Viele Menschen sind der Ansicht, dass Bitcoin und die Verbreitung der Blockchain-Technologie die Zukunft unseres Finanzsystems darstellen. Doch es gibt ein großes Problem, das diesem Ziel im Weg steht: die Skalierbarkeit.
Das Skalierbarkeitsproblem
Um dir ein Beispiel zu geben: Der Zahlungsdienstleister VISA verarbeitet im Durchschnitt etwa 4000 Transaktionen pro Sekunde und kann in Spitzenzeiten bis zu 65.000 Transaktionen pro Sekunde erreichen. Bitcoin hingegen kann bei einer Blockgröße von 1MB nur bis zu 7 Transaktionen pro Sekunde verarbeiten. Damit der Unterschied wirklich klar wird: Es geht nicht um 7.000 Transaktionen pro Sekunde, sondern nur um 7!
Es ist offensichtlich, dass die Haupt-Blockchain nicht besonders skalierbar ist.
Was ist die Haupt-Blockchain?
Wenn wir von der Haupt-Blockchain sprechen, meinen wir das Mainnet bzw. Layer 1. Das ist die Ebene, auf der alle Transaktionen nach ihrer Bestätigung direkt auf der Blockchain verzeichnet werden und auf der die Konsensregeln (wie die Blockgröße und die begrenzte Anzahl an Transaktionen) gelten.
Die Lösung: Das Bitcoin Lightning Network. Aber was ist das Bitcoin Lightning Network eigentlich?
Die Bitcoin-Community hat eine Lösung namens Lightning Network bzw. Lightning-Netzwerk entwickelt, um das Skalierbarkeitsproblem zu lösen. Die Grundidee ist, dass kleine, alltägliche Transaktionen nicht auf der Haupt-Blockchain gespeichert werden müssen. So wird die Grenze von 7 Transaktionen pro Sekunde umgangen — man spricht vom Off-Chain-Ansatz (außerhalb des Netzwerks).
Wie funktioniert das Lightning-Netzwerk?
Nehmen wir ein Beispiel: Mihai kauft sich jeden Morgen auf dem Weg zur Arbeit einen Kaffee. Für jeden Kaffee eine eigene Transaktion auf der Blockchain zu erstellen, wäre übertrieben. Am Ende würde er mehr für Gebühren als für den Kaffee bezahlen. Mit dem Lightning-Netzwerk kann Mihai jedoch einen Zahlungskanal mit dem Café eröffnen.
Dazu hinterlegen sowohl das Café als auch Mihai einen bestimmten Betrag Bitcoin auf einer Multisignatur-Adresse (mit mehreren Unterschriften). Nehmen wir an, Mihai hinterlegt 0,05 BTC, während das Café nichts hinterlegt, da es keine Rückerstattungen anbietet. Diese Multisignatur-Adresse funktioniert wie ein Safe, der nur geöffnet werden kann, wenn beide Parteien zustimmen.
Beim Öffnen des Zahlungskanals wird außerdem ein Saldoblatt erstellt, das festlegt, wie das Geld aus der Adresse verteilt werden soll. Vorerst besagt es: „Mihai erhält 0,05 BTC, das Café erhält 0 BTC“ — genau die hinterlegten Beträge. Das Öffnen des Zahlungskanals erfolgt auf der Haupt-Blockchain, um Transparenz zu gewährleisten.
Transaktionen im Lightning-Netzwerk
Jetzt, wo der Kanal geöffnet ist, kann Mihai seinen morgendlichen Kaffee bestellen. Nehmen wir an, ein Kaffee kostet 0,001 BTC. Um ihn zu bezahlen, ändert Mihai das Saldoblatt. Er zieht die Kosten des Kaffees von seinem Saldo ab und schreibt sie dem Saldo des Cafés gut. Jetzt steht dort: „Mihai erhält 0,049 BTC, das Café erhält 0,001 BTC“.
Mihai und das Café signieren das neue Saldoblatt mit ihren privaten Schlüsseln, jeder behält eine Kopie, aber sonst geschieht damit nichts weiter. Mihai kann weiterhin Kaffee bestellen, solange noch ein Guthaben im Zahlungskanal vorhanden ist. Sie können Hunderttausende Transaktionen miteinander durchführen, praktisch ohne echte Grenze, da alles außerhalb der Haupt-Blockchain stattfindet.
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Schließen des Zahlungskanals
Der Zahlungskanal kann jederzeit von Mihai oder vom Café geschlossen werden. Dazu muss lediglich das letzte, von beiden Parteien signierte Saldoblatt genommen und an das Bitcoin-Netzwerk übermittelt werden — das heißt, die auf diesem Kanal abgewickelten Transaktionen werden an die Hauptebene, das Mainnet, gesendet. Die Miner prüfen die Signaturen auf dem Blatt und geben, sofern alles stimmt, die Gelder gemäß dem Saldoblatt frei. Dabei entsteht eine einzige Transaktion auf der Bitcoin-Blockchain.
Vorteile des Lightning-Netzwerks
So kann das Lightning-Netzwerk die Belastung der Haupt-Blockchain deutlich reduzieren. Es sind nur zwei Transaktionen auf der Blockchain nötig: eine zum Öffnen und eine zum Schließen des Zahlungskanals. Zudem ist es sehr sicher. Das System stellt sicher, dass nur das jeweils aktuellste signierte Saldoblatt zum Freigeben der Gelder verwendet werden kann.
Und da beide Parteien eine signierte Kopie der Saldoblätter besitzen, können sie die Gelder jederzeit freigeben, selbst wenn die andere Partei nicht mehr kooperieren will. Mihai kann zum Beispiel nicht das Geld des Cafés als Geisel halten, und umgekehrt.
Das Lightning-Netzwerk und Zahlungen über Vermittler
Du musst nicht mit jedem, dem du Bitcoin senden möchtest, direkt einen Zahlungskanal eröffnen. Du kannst das Netzwerk nutzen, um dein Geld über Vermittler weiterzuleiten. Zum Beispiel hat Flavia, eine Freundin von Mihai, bereits einen aktiven Zahlungskanal mit ihm im Lightning-Netzwerk. Möchte Flavia einen Kaffee kaufen, muss sie keinen direkten Kanal mit dem Café eröffnen. Sie kann das Geld an Mihai senden, der es dann an das Café weiterleitet.
Im Lightning-Netzwerk versucht deine Zahlung, einen Weg von Person A zu Person B zu finden, mit möglichst wenigen Zwischenstationen und möglichst niedrigen Gebühren. Das reduziert den Druck auf die Haupt-Blockchain zusätzlich. Allerdings müssen die Vermittler genug Guthaben in ihren Zahlungskanälen haben. Hat Mihai zum Beispiel nicht genug Guthaben, um es an das Café weiterzuleiten, sucht das System eine andere Route über andere Vermittler. Ist auch diese nicht verfügbar, wird ein direkter Kanal zwischen Flavia und dem Café erstellt.
Verfügbarkeit und Umsetzung des Lightning-Netzwerks
Das Bitcoin Lightning Network ist bereits implementiert und im Einsatz. Wallets wie Muun Wallet haben diese Technologie integriert und ermöglichen es Nutzern, schnelle und günstige Transaktionen über das Lightning-Netzwerk durchzuführen. Es wurden bereits zahlreiche Transaktionen erfolgreich über diese Lösung abgewickelt.
Wenn du dir eine Bitcoin-Wallet mit Muun Wallet einrichten möchtest, um das Lightning Network zu nutzen, kannst du den entsprechenden Artikel dazu lesen.
Für weitere Informationen darüber, wie es funktioniert, besuche Lightning Network
Wenn du mehr über Bitcoin erfahren möchtest, kannst du mehr dazu lesen auf Investopedia oder auf Wikipedia