Lightning Network: Bitcoin-Skalierungslösung

Bitcoin (BTC) ist eine Art digitale Währung, deren Peer-to-Peer-Technologie (P2P) es Benutzern ermöglicht, Transaktionen schneller und effizienter durchzuführen. Die schrittweise Einführung von Bitcoin und Kryptowährungen im Allgemeinen durch Finanzinstitute – und Zahlungsgiganten wie z PayPal und Square – ein Signal für eine größere Akzeptanz von Finanzdienstleistungen, das die Entwicklung der Kryptowährung vorantreibt, um seine Netzwerke besser zu unterstützen.

Dies bringt uns im Wesentlichen zum Lightning Network, einem Layer-XNUMX-Protokoll, das mit Bitcoin zusammenarbeitet, um Geschwindigkeit, Vielseitigkeit, Datenschutz und geringere Kosten zu verbessern.

Wichtigste Erkenntnisse:

• Das 2018 eingeführte Lightning Network ist ein Layer-XNUMX-Protokoll, das Kosten und Verkehrsstaus im Bitcoin-Netzwerk reduziert und so die Skalierbarkeit fördert.
• Das Lightning Network zeichnet sich durch blitzschnelle Verarbeitungsgeschwindigkeiten aus, ohne dass Zwischenhändler erforderlich sind, und ermöglicht so kostengünstige, schnelle und dezentrale Mikrozahlungen auf der ganzen Welt.
• Das neueste Update des Lightning Network, Taproot Assets, verwandelt Bitcoin in ein Multi-Asset-Netzwerk, das es Entwicklern ermöglicht, Stablecoins und reale Vermögenswerte wie Fiat-Währungen und Gold auf der Bitcoin-Blockchain auszugeben.

Was ist das Lightning-Netzwerk?

Das Lightning Network ist ein Layer-XNUMX-Protokoll, das auf der Bitcoin-Blockchain läuft, um die Transaktionsüberprüfung zu skalieren. Es senkt die Kosten und reduziert die Überlastung der zugrunde liegenden Schicht des Bitcoin-Netzwerks. Mit seiner sofortigen Verarbeitungsgeschwindigkeit kann das Lightning Network dezentrale Mikrozahlungen auf globaler Ebene ermöglichen, sodass keine Zwischenhändler erforderlich sind.

Das Lightning Network wurde erstmals 2015 von Thaddeus Dridja und Joseph Poon vorgeschlagen. In ihrer Arbeit mit dem Titel „The Bitcoin Lightning Network“ beschrieben diese Forscher ein Off-Chain-Protokoll, das für den Betrieb über Zahlungskanäle konzipiert ist. Über diese Kanäle könnten nicht vertrauenswürdige Parteien unbegrenzt oft kleine Transaktionen durchführen, ohne den Datenverkehr im Hauptnetzwerk zu erhöhen. Ein Jahr später gründeten Drja und Poon zusammen mit anderen Spezialisten die Firma Lightning Labs, die das Konzept weiterentwickelte und schließlich einführte Blitznetzwerk im Januar 2018 nach dem SegWit Soft Fork im August 2017.

Wie der Name schon sagt, ist das Lightning Network darauf ausgelegt, Transaktionen praktisch kostenlos und sofort abzuwickeln, indem es sie aus der Kette nimmt. Es existiert getrennt vom Haupt-Bitcoin-Netzwerk und nutzt seine Software und Knoten, um mit dem Netzwerk und den Börsen zu kommunizieren und Transaktionen abzuschließen.

Das Lightning Network wurde entwickelt, um die Belastung der zugrunde liegenden Schicht des Blockchain-Netzwerks zu verringern, die Blockchain-Kosten zu senken und private Zahlungskanäle zwischen Parteien zu schaffen. Seit seiner Gründung verzeichnet das Lightning Network ein stetiges Wachstum und ist für seine Fähigkeit bekannt, Gebühren zu senken und die Transaktionsverarbeitungszeiten zu beschleunigen. Das Lightning Network hat sich auch auf andere Blockchain-Netzwerke ausgeweitet, darunter Litecoin.

Selbst im aktuellen Bärenmarkt sind diese Unternehmen Flüsse, das auf Bitcoin-Technologie und Finanzdienstleistungen spezialisiert ist, erleben den überraschenden Anstieg der Popularität des Lightning Network. Seit August 2021 ist die Kapazität um 1200 % gestiegen. Mit Stand September 2023 beträgt die Zahl der aktiven Nutzer des Lightning Network 279 und 000 Millionen Menschen pro Monat.

Das Lightning Network hat kürzlich ein neues Update veröffentlicht, das Taproot Assets-Protokoll, das nicht nur die Skalierbarkeit des Netzwerks verbessert, sondern Bitcoin auch in ein Multi-Asset-Netzwerk verwandelt.

Im Wesentlichen ermöglicht Ihnen Taproot Assets die Ausgabe von Stablecoins und realen Vermögenswerten wie Fiat-Währungen, Gold und Staatsanleihen direkt auf der Bitcoin-Blockchain. Da diese Transaktionen außerhalb der Kette über das Lightning Network durchgeführt werden, ist Bitcoin vor möglichen Überlastungen aufgrund solcher Aktivitäten geschützt.

Wie funktioniert das Lightning-Netzwerk?

Wie das Bitcoin-Netzwerk besteht auch das Lightning-Netzwerk aus Knoten. Es nutzt jedoch Smart Contracts, die es ermöglichen, Transaktionen durchzuführen, ohne dass sie in der Blockchain aufgezeichnet werden. Jede Transaktion ist nur für diejenigen, die an der Transaktion beteiligt sind, privat zugänglich, und jeder Knoten nutzt Lightning-Zahlungskanäle, um Zahlungen durchzuführen. Der Lightning-Zahlungskanal wird durch die Erstellung von Multi-Signatur-Adressen zwischen zwei Parteien, die eine Transaktion durchführen, eröffnet. Integrierte Funktionen verhindern Betrug oder Änderung der im Kanal enthaltenen Daten und die Geschwindigkeit der Zahlungen wird nur durch die Geschwindigkeit der Internetverbindung begrenzt.

Nehmen wir an, Alex möchte Kim über das Lightning Network in BTC bezahlen. Sie können ihre BTC zunächst in einer eindeutigen 2aus-2-Multi-Sigma-Adresse sperren und so einen direkten Lightning-Kanal öffnen, der es ihnen ermöglicht, eine Transaktion zu initiieren und gleichzeitig ein privates Hauptbuch außerhalb der Hauptkette zu führen. Auf dem Off-Chain-Lightning-Kanal werden die Gelder im Pool auf zwei Seiten aufgeteilt – die Gelder von Alex und Kim.

Das anfängliche Poolguthaben beträgt 2 BTC (jeweils 1 BTC). Alex zahlt Kim 0,5 BTC im Lightning Network, sodass ihm 0,5 BTC verbleiben. Kim erhält dann 0,5 BTC und ihr aktueller Kontostand beträgt 1,5 BTC. Sobald ein Kanal geschlossen ist, werden Mikrotransaktionen zu einer einzigen Transaktion zusammengefasst, die dann überprüft, verarbeitet und der Blockchain hinzugefügt wird, wobei ihre Salden entsprechend aktualisiert werden.

Wenn Kim oder Alex jedoch keinen direkten Kanal haben, wird die Transaktion über eine der Arten von Smart Contracts – Hashed Time Locked Contracts (HTLC) – an Jack weitergeleitet. Der Vertrag dient dazu, Kim zu versprechen, dass sie ihre BTC erhält, und Jack muss nachweisen, dass er Kim den vereinbarten Betrag gezahlt hat. Im Gegenzug erhält Jack eine kleine Belohnung für den Abschluss der Bestellung.

Bitcoin-Einschränkungen

Trotz der Bequemlichkeit und Benutzerfreundlichkeit von Bitcoin haben seine Nachteile einige Bedenken hinsichtlich seiner Einführung als Währung aufkommen lassen. Daher wird BTC nicht überall als Zahlungsmittel akzeptiert und sein Wert schwankt je nach Nachfrage, was mit einer Deflation behaftet ist. Wenn eine Datei verloren geht oder die Festplatte ausfällt, verschwindet die darin enthaltene Wallet und es ist unmöglich, die verlorenen Gelder wiederherzustellen. Auch beim Warenkauf mit BTC besteht kein Käuferschutz.
Die vielleicht größten Einschränkungen von Bitcoin hängen jedoch mit seiner Geschwindigkeit, seinen Kosten und seiner Skalierbarkeit zusammen.

Geschwindigkeit

Bitcoin-Transaktionen werden in Blöcken verifiziert und aufgezeichnet. Alle zehn Minuten wird ein neuer Bitcoin-Block erstellt, und jeder Block enthält eine bestimmte Anzahl von Transaktionen. Miner priorisieren Transaktionen auf der Grundlage der Transaktionsgebühren, was bedeutet, dass Sie möglicherweise mit anderen Benutzern konkurrieren, um sicherzustellen, dass Ihre Transaktionen schnell verarbeitet werden. Das heißt, je höher die Gebühr, desto schneller wird die Transaktion abgewickelt.

In ruhigen Zeiten können Sie sich darauf verlassen, dass Ihre Transaktion pünktlich verarbeitet wird. An geschäftigeren Tagen oder Zeiten kann es jedoch sein, dass Sie lange warten – oder mit hohen Gebühren rechnen müssen, da Miner mehrere Transaktionen im Speicherpool verfolgen.

Kosten

Zur Unterstützung des Netzwerks sind Bitcoin-Transaktionsgebühren erforderlich, die jedoch insbesondere bei kleinen Transaktionen tendenziell hoch sind. Wer die Abwicklung seiner Transaktionen wünscht, muss bei Netzüberlastung mit höheren Gebühren rechnen, da in jedem Block nur eine begrenzte Anzahl an Transaktionen enthalten sein können. Traditionell erhielten Miner im Bitcoin-Netzwerk eine Subvention für den Abbau neuer Bitcoins und eine Transaktionsgebühr für das Hinzufügen von Transaktionen zu einem Block.

Gebühren für die Nutzung des Bitcoin Lightning Network fallen jedoch nur für Folgendes an:

• Einen Zahlungskanal eröffnen
• Schließung des Zahlungskanals

Während der Kanal geöffnet ist, können Sie viele Transaktionen durchführen und die einzige Gebühr, die Sie zahlen, ist die Gebühr für das Öffnen und Schließen des Kanals. Das Lightning Network nutzt den Blockraum effizienter, erhöht den Bitcoin-Durchsatz und senkt die Transaktionskosten.

Allgemeine Skalierbarkeit
Das Wachstumspotenzial von Bitcoin ist begrenzt, das heißt, es weist ein Skalierbarkeitsproblem auf. Bitcoin-Blöcke sind etwa 1 MB groß und werden etwa alle 10 Minuten mit einer Verarbeitungsgeschwindigkeit von etwa sieben Transaktionen pro Sekunde generiert (TPS). Vergleichen Sie es mit Ethereum, das fast doppelt so viele Transaktionen verarbeitet (vor dem bevorstehenden Übergang zu ETH 2.0). Po-Konsens) und VisaNet kann bis zu 24 TPS verarbeiten.

Dies bedeutet, dass ein begrenzter Durchsatz die Anzahl der Transaktionen begrenzt, die in der Kette verarbeitet werden können, und dadurch das Datenbankwachstum begrenzt. Sobald die Anzahl der Transaktionen das festgelegte Limit überschreitet, können die Knoten nicht mehr mithalten. Im Wesentlichen wird das Netzwerk durch ausstehende Transaktionen verstopft, was zu einem Bieterkrieg führen kann.

Das Skalierbarkeitsproblem wurde erstmals im Jahr 2015 deutlich, als verschiedene Lösungen vorgeschlagen wurden, darunter die Erhöhung der Blockgröße. Bitcoin Cash (BCH) wurde im August 2017 hart geforkt und im selben Jahr wurde Segregated Witness (SegWit) als mögliche Lösung für das allgemeine Skalierbarkeitsproblem von Bitcoin eingeführt.

Grundlegendes zu Layer-XNUMX-Protokollen

Die Basisschicht des Bitcoin-Netzwerks zeichnet sich durch die technologische Struktur aus, die das Netzwerk sowie die Geldanwendung unterstützt. Es wird zum Validieren und Abschließen von Transaktionen verwendet, hat aber, wie bereits erwähnt, seine Grenzen, insbesondere hinsichtlich der Kapazität und der Kosten von Bitcoin. Das Second-Layer-Protokoll zielt darauf ab, diese Einschränkungen zu beseitigen.

Das Second-Layer-Protokoll (oder Layer 2) wird auch als Off-Chain-Lösung bezeichnet. Sie ist wie die Hauptblockchain dezentralisiert und bietet die gleichen Sicherheitsprotokolle, ihr Hauptziel besteht jedoch darin, die Skalierbarkeitsprobleme der herkömmlichen Blockchain-Technologie zu lösen.

In einem dezentralen Netzwerk ist ein globaler Konsens erforderlich und alle teilnehmenden Knoten verfügen über eine vollständige Kopie der zu überprüfenden Transaktionen. Dies trägt dazu bei, Doppelausgaben zu verhindern, ohne auf eine zentrale Behörde oder Regulierungsbehörde angewiesen zu sein.

Die Basisebene ist die primäre (oder Ebene 1) Sicherheitsebene, die einen unveränderlichen Datensatz von Daten erstellt. Die Basisschicht ist die Blockchain. Das Second-Layer-Protokoll reduziert die Datenmenge auf der Blockchain und ermöglicht Transaktionen außerhalb der Kette.

Mit einem Layer-XNUMX-Protokoll können Kernberechnungen außerhalb der Kette durchgeführt werden, während die Transaktionen weiterhin an die Blockchain gebunden sind. Dadurch wird die auf der Kernebene gespeicherte Datenmenge minimiert und kritische Ressourcen freigegeben, ohne die Sicherheit zu beeinträchtigen. Mit anderen Worten: Blockchains mit Layer-XNUMX-Protokollen sind benutzerfreundlicher und skalierbarer, was bedeutet, dass sie mit größeren, stärker zentralisierten Systemen konkurrieren können.

Bitcoin vs. Ethereum: Layer-XNUMX-Protokolle

Sowohl Bitcoin als auch Ethereum haben Layer-XNUMX-Protokolle eingeführt, um Geschwindigkeit und Skalierbarkeit zu verbessern. Während Bitcoin das Lightning Network nutzt, bietet Ethereum mehrere Skalierungslösungen der zweiten Ebene wie Optimistic Folds, Zero-Knowledge Folds und Plasma Chains. Die Layer-XNUMX-Protokolle von Ethereum, darunter Polygon und Arbitrum, zielen darauf ab, Skalierbarkeits- und Kostenprobleme zu lösen, indem sie Off-Chain-Computing ermöglichen.

Die zweite Lösung von Bitcoin ist das Lightning Network, das intelligente Verträge verwendet, um nahezu sofortige und kostengünstige Transaktionen zu ermöglichen, sowie plattformübergreifende „Atombörsen“, bei denen Benutzer eine Münze gegen eine andere eintauschen können, ohne eine Börse zu nutzen.

SegWit vs. Second-Layer-Lösung

Segregated Witness oder SegWit ist die bisher bemerkenswerteste Modernisierung des Bitcoin-Protokolls. Es ermöglicht Ihnen, Transaktionsdaten effektiv von Zeugendaten zu trennen, sodass jede Transaktion in der Blockchain aus zwei Teilen besteht:

• Grunddaten: Dies bezieht sich auf die Bewegung von Bitcoins und die mit dieser Bewegung verbundenen Daten.
• Angaben zum Zeugen: Dient als Unterschrift und beweist im Wesentlichen, dass der Eigentümer der BTC die Transaktion autorisiert hat.

SegWit ist ein Soft Fork oder eine abwärtskompatible Codeänderung, die Transaktionen in zwei Segmente aufteilt. Dadurch werden die Zeugendaten (oder die Signatur) vom Originalsegment in das Zeugensegment übertragen.

Die SegWit-Implementierung verdoppelt im Wesentlichen die Blockgröße und erhöht sie von 1 MB auf 2 MB, ohne dass größere Änderungen am vorhandenen Code erforderlich sind. Während SegWit das Skalierbarkeitsproblem nicht unbedingt löst, bietet es Unterstützung für Layer-XNUMX-Lösungen wie das Lightning Network.

Wie das Lightning Network hilft, die Probleme von Bitcoin zu bekämpfen

Durch die Konsolidierung mehrerer Mikrotransaktionen zu einer reduziert das Lightning Network den Netzwerkverkehr. Indem Sie diese Mikrotransaktionen aus dem Hauptnetzwerk verlagern, können Sie Platz für größere Transaktionen mit höherer Priorität schaffen und die Verarbeitungsgeschwindigkeit erhöhen.

Das Lightning Network verbessert auch die Skalierbarkeit, indem es Transaktionen und Abrechnungen außerhalb der Kette ermöglicht.

Wie kann ein Benutzer vom Lightning Network von Bitcoin profitieren?

Die Hauptvorteile des Lightning Network sind seine Geschwindigkeit und Verfügbarkeit. Wie oben erläutert, können auf der Basisebene des Bitcoin-Netzwerks Gebühren und Wartezeiten unerschwinglich sein. Allerdings ist es mit dem Lightning Network möglich, kleine Zahlungen auf eine Weise zu senden und zu empfangen, die im Bitcoin-Netzwerk einfach nicht möglich ist. Sie können Zahlungen mehrmals austauschen, bevor Sie den Kanal schließen und eine Transaktion abschließen, und das alles gegen eine Gebühr.

Da das Lightning-Netzwerk als sekundäre Schicht über dem Hauptnetzwerk fungiert, bietet es Benutzern weiterhin alle Standard-Sicherheitsprotokolle von Bitcoin. Benutzer können je nach Bedarf auch zwischen Netzwerken wechseln, indem sie sich für große Transaktionen an das Bitcoin-Netzwerk wenden und für Mikrotransaktionen wieder zum Lightning-Netzwerk wechseln. Mit dem Lightning Network verbundene Transaktionen sind privat, werden außerhalb der Kette durchgeführt und zeichnen nur die Gesamtergebnisse auf.

Schließlich erweitert das neueste Update von Taproot Assets die Möglichkeiten der Bitcoin-Technologie auf ein breiteres Spektrum von Benutzern, da reale Vermögenswerte wie Fiat-Währungen und Gold mithilfe des Taproot Assets-Protokolls ausgegeben werden können.

Einfluss des Lightning Network auf die Bitcoin-Einführung

Lightning Network-Knoten von Januar 2018 bis Oktober 2023.
Quelle: Bitcoin Visuals

Durch die Erhöhung der Anzahl der Knoten und Kanäle im Bitcoin-Netzwerk kann der Durchsatz für Bitcoin-Transaktionen erhöht werden. Da der Durchsatz wöchentlich weiter zunimmt, übernehmen immer mehr Menschen die Technologie, was sie zu einem entscheidenden Aktivposten im Bitcoin-Ökosystem macht. Das Lightning Network könnte die Schlüsselmethode zur Lösung des Skalierbarkeitsproblems von Bitcoin sein.

Leistung des Lightning Network von Januar 2018 bis Oktober 2023.
Quelle: theblock.co

Lag der Durchsatz des Lightning Network im Jahr 2021 bei mehr als 1 Bitcoins, so ist er am 000. Oktober 22 auf über 2023 BTC gestiegen. Dies zeigt auch die höhere Skalierbarkeit des Bitcoin-Netzwerks als Zahlungssystem.

Das Lightning Network und Bitcoin arbeiten zusammen, um mehr Menschen zur Nutzung beider Technologien zu ermutigen. Wer bereits Bitcoin nutzt, wird sich natürlich an das Lightning Network wenden, um schnelle, kleine oder kostengünstige Zahlungen zu tätigen. Diese Flexibilität und Effizienz, die das Lightning Network bietet, wird weiterhin mehr Benutzer für die Nutzung von Bitcoin und Lightning gewinnen. Je mehr Menschen das Lightning Network und Bitcoin nutzen, desto mehr werden sie auf den Mainstream-Börsen anerkannt und als traditionellere Zahlungsmittel akzeptiert.

Nachteile des Lightning Network

Während das Lightning Network das Potenzial hat, einige der Probleme von Bitcoin zu lösen, hat es auch Nachteile.

Erstens ist die Nutzung des Lightning Network möglicherweise nicht immer kostengünstig. Denn bevor eine Mikrozahlung zwischen Parteien erfolgen kann, muss der Benutzer zunächst eine Einzahlung in die Kette tätigen. Darüber hinaus muss auch der endgültige Betrag zum Abschluss der Transaktion in der Bitcoin-Kette erfasst werden.

Zweitens unterliegt das Lightning Network als Blockchain verschiedenen Sicherheitsrisiken. Einer davon ist darauf zurückzuführen, dass Angreifer viele Kanäle erstellen, die gleichzeitig ablaufen, was zu einer Überlastung der Blockchain und dem potenziellen Diebstahl von Geldern von Benutzern führt, die diese aufgrund der Überlastung nicht abheben können.

Schließlich ist auch die Integration des Lightning Network in bestehende Zahlungssysteme ein komplexer Prozess. Händler sind möglicherweise nicht daran interessiert, zum Lightning Network zu wechseln, insbesondere angesichts der Volatilität von Bitcoin.

Die Zukunft des Lightning Network

Total Value Locked (TVL) im Lightning Network von April 2022 bis Oktober 2023.
Quelle: DefiLlama

Derzeit sind über 160 Millionen US-Dollar im Lightning Network gesperrt, wobei Menschen die Second-Layer-Lösung nutzen, um für Waren, Dienstleistungen, Anwendungen und mehr zu bezahlen.

Trotz einiger Einschränkungen bietet es Benutzern mehr Optionen und Vielseitigkeit. Da es zunehmend für blitzschnelle Mikrozahlungen genutzt wird, werden Entwickler weiterhin interoperable Wallets und Unterstützungssysteme entwickeln, um das Netzwerk weiterzuentwickeln und zu stärken.

Ergebnis

Das 2018 ins Leben gerufene Lightning Network verändert rasant das Gesicht von Bitcoin. Die Entwickler haben unermüdlich daran gearbeitet, die zuverlässige Technologie zu entwickeln, die zur Unterstützung und Förderung des Netzwerks erforderlich ist, sowie eine benutzerfreundliche Plattform zu schaffen. Jeder kann mit seinem Smartphone auf das Lightning Network zugreifen und es nutzen, was eine Fülle von Möglichkeiten für nahtlose Zahlungen eröffnet. Die jüngste Integration des Taproot Assets-Protokolls erweitert die Möglichkeiten von Lightning sowohl für Bitcoin als auch für seine Benutzer weiter. Mit der wachsenden Zahl von Lightning Network-Nutzern wird die Vision eines schnelleren und skalierbareren Bitcoin-Ökosystems immer realistischer.