Bitcoins Lightning Network:Das Warum und Was

Im einfachsten Sinne wird Bitcoin immer noch als (Krypto-)Währung bezeichnet. Obwohl dies richtig ist, sollte betont werden, dass das Krypto-Asset tatsächlich viel mehr als nur eine Währung ist. Bitcoin stellt ein neues Full-Stack-Geld- und Finanzsystem dar, das in Größe und Funktionalität schnell wächst. Vor allem entsteht ein DeFi-Ökosystem, das auf und um Bitcoin herum aufgebaut ist, in Form von Protokollen wie RSK, Liquid, Stacks, Sovryn oder Mintlayer.

Damit dieses auf Bitcoin basierende Full-Stack-Währungs- und Finanzsystem funktioniert, ist eine globale Abwicklungsebene erforderlich. Innerhalb von Bitcoin wird diese Basisschicht von der Bitcoin-Blockchain bereitgestellt, die manchmal auch als Bitcoin-Mainchain bezeichnet wird. Hier werden Bitcoin-Transaktionen endgültig abgewickelt.

Als globale Abwicklungsschicht ist die Bitcoin-Blockchain in der Lage, etwa drei bis sieben Transaktionen pro Sekunde zu verarbeiten. Das entspricht etwa 600.000 Transaktionen pro Tag. Interessanterweise lässt sich dies ziemlich gut mit der täglichen Anzahl von Transaktionen vergleichen, die das Basisschicht-Abrechnungssystem des US-Dollars namens Fedwire durchführen kann. Dies zeigt, dass die Basisschicht-Blockchain von Bitcoin tatsächlich mit den Echtzeit-Bruttoabrechnungssystemen der Zentralbanken verglichen werden muss.

Priorität für Sicherheit und Zuverlässigkeit

Da die Bitcoin-Blockchain eine Abrechnungsschicht für ein neues Finanzsystem ist, priorisiert sie Sicherheit und Zuverlässigkeit und ist in der Transaktionsverarbeitungszeit sowie in der Transaktionskapazität begrenzt. Die Zielzeit zwischen den Blöcken ist auf Robustheit und Zuverlässigkeit optimiert, nicht auf schnelle Transaktionsgeschwindigkeiten. Im Fall von Bitcoin bedeutet dies, dass im Durchschnitt etwa alle 10 Minuten eine neue Reihe von Transaktionen in Form eines Blocks endgültig auf der Bitcoin-Blockchain abgewickelt wird.

In den Protokollregeln von Bitcoin verankert ist die Tatsache, dass jeder neue Transaktionsblock repliziert und über das gesamte Netzwerk von Bitcoin verbreitet werden muss, was bedeutet, dass jeder einzelne Netzwerkteilnehmer die Gültigkeit jedes Blocks und der darin enthaltenen Transaktionen überprüfen muss. Dieser Prozess benötigt Zeit für jeden Teilnehmer, weshalb die Transaktionsverarbeitungsfähigkeit der Bitcoin-Blockchain auf 10-Minuten-Intervalle kalibriert ist.

Inhärente Kompromisse

Da sowohl Sicherheit als auch Zuverlässigkeit Priorität haben, möchte die Bitcoin-Blockchain keine Kompromisse bei der Geschwindigkeit der Transaktionsfinalität eingehen und muss bestimmte inhärente Kompromisse eingehen. Eine davon ist:Bitcoin-Transaktionen, die auf ihrer Basisschicht stattfinden, sind nicht sofortige Abwicklungstransaktionen. Aber Bitcoin-Transaktionen werden nicht nur nicht sofort abgewickelt, sondern auch ihre Gesamtkapazität auf der Bitcoin-Blockchain ist begrenzt. Tatsächlich können Bitcoin-Blöcke nur eine bestimmte Anzahl von Transaktionen aufnehmen, da sie in ihrer Datenkapazität begrenzt sind (die Grenze übersteigt in der Regel ~1,3 MB nicht). Und da Bitcoin-Blöcke in der Datengröße begrenzt sind, müssen Transaktionen um Blockplatz konkurrieren. Mit zunehmender Akzeptanz ist ein Markt für Bitcoin-Gebühren entstanden, der sicherstellt, dass die Transaktionen mit den höchsten Transaktionsgebühren priorisiert werden.

Diese Kapazitätsbeschränkung ist der andere Kompromiss und ergibt sich auch aus der Tatsache, dass jeder einzelne Netzwerkteilnehmer durch das Bitcoin-Protokoll so programmiert ist, dass er jeden Block von Transaktionen, die innerhalb des Systems stattfinden, empfängt und validiert. Während Blöcke größer gemacht werden könnten (und die Grenze von ~1,3 MB überschreiten, um 2, 4, 8 oder sogar noch größere Mengen an MB zu speichern), würden die Netzwerkteilnehmer bei der Verarbeitung von Transaktionen stärker belastet. Durch die Minimierung der Teilnahmeanforderungen (Rechenleistung, Bandbreite und Speicher) können Bitcoin-Transaktionen von billigen und weit verbreiteten Computern validiert werden. Dadurch bleibt das Netzwerk für so viele Teilnehmer wie möglich zugänglich, was die so wichtige Dezentralisierung des Bitcoin-Netzwerks selbst hinzufügt.

Bitcoin richtig skalieren

Während es entscheidend ist, Bitcoin so dezentral wie möglich zu halten, muss das Netzwerk dennoch skalierbar sein. Was ist schließlich der Sinn eines Wertetransfernetzwerks, das es Benutzern ermöglicht, Transaktionen einfach zu validieren, aber das System nicht für sinnvolle Zahlungen zu verwenden, weil sie entweder zu langsam oder zu teuer sind. Bitcoin und sein Netzwerk zu skalieren, um es für günstige und sofortige Zahlungen fit zu machen, scheint dann ein Muss zu sein.

Eine Möglichkeit, das Bitcoin-Netzwerk zu skalieren und hohe Gebühren zu bekämpfen, während der Grad der Dezentralisierung beibehalten wird, ist die Implementierung von Software-Upgrades wie SegWit oder Taproot. Trotz dieser Fortschritte erfolgen Transaktionen immer noch nicht sofort, und die Kosten können nur schrittweise gesenkt werden. Um kleine kausale On-Chain-Zahlungen, sogenannte Mikrotransaktionen, wirklich möglich zu machen, ist ein anderer Ansatz erforderlich. Dieser Ansatz erfolgt in Form einer Skalierung in Schichten. Transaktionen müssen an Off-Chain-Skalierungslösungen ausgelagert werden. Hier kommt das Lightning Network von Bitcoin ins Spiel.

Einführung in das Lightning-Netzwerk

Das Lightning Network ist ein Zahlungsprotokoll der zweiten Schicht (Schicht 2) auf der Bitcoin-Blockchain. Während das Lightning Network hauptsächlich als potente Skalierungslösung für Bitcoin angesehen wird, ist es nicht exklusiv für Bitcoin. Tatsächlich wurde die allererste Lightning-Transaktion auf Litecoin im Jahr 2017 durchgeführt. Zwei Jahre zuvor, im Jahr 2015, wurde die Idee für das Lightning Network von Joseph Poon und Thaddeus Dryja vorgestellt, die es als Whitepaper veröffentlichten .

Als Second-Layer-Lösung zu Bitcoin stellt das Lightning Network ein eigenes Protokoll dar, das in Verbindung mit Bitcoin arbeitet. Im Gegensatz zu anderen Bitcoin-nahen Protokollen oder anderen Kryptowährungsnetzwerken insgesamt verfügt das Lightning Network nicht über eine eigene Münze oder einen eigenen Token. Die Verwendung des Lightning-Netzwerks für schnelle und günstige Zahlungen bedeutet, dass man Bitcoin über ein Protokoll verwendet, das auf Bitcoin aufsetzt.

Bitcoin-Einheiten aus der Bitcoin-Blockchain werden kryptografisch gesichert an das Lightning Network übertragen. Sobald sich diese Bitcoin-Einheiten im Lightning-Netzwerk befinden, können sie außerhalb der Kette gehandelt werden. In wirtschaftlicher Hinsicht könnte man sagen, dass Bitcoin, die sich im Lightning Network befinden, sogenannte Bitcoin-Surrogate sind. Für jeden „Lightning-network-Bitcoin“ existiert ein „On-Chain-Bitcoin“ auf der Bitcoin-Blockchain. Lightning BTC und On-Chain-BTC existieren also in einer 1-zu-1-Beziehung, und während sich ein Bitcoin im Lightning-Netzwerk befindet, bleibt sein On-Chain-Gegenstück an der Bitcoin-Hauptkette gebunden.

Geschichte noch einmal – nur besser

In der Vergangenheit existierte diese Art von Einrichtung mit Goldbarren und goldgedeckten Papiernotizen, die letztendlich gegen physisches Gold eingelöst werden konnten. In der Vergangenheit wurde Gold zur Abwicklung von Transaktionen verwendet. Da Edelmetalle schwer zu transportieren waren, wurden mit Gold gedeckte Papierzertifikate (Geldsurrogate) geschaffen, die anstelle des Goldes selbst umlaufen. Blitztransaktionen ähneln Zahlungen mit diesen Papiersurrogaten. Im Gegensatz zu den meisten von Banken ausgegebenen Gold- und Geldsurrogate sind Lightning Bitcoin-Surrogate jedoch vollständig gesichert und jederzeit einlösbar. Dank Kryptographie, Smart Contracts und einer ausgeklügelten Anreizstruktur stellt das Protokoll sicher, dass eine Einheit im Lightning Network immer durch eine Einheit in der Basisschicht-Blockchain von Bitcoin repräsentiert wird.

Siehe auch:Gibt es goldgedeckte Kryptowährungen?

Genauso wie diese goldgedeckten Papiersurrogate die Handelbarkeit von physischem Gold verbesserten, verbessert Lightning Bitcoin die Handelbarkeit von On-Chain-Bitcoin. Mit dem Lightning Network erhält Bitcoin die Möglichkeit, sofortige, kostengünstige und hochleistungsfähige Zahlungen bereitzustellen – schließlich hebt Lightning das Konzept eines Blocks auf, sodass Zahlungen einfach durch die Liquidität in jedem Zahlungskanal begrenzt werden. Eine On-Chain-Bitcoin-Transaktion kann potenziell eine unbegrenzte Anzahl von Einzelzahlungen ermöglichen. Dies erhöht die wirtschaftliche Dichte von On-Chain-Bitcoin-Transaktionen und macht das Finanzsystem von Bitcoin nicht nur technisch skalierbar, sondern auch wirtschaftlich.

Mit einer anderen Analogie können wir schließen:Während die Bitcoin-Abrechnungstransaktionen auf der Basisschicht von Bitcoin wie Containerschiffe sind, sind Bitcoin Lightning Network-Transaktionen wie Pakete, die einen Wert liefern, den sie überhaupt erst dank dieser Containerschiffe erreichen können.