und zahlt INR 1000 in Bitcoin ein. Da sie eine direkte Verbindung zum Coffeeshop hat, sind ihre Transaktionen damit sofort möglich.

Rahul, der mit seinem Lieblingslebensmittelgeschäft einen weiteren Kanal hat, kauft auch Kaffee in Priyas Laden. Die Verbindung zwischen Priya, dem Café und Rahul garantiert, dass Priya ihr Guthaben aus dem Café verwenden kann, um Lebensmittel in Rahuls Laden zu kaufen. Ebenso kann Rahul sein Guthaben im Lebensmittelgeschäft verwenden, um Einkäufe mit Priyas Netzwerk durchzuführen.

Wenn Rahul seinen Kanal mit dem Lebensmittelgeschäft schließt (vorausgesetzt, es gibt keine anderen Kunden zwischen dem Café und dem Lebensmittelgeschäft), muss Priya einen neuen Kanal mit dem Lebensmittelgeschäft erstellen, um dort Einkäufe zu tätigen. Bei diesem Ansatz wird ein dezentralisiertes Transaktionsnetz aufgebaut und über viele Lightning Nodes übertragen.

Auf technischer Ebene setzt das Blitznetzwerk dieses Ziel mithilfe von Smart Contracts und Multi-Signatur-Skripten um. Wenn eine oder beide Parteien einen Kanal finanzieren, wird eine erste Transaktion gebildet, die als Finanzierungstransaktion bekannt ist. In einem typischen Multi-Signatur-Szenario werden zunächst zwei Hauptschlüssel (ein öffentlicher und ein privater) ausgetauscht. Der Umtausch macht es einfacher, Geld zu bekommen und auszugeben.

Bei einem Lightning Node werden die Signaturen jedoch nicht übertragen. Dies geschieht, um zu vermeiden, dass die Ausgaben der Finanzierungstransaktionen von der Hauptblockkette erkannt werden. Stattdessen tauschen die beiden Parteien einen einzigen Schlüssel aus, der dann verwendet wird, um zwischen ihnen Ausgabentransaktionen (auch bekannt als Verpflichtungstransaktionen) zu validieren.

Die beiden Parteien können eine unbegrenzte Anzahl von Commitment-Transaktionen mit anderen Knoten in einem Lightning-Netzwerk durchführen. Sie tauschen nur dann Hauptschlüssel aus, wenn der Kanal zwischen ihnen geschlossen ist.

Wie hoch sind die Gebühren für Blitznetzwerktransaktionen?

Für die Nutzung des Lightning-Netzwerks fallen Transaktionsgebühren an. Sie sind eine Mischung aus Routing-Kosten für die Übertragung von Zahlungsinformationen zwischen Lightning Nodes und Bitcoin-Transaktionsgebühren für das Öffnen und Schließen von Kanälen. Diese Gebühren sind jedoch im Vergleich zu den traditionellen Bitcoin-Netzwerktransfers minimal und kosten ein paar Rupien.

Was sind die Nachteile des Beleuchtungsnetzwerks?

Das offensichtlichste Problem bei Lightning-Netzwerken, die dezentralisiert werden sollen, besteht darin, dass sie möglicherweise die Hub-and-Spoke-Architektur duplizieren, die die heutigen Finanzinstitute definiert. Im aktuellen Modell fungieren Banken und Finanzinstitute als primäre Vermittler für alle Transaktionen.

Lightning-Knoten für bekannte Unternehmen können durch offenere Verbindungen zu anderen zu gleichwertigen Hubs oder konzentrierten Knoten im Netzwerk werden. Ein Ausfall an einem dieser Hubs kann schnell einen großen Abschnitt (oder das gesamte) Netzwerk zum Erliegen bringen.

Ein weiteres wichtiges Thema ist, wie bereits erwähnt, die Notwendigkeit, die Gebühren zu erhöhen, um das Netzwerk finanziell tragfähig zu halten. Dies gilt nicht nur für die Knoten, die das Lightning-Netzwerk betreiben, sondern auch für die potenziellen Kosten höherer Bitcoin-Gebühren, die an das Netzwerk übertragen werden.

Da Blitznetzwerke jederzeit aktiv bleiben müssen, gelten sie als anfällig für Hacker und Raubüberfälle. Infolgedessen ist eine Kaltlagerung von Coins nicht möglich, da das Netzwerk dies verbietet.

Schlussfolgerung

Wie alle anderen Innovationen im Blockchain-Bereich ist das Lightning Network ein sich ständig weiterentwickelndes Konzept, das das Potenzial hat, die Blockchain von Bitcoin erheblich zu revolutionieren. Das Netzwerk ist jedoch möglicherweise nicht die Antwort auf alle Probleme von Bitcoin. Darüber hinaus können neue Probleme im Ökosystem der Kryptowährung auftreten, wenn neue Modifikationen und Verbesserungen im Netzwerk eingeführt werden. In Zukunft wird viel von der Forschung und Entwicklung neuer Technologien abhängen.

Der Beitrag Ein Tauchgang in das Lightning Network von Bitcoin erschien zuerst im WazirX-Blog.