Das Lightning Network ist ein Layer-2-Bitcoin-System, das speziell für kostengünstige, schnelle und sogar private Zahlungen entwickelt wurde.
Im Wesentlichen bedeutet dies, dass zur Abwicklung mehrerer Lightning-Transaktionen möglicherweise weniger On-Chain-Bitcoin-Transaktionen erforderlich sind.
Durch die Aufteilung mehrerer Lightning-Transaktionen in viele kleinere Bitcoin-Transaktionen müssen Miner und Benutzer im Bitcoin-Netzwerk nicht mehr alle Lightning-Transaktionen bestätigen und verwalten. Der vielleicht größte Vorteil besteht darin, dass Lightning-Benutzer dadurch weniger bezahlen.
Benutzer sind für Bestätigungen nicht mehr auf das Bitcoin-Netzwerk angewiesen, da Lightning-Transaktionen sofort erfolgen. Lightning-Zahlungen verwenden eine Routing-Methode ähnlich wie Tor, da Transaktionen nicht in der Blockchain verwaltet werden, was den Benutzern oft mehr Privatsphäre bietet.
Kennen Sie die Geschichte: Lightning Network
Die Forscher Thaddeus Dryja und Joseph Poon schlugen das Lightning Network in einem Dokument mit dem Titel „The Bitcoin Lightning Network“ vor. Ihre Kommentare basierten auf früheren Gesprächen über die Zahlungsmethoden von Satoshi Nakamoto, der mysteriösen Person, die Bitcoin geschaffen hat. Mike Hearn, ein Entwicklerkollege, mit dem Nakamoto über Zahlungsoptionen sprach, machte ihre Diskussionen 2013 öffentlich.
In der Beschreibung der Studie wird ein Off-Chain-System auf Basis von Zahlungskanälen skizziert. Dank Off-Chain-Zahlungssystemen kann der Wert zwischen zwei Parteien übertragen werden, ohne dass das Mainnet geclustert werden muss.
Off-Chain-Kanäle sollen das Skalierbarkeitsproblem von Bitcoin lösen. Poon und Dryja erklärten dann, wie Visas TPS während der Weihnachtszeit 47,000 auf 2013 anstieg.
Bitcoin müsste in der Lage sein, Transaktionen im Umfang von 8 Gigabyte pro Block zu verarbeiten, was die Kapazität der aktuellen Blockchain bei weitem übersteigt, um auch nur annähernd an Visas TPS heranzukommen. Als die Transaktionen jeweils nur etwa 300 Byte groß waren, betrug die anfängliche Verarbeitungsgeschwindigkeit von Bitcoin nur sieben pro Sekunde.
Darüber hinaus war aufgrund der Transaktionsbeschränkung des Blocks von einem Megabyte nie genug Platz für mehr als 47,000 Bitcoin-Transaktionen auf einmal in einem Block. Um die begrenzte Kapazität von Bitcoin zu berücksichtigen, wurden Off-Chain-Zahlungskanäle für das Lightning Network entwickelt, da sie eine Vielzahl kleinerer Transaktionen ermöglichen, ohne das Netzwerk zu belasten.
Poon und Deyja gründeten 2016 zusammen mit einigen anderen Unternehmen Lightning Labs, ein Unternehmen, das sich der Erweiterung des Lightning Network widmet. Obwohl sich im Laufe der Zeit einige Teammitglieder änderten, gelang es Lightning Labs, das Protokoll mit dem Bitcoin-Kernnetzwerk zum Laufen zu bringen.
Ein Durchbruch wurde mit dem SegWit-basierten Soft Fork von Bitcoin im Jahr 2017 möglich, der die Kompilierung von mehr Transaktionen in jedem Block ermöglichte und das langjährige Problem der Transaktionsformbarkeit löste. Aufgrund des Problems konnten Benutzer nun Transaktionen fälschen, das Netzwerk täuschen und Bitcoin in ihren jeweiligen Wallets behalten.
Dank der Tests vor der Markteinführung konnten Entwickler sofort mit der Erstellung von Apps für das Lightning Network beginnen. Wallets und Gaming-Plattformen waren Beispiele für unkomplizierte Apps, die die Mikrotransaktionsfunktionen des Lightning Network nutzten.
Eine Betaversion des Lightning Core-Netzwerks im Bitcoin-Mainnet wurde 2018 von Lightning Labs offiziell veröffentlicht. Zu diesem Zeitpunkt begannen bekannte Personen wie Twitter-Mitbegründer Jack Dorsey, die Initiative zu unterstützen. So stellte Dorsey beispielsweise ein Team von Programmierern ein, das ausschließlich an der Entwicklung des Lightning Network mit Bitcoin arbeitete. In Zukunft plant er auch, Twitter mit dem Lightning Network zu verknüpfen.
Wie läuft der Betrieb des Lightning Network ab?
Zwei verschiedene Parteien, wie beispielsweise ein Verbraucher und eine Bäckerei, können mithilfe dieses Protokolls einen Peer-to-Peer-Zahlungskanal erstellen. Sobald die Verbindung hergestellt ist, können sie über den Kanal eine unbegrenzte Anzahl kostengünstiger, nahezu sofortiger Transaktionen senden. Um für noch bescheidenere Produkte und Dienstleistungen wie Muffins zu bezahlen, können Benutzer ihn als ihr eigenes privates Hauptbuch verwenden, ohne dass ihre Transaktionen das Bitcoin-Netzwerk beeinflussen.
Um einen Zahlungskanal zu erstellen, muss der Zahler eine bestimmte Menge Bitcoin im Netzwerk sperren. Nachdem die Sperre erfolgt ist, kann der Empfänger eine beliebige Menge Bitcoin in Rechnung stellen. Wenn der Verbraucher den Kanal offen halten möchte, kann er weiterhin Bitcoin hinzufügen.
Die Möglichkeit, über einen Lightning Network-Kanal miteinander zu handeln, steht beiden Parteien zur Verfügung. In der Bitcoin-Blockchain werden einige Transaktionen häufiger intern interpretiert als andere. Wenn beispielsweise zwei Benutzer einen Kanal öffnen und schließen, wird nur die Haupt-Blockchain geändert.
Die beteiligten Parteien können kontinuierlich Geld austauschen, ohne die Haupt-Blockchain zu benachrichtigen. Dieser Ansatz reduziert die Transaktionslatenz erheblich, da nicht alle Blockchain-Transaktionen die Erlaubnis aller Knoten erfordern. Durch die Verknüpfung der verschiedenen Zahlungsmethoden der Parteien werden Lightning Network-Knoten erstellt, die Transaktionen weiterleiten können. Durch die Kombination mehrerer Zahlungsmethoden wurde das Lightning Network gegründet.
Der Kanal kann geschlossen werden, wenn die Transaktion von beiden Parteien abgeschlossen wurde. Die Daten des gesamten Kanals werden dann zu einer Transaktion zusammengefasst und aus Gründen der Datensicherung an das Bitcoin-Mainnet weitergeleitet. Die Konsolidierung verhindert, dass das Netzwerk durch eine große Anzahl kleiner Transaktionen auf einmal überlastet wird, indem sie zu einer Transaktion zusammengefasst werden, die die Knoten schnell und einfach validieren können. Kleinere Transaktionen stören größere Transaktionen ohne Zahlungskanäle, verlangsamen das Netzwerk und erhöhen die Belastung, die die Knoten für die Validierung tragen müssen.
Nehmen wir Sam, der häufig Gebäck in der Bäckerei in seiner Nähe kauft und dafür gerne mit Bitcoin bezahlt. Aufgrund der Skalierungsprobleme mit Bitcoin könnte er sich entscheiden, für jeden Muffin eine kleine Transaktion zu tätigen, die Validierung der Transaktion könnte jedoch mehr als eine Stunde dauern. Sam muss trotzdem die exorbitanten Gebühren zahlen, die das Bitcoin-Netzwerk erhebt, selbst wenn es sich nur um eine kleine Transaktion handelt.
Herkömmliche Zahlungsmethoden wie Karten sind für kleine Transaktionen effektiv, da sie die Kapazität haben, mehr als 24,000 TPS zu bewältigen, insbesondere für Unternehmen wie Visa. Bitcoin kann sieben TPS validieren.
Sam kann das Lightning Network nutzen, um eine Zahlungsverbindung mit der Bäckerei herzustellen. Jeder Muffin-Kauf über diesen Kanal wird überwacht und die Bäckerei wird trotzdem bezahlt. Der Austausch erfolgt sofort, kostet wenig und kann sogar kostenlos sein. Nachdem die Bitcoins, mit denen der Kanal gestartet wurde, aufgebraucht sind, kann Sam entscheiden, ob er ihn beenden oder erneuern möchte. Nachdem ein Kanal geschlossen wurde, werden alle seine Transaktionen in die Haupt-Bitcoin-Blockchain aufgenommen.
Das Lightning Network erstellt einen Smart Contract zwischen den beiden Parteien. Die Bestimmungen der Vereinbarung werden zum Zeitpunkt des Vertragsabschlusses in den Vertrag aufgenommen und können nicht geändert werden. Da Verträge zunächst mit bestimmten Bedingungen geschlossen werden, denen alle beteiligten Parteien zustimmen, sorgt die Smart-Contract-Programmierung auch dafür, dass die Vertragserfüllung automatisiert wird. Wenn bestimmte Anforderungen erfüllt sind, etwa wenn ein Kunde den erforderlichen Preis für einen Muffin bezahlt, wird der Vertrag sofort abgeschlossen. Das Lightning Network verschlüsselt eine Transaktion, nachdem ein Zahlungskanal sie genehmigt hat. Die einzelnen Transaktionen der Wertübertragung, die alle zusammen zugänglich waren, werden ausgeblendet.
Transaktionen können ohne Einschränkungen außerhalb der Blockchain durchgeführt werden. Von Off-Chain-Transaktionen kann erwartet werden, dass sie die Blockchain aufrechterhalten, da sie letztendlich im Mainnet erscheinen, wenn Zahlungskanäle geschlossen werden. Das Mainnet schlichtet jede Transaktion. Off-Chain-Protokolle haben ihre eigenen Ledger, aber da die Mainchain das Herz des Lightning Network ist, werden sie immer wieder in dieses integriert. Off-Chain-Protokolle können nur in Gegenwart einer Mainchain entwickelt werden.
Was sind die Vor- und Nachteile des Bitcoin Lightning Network?
Vorteile
Die klaren Vorteile des Lightning Network sind schnellere und kostengünstigere Transaktionen, die Mikrozahlungen auf eine Weise möglich machen, die bisher nicht möglich war. Ohne das Lightning Network müssten Benutzer für eine einfache Transaktion erhebliche Gebühren zahlen und eine Stunde oder länger auf deren Validierung warten. Kleinere Transaktionen müssen länger warten, da größere Transaktionen von den Minern zur Validierung ausgewählt werden, da die Anreize höher sind.
Über der Bitcoin-Blockchain gibt es eine Schicht namens Lightning Network, die damit verbunden ist. Die von Bitcoin verwendeten Sicherheitsmethoden kommen dem Lightning Network aufgrund ihrer klaren Vernetzung weiterhin zugute. Da sich Benutzer keine Sorgen mehr um die Sicherheit machen müssen, können sie jetzt für größere Transaktionen zwischen der Haupt-Blockchain und für kleinere Transaktionen dem Off-Chain-Lightning Network wechseln.
Da Beobachter nur das gesamte Paket und nicht jede einzelne Transaktion einsehen können, ermöglichen die Zahlungskanäle des Lightning Network private Transaktionen.
Atomic Swaps, also der Austausch einer Kryptowährung gegen eine andere ohne Zwischenhändler oder Börse, wurden ebenfalls von Kryptowährungsfanatikern getestet. Atomic Swaps ermöglichen einen sehr schnellen Austausch mit geringen bis keinen Kosten oder Wallet-Transfers und sind damit praktischer als Börsen.
Nachteile
Um das Lightning Network nutzen zu können, muss man über ein geeignetes Wallet verfügen (oder eines, das dies nicht ist, da diese häufig kostenlos sind). Obwohl es einfach ist, ein Wallet zu finden, das das Lightning Network unterstützt, müssen Benutzer es mit einem Bitcoin-Wallet aufladen. Da mit der ersten Transaktion von einem herkömmlichen Wallet zu einem Lightning Network-Wallet Gebühren verbunden sind, verlieren Personen, die das Protokoll nutzen, dabei einige Bitcoins. Benutzer können keinen Zahlungskanal öffnen, wenn sie nicht Bitcoin in ihrem Lightning Network-Wallet gesperrt haben.
Die Schwierigkeit und die Kosten, Bitcoins zwischen Wallets zu verschieben, schrecken neue Benutzer ab. Einige Wallets unterstützen jedoch sowohl On-Chain- als auch Off-Chain-Zahlungen ohne Gebühren und ihre Nützlichkeit wird mit der Zeit zweifellos zunehmen.
Bevor die Teilnehmer des Zahlungskanals das erhaltene Geld nutzen können, müssen sie den Kanal aktiv schließen, um ihre Bitcoins abzurufen. Es ist beispielsweise nicht möglich, einen kleinen Geldbetrag abzuheben, während der Kanal offen bleibt.
Um einen Zahlungskanal zu schließen oder zu öffnen, müssen die beteiligten Parteien eine erste Transaktion durchführen, die als „Kanalgebühr“ bezeichnet wird. Die Idee hinter der Einrichtung eines Kanals ist unkompliziert, aber aufgrund all dieser zusätzlichen Gebühren ist das Verfahren teurer, als es vielen potenziellen Benutzern lieb ist.
Betrug bei Offline-Transaktionen ist jedoch eines der Hauptprobleme des Lightning Network. Eine Partei kann der anderen Partei Geld stehlen, indem sie einen Zahlungskanal abschaltet, während die andere Partei offline ist. Wenn die zweite Partei eine Verbindung herstellt, ist es zu spät, um etwas zu unternehmen. Ohne Verbindungen kann der Betrüger einfach beschließen, seine Tätigkeit einzustellen.
Das Lightning Network weist auch andere Mängel auf, wie blockierte Zahlungen, also ausgehende Transaktionen, die keiner Überprüfung unterzogen werden. Das Bitcoin-Netzwerk gibt eine blockierte Zahlung frei, aber es kann Tage dauern, bis sie abgeschlossen ist, da echte Transaktionen bei der Überprüfung eine höhere Priorität erhalten als blockierte.
Und schließlich werden die Regulierungsbehörden auch dann nicht verschwinden, wenn das Lightning Network alle seine Probleme löst. Es könnte für die Regulierungsbehörden schwierig sein, das Lightning Network vollständig zu verstehen, um die erforderlichen Gesetze zu entwickeln.
Wenn die Behörden auf Probleme stoßen, ist es für normale Bitcoin-Nutzer möglicherweise nicht praktikabel, das Lightning Network zu verwenden. Die Regulierungsbehörden stimmen dem Protokoll möglicherweise nicht zu, selbst wenn sie davon wissen, da das Lightning Network geheim ist. Da anonyme Transaktionen nicht eingesehen werden können, bis ein Benutzer seinen Zahlungskanal verlässt, und nicht nur die genauen Transaktionen, die innerhalb eines Kanals durchgeführt werden, könnten sie die Gesetzgeber abschrecken.
Evolutions
Das Lightning Network-Infrastrukturunternehmen Lightning Labs hat eine Testversion des Taro-Daemons veröffentlicht, einer neuen Software, die es Bitcoin-Entwicklern ermöglicht, Vermögenswerte auf der Bitcoin-Blockchain zu generieren, zu senden und zu empfangen.
Dank Taro, einem im April veröffentlichten Taproot-Protokoll, können Bitcoin-Besitzer nun Vermögenswerte wie Stablecoins auf der Bitcoin-Blockchain ausgeben. Diese Vermögenswerte können dann über das Lightning Network gegen sofortige, großvolumige und kostengünstige Transaktionen eingetauscht werden.
Wie im obigen Abschnitt erwähnt, gibt es bei der Layer-2-Skalierungstechnologie für Bitcoin, dem Lightning Network, ein Datenschutzproblem. Benutzer des Zahlungsnetzwerks können Datenschutzprobleme haben, wenn sie Zahlungen tätigen, Rückerstattungen erhalten oder Zahlungskanäle (Verbindungen zwischen Lightning-Knoten) einleiten und schließen.
Diese Bedenken waren Anlass für protokollbasierte Alternativen wie „Basis of Lightning Technology 12“ (BOLT 12), ein vorgeschlagenes System, das nicht nur die Privatsphäre verbessert, sondern auch eine Reihe anderer praktischer Funktionen enthält. Ähnlich wie Bitcoin Improvement Proposals (BIPs) sind BOLTs Lightning-Entwurfsvorschläge.
Darüber hinaus sind auch unabhängige Lösungen entstanden, insbesondere LNURL, eine Reihe von Tools zur Erleichterung der Kommunikation zwischen verschiedenen Lightning-Anwendungen und -Diensten über das Internet, und Lnproxy, ein Tool zum Datenschutz bei Rechnungen (Rechnungen sind bloß Zahlungsaufforderungen).
Sollte sich ein Bitcoin-Benutzer, dem seine Privatsphäre am Herzen liegt, auf die neue BOLT 12-Spezifikation verlassen oder sollte er eines dieser unabhängigen Tools verwenden?
SCHRAUBE 12: Was ist das?
Dank BOLT 12 gibt es im Lightning Network jetzt „Deals“. Die Angebote, die auf der offiziellen BOLT 12-Website als „Vorläufer einer Rechnung“ beschrieben werden, „bieten wichtige Funktionen, darunter wiederverwendbare QR-Codes, die Möglichkeit, Zahlungen zu senden und zu empfangen, und natürlich mehr Privatsphäre.“
Wiederverwendbare QR-Codes eröffnen neue Möglichkeiten für Anwendungen wie Spenden und wiederkehrende Abonnements. Lightning-Geldautomaten und private Rückerstattungen können jetzt mit Sende- und Empfangsfunktion genutzt werden. Schließlich sorgen neue Funktionen wie Zahlerschlüssel, Route Blinding und Schnorr-Signaturen für ein weiteres Maß an Datenschutz.
Einrichtungshandbuch für einen Lightning Network-Knoten
Ein Lightning Network-Knoten stellt wie ein Bitcoin-Knoten eine Verbindung zum Netzwerk her, um mithilfe von Lightning BTC von anderen Knoten zu senden und zu empfangen. Diese Knoten sind die grundlegenden Bausteine des Lightning Network.
Mit einer sofort einsatzbereiten Lösung ist das Einrichten und Warten eines Lightning Network-Knotens die einfachste Aufgabe. Die meisten vollständigen Bitcoin-Knotenpakete führen Lightning-Clients aus und enthalten alle zum Ausführen eines Knotens erforderlichen Komponenten in winzigen Boxen. Sie müssen sie also nur anschließen und den Anweisungen auf dem Bildschirm folgen. Hier sind einige schnelle Methoden zum Einrichten Ihres ersten Bitcoin-Knotens:
Schritt 1: Werkzeuge und Hardware zusammenstellen
Zum Ausführen Ihres Knotens sind Vorabausgaben für die Hardware erforderlich.
Es gibt mehrere Möglichkeiten; der Raspberry Pi gehört zu den günstigsten.
Folgende Zusatzausrüstung muss bereitliegen:
Eine 1 Terabyte SSD-Festplatte und eine Micro-SD-Karte zur Datenspeicherung
GPIO-Verbindung, XPT2046-Touch-Controller, 5-Fuß-Ethernet-Kabel, LCD-Bildschirm, 3.5-Zoll-RPi-Display.
Schritt 2: Installieren Sie die Anwendung.
Auf dem Raspberry Pi muss dazu eine spezielle Software namens RaspBlitz installiert und auf der Speicherkarte gespeichert werden.
Die einfachste Methode zum Installieren von Software auf Ihrem Raspberry Pi-Gerät ist über Raspberry Pi Imager. Suchen Sie online nach einem Tutorial für Ihr Betriebssystem und folgen Sie dann den Anweisungen.
RaspiBlitz kann durch andere Software wie Umbrel ersetzt werden, die auf einem Raspberry Pi-Computer oder einem Standard-PC eingerichtet werden kann.
SSchritt 3: Treten Sie dem Netzwerk bei
Nachdem die Anwendung geladen wurde, führt Sie ein Schritt-für-Schritt-Tutorial durch das Erstellen und Laden einer Brieftasche.
Der nächste Schritt ist der Blockchain-Download. Denken Sie daran, dass dieser Vorgang einige Stunden bis einige Tage dauern kann.
Öffnen Sie einen Lightning-Kanal, stellen Sie eine Verbindung mit einem Knoten her und das ist alles. Sie sind jetzt bereit, BTC von Ihrem Knoten zu übertragen!
Um beim Betrieb eines Lightning-Knotens Zahlungen über einen anderen Knoten zu leiten, müssen Sie zuerst einen oder mehrere Zahlungskanäle mit diesem Knoten erstellen. Andernfalls kann der Knoten keine Zahlungen übermitteln.
Profi-Tipp: Um BTC über das Netzwerk zu übertragen, müssen Sie einen Kanal zu einem zuverlässigen Knoten mit hervorragender Kapazität erstellen.
Zusammenfassung: Die Zukunft des Bitcoin Lightning Network
Trotzdem wird das Lightning Network immer häufiger genutzt. Im Lightning Network sind Bitcoins im Wert von über 100 Millionen US-Dollar gesperrt. Menschen, die Apps verwenden, Glücksspiele betreiben, für Waren und Dienstleistungen bezahlen und vieles mehr, fallen möglicherweise in diese Kategorie.
Einige Programme, wie zum Beispiel Lightning Network-kompatible Wallets, sind für die Netzwerknutzung unerlässlich. Benutzer müssen ein bestimmtes Wallet verwenden, um Zahlungskanäle zu erstellen, da das Lightning Network mit einem anderen Protokoll als das Bitcoin-Mainnet arbeitet. Handelsplattformen können das Lightning Network ohne effiziente Wallets nicht nutzen. Der Markt könnte mit weiteren Wallet-Entwicklern rechnen, die die Lightning Network-Funktionalität integrieren, wenn die Akzeptanz des Lightning Network zunimmt. Im Lightning Network können engagierte Benutzer, die zu Knoten werden, die Transaktionsgeschwindigkeit beschleunigen.
Darüber hinaus ist es wichtig zu beachten, dass die Lightning-Entwicklung erweitert wurde, um Layer-2-Lösungen für eine Reihe von Anwendungen anzubieten. Wenn weitere Kryptowährungsbörsen das Protokoll übernehmen, werden so viele Händler wie möglich darauf zugreifen können. Selbst wenn viel los ist, können Kunden kleinere Bitcoin-Beträge schnell und kostengünstig über Börsen abheben, die das Lightning Network verwenden. Aufgrund der veralteten Technologie von Bitcoin müssen Benutzer ohne das Lightning Network mit hohen Transaktionsgebühren und längeren Wartezeiten rechnen.
Das Lightning Network bietet seinen Nutzern nun zusätzliche Sicherheit durch die Einführung von Watchtowers, einem Drittanbieterdienst. Diese spezialisierten Knoten schützen vor betrügerischen Transaktionen, indem sie gelegentlich offline gehen und potenzielle Zahlungskanäle schließen.
Anstatt seinen Kanal unbeaufsichtigt zu lassen, kann ein Teilnehmer eine kleine Gebühr an einen Wachturm zahlen und einen Signifikanten übermitteln, der die Kanaltransaktion anzeigt. Der Wachturm verwendet den Signifikanten, um den Kanal des Benutzers von allen anderen Kanälen zu unterscheiden und ihn zu verfolgen.
Wenn der Wachturm böswillige Aktivitäten bemerkt, z. B. wenn ein Angreifer versucht, den Zahlungskanal zu schließen, friert er das Geld schnell ein und gibt es dem Offline-Benutzer zurück. Der Wachturm bestraft die böswillige Person außerdem, indem er deren Gelder aus dem Kanal entfernt.
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