Was ist das Lightning Network?

Das Lightning Netzwerk wurde 2015 vorgestellt und ist seit 2018 live. Lightning hat dabei viele tolle Funktionen für Bitcoin – unter anderem ein hohes Maß an Anonymität und die Möglichkeit von Mircopayments im Cent Bereich.

Was ist das Problem?

Bitcoin kann von keiner zentralen Entität wie Staaten und Zentralbanken torpediert oder manipuliert werden. Um das zu gewährleisten, muss Bitcoin langsam sein. Dies ist notwendig um die Daten zum Betreiben eines eigenen Knotenpunkts, einer sogenannten Node, in einem Maße zu halten, dass jeder eine eigene Node betreiben kann. Somit wird gewährleistet, dass Bitcoin ist, wie es heute ist. Für niemanden zu manipulieren, begrenzt auf 21 Millionen Bitcoin und für jeden zugänglich. Damit wir diese Parameter nicht einschränken oder ändern müssen, benötigen wir weitere Lösungen dafür, wie das Lightning Network.

Generell haben wir jedoch in allen dezentralen Systemen ein sogenanntes Trilema, welches aus der Dezentralität, Sicherheit und Skalierbarkeit besteht. Es geht immer nur zwei dieser Parameter zusammen, aber niemals drei. Du kannst ein sicheres und dezentrales System bauen, hast aber Einbußen in der Skalierbarkeit.

Mit dem zunehmendem Interesse an Bitcoin steigt auch die Anzahl der Transaktionen, die über das Netzwerk abgewickelt werden. Da jede Transaktion Platz in einem Block der Blockchain benötigt, kann nicht jede Transaktion immer direkt in den nächsten Block aufgenommen werden. Außerdem ist die Programmierung des Bitcoin-Protokolls so, dass typischerweise nur alle zehn Minuten ein neuer Block gefunden werden kann. Daher entsteht im Mempool eine Warteschlange, die von den Minern abgearbeitet wird. Dies geschieht basierend auf dem Prinzip, dass „je mehr Gebühren bezahlt werden, desto eher wird die Transaktion in den nächsten Block aufgenommen“. Dies führt dazu, dass die Kosten für das Schreiben einer Transaktion in die Blockchain in angemessener Zeit exponentiell ansteigt, wenn die Anzahl der gewünschten Transaktionen die Kapazität der Blöcke übersteigt. Wenn man nicht bereit ist, hohe Transaktionsgebühren zu zahlen, kann es auch Stunden oder gar Tage dauern, bis das Netzwerk die Transaktion bestätigt.

Um mehr Transaktionen abwickeln zu können, könnte man natürlich die Zeit zwischen zwei Blöcken verkürzen oder die maximale Größe der Blöcken erhöhen. Aus verschiedenen Gründen wäre diese Methode jedoch keine gute Lösung und würde viele Probleme an anderen Orten hervorrufen. So würden die Kosten für den Betrieb einer Fullnode, also eines Computers, der die gesamte Blockchain abspeichert und Transaktionen validiert, erheblich steigen. Die Anforderungen an Bandbreite, Verarbeitung und Speicherplatz für jede Fullnode steigen mit zunehmender Blockgröße. Die Erhöhung der Transaktionskapazität auf diese Weise hätte den unerwünschten Effekt, dass das System zentralisiert wird, da nur noch wenige Entitäten den Betrieb leisten könnten.

Das Lightning-Netzwerk fokussiert die Skalierbarkeit und Dezentralität. Da es direkt auf die Bitcoin-Blockchain als eine Basis-Ebene aufgebaut ist, kann es dennoch ein hohes Maß an Sicherheit aufweisen. Obwohl das Lightning-Netzwerk das Trilemma nicht löst, kann es in Kombination mit dem Bitcoin-Netzwerk elegant umgangen werden.

Was sind die Vorteile des Lightning Network?

Da im Netzwerk keine Zahlungen für Miner erforderlich sind, können Transaktionen für nur wenige Cent oder sogar vollständig kostenfrei durchgeführt werden. Die durchschnittliche Gebühr für eine Zahlung im Lightning-Netzwerk liegt unter einem Cent.

Da die Transaktionen im Lightning Network außerhalb der Blockchain stattfinden, werden sie fast immer sofort ausgeführt. Dies ermöglicht Echtzeittransaktionen und nahezu sofortige Mikrozahlungen, was für Anwendungen wie den Einzelhandel, Microservices und die Monetarisierung von Inhalten sehr hilfreich ist.

Obwohl ein Satoshi die kleinste Einheit ist, die im Bitcoin-Netzwerk übertragen werden kann, ermöglicht das LN sogar Zahlungen im Bereich von Milisatoshi (mSat), was für bestimmte Anwendungen im Bereich der Mikrotransaktionen einen enormen Vorteil und verbesserte Flexibilität bietet.

Durch die Ausführung von Transaktionen außerhalb der Bitcoin-Kette bietet das Lightning Network ein zusätzliches Maß an Datenschutz. Dies erhöht die Privatsphäre und Vertraulichkeit der Nutzer, indem es die Menge der Transaktionsinformationen, die der öffentlichen Blockchain offengelegt werden, begrenzt.

Wie funktioniert das LN?

Wenn im Bitcoin Netzwerk eine Transaktion vorgenommen wird, schreibt Identität A eine Transaktion in einen Block und definiert damit, dass Identität B jetzt Besitzer der versendeten Bitcoin ist. Beim Lightning Netzwerk hingegen gibt es eine direkte Verbindung zwischen zwei Parteien, sogenannte Lightning Channels. 

Aber was passiert, wenn zwei Parteien nicht direkt miteinander verbunden sind?

Wenn zwei Parteien nicht direkt über einen Lightning-Kanal verbunden sind, können sie Zahlungen über das Lightning-Netzwerk routen. Dabei wird die Zahlung über eine Reihe von Lightning-Kanälen zwischen verschiedenen Parteien geleitet, bis sie den Empfänger erreicht. Jeder Kanal prüft, ob er ausreichend Guthaben hat, um die Zahlung weiterzuleiten. Sobald die Zahlung den letzten Kanal im Pfad erreicht, erhält der Empfänger die Zahlung und bestätigt dies zurück entlang des Pfades.

Anwendungen und Innovation

Das Lightning Netzwerk bietet Chancen für eine Reihe kreativer Anwendungen. Es ermöglicht neue Geschäftsmodelle, darunter Pay-per-Use-Dienste, Streaming-Zahlungen und Mikrospenden. Dezentrale Börsen, Mikrozahlungen für das Internet of Things (IoT) und Machine-to-Machine-Transaktionen können damit ermöglicht werden.

Obwohl das Lightning Network vielversprechend ist, da es die Skalierbarkeitsprobleme von Bitcoin überwunden hat und schnellere und kostengünstigere Transaktionen ermöglicht, ist es immer noch eine neu entstehende Technologie, die noch weiter entwickelt werden muss. Eine skalierbare und effektive Zahlungsinfrastruktur, die eine Vielzahl von Anwendungen unterstützt, die finanzielle Inklusion verbessert und neue, von Bitcoin angetriebene Wirtschaftsmodelle ermöglicht, hat das Potenzial, die Zukunft zu verändern.

Es ist wichtig, sich vor Augen zu halten, dass das Lightning Network zwar vielversprechend ist, es aber auch Hindernisse zu überwinden und mögliche Kompromisse einzugehen gilt. Einige Beispiele hierfür sind die erforderliche Liquidität des Netzwerks, effizientes Routing und Sicherheitsaspekte. Diese Schwierigkeiten werden von den Entwicklern und der Bitcoin-Community aktiv angegangen, während sich die Technologie entwickelt und reift.