Was ist das Lightning-Netzwerk und wie funktioniert es?

Das Lightning Network ist ein „Layer 2“-Zahlungsprotokoll, das für den Betrieb auf verschiedenen Blockchain-basierten Kryptowährungen konzipiert ist. Sein Zweck besteht darin, schnelle, skalierbare und kostengünstige Transaktionen zu ermöglichen und damit viele der Skalierbarkeitsprobleme zu lösen, mit denen der Markt für digitale Vermögenswerte heute konfrontiert ist. Das bemerkenswerteste dieser zugrunde liegenden Netzwerke ist das beliebteste von allen – Bitcoin (BTC).

Skalierbarkeit: Die Bitcoin-Blockchain kann nur eine begrenzte Anzahl von Transaktionen pro Sekunde (TPS) verarbeiten. Diese Einschränkung ergibt sich aus der Blockgröße und der Zeit, die für die Bestätigung eines Blocks benötigt wird. Da das Netzwerk weiter wächst, hat es manchmal Schwierigkeiten, Transaktionen schnell zu verarbeiten, was zu Rückständen und Verzögerungen bei den Transaktionszeiten führt.

Das Lightning Network löst dieses Problem, indem es Off-Chain-Transaktionen ermöglicht. Es ermöglicht Nutzern, zahlreiche Transaktionen außerhalb der Haupt-Blockchain durchzuführen, wobei nur zwei Transaktionen in der Blockchain erforderlich sind – eine zum Öffnen und eine zum Schließen des Kanals. Dieser Ansatz erhöht die Kapazität des Netzwerks zur Verarbeitung von Transaktionen erheblich und kann potenziell auf Millionen von Transaktionen pro Sekunde skaliert werden, was traditionelle Zahlungssysteme wie Visa oder Mastercard weit übertrifft.

Transaktionsgeschwindigkeit: Die Bestätigung von Transaktionen im Bitcoin-Netzwerk kann je nach Netzwerküberlastung und den vom Benutzer gezahlten Transaktionsgebühren Minuten bis Stunden dauern. Durch diese Art von Verzögerung ist das Hauptnetzwerk für alltägliche Transaktionen wie den Kauf von Treibstoff oder Lebensmitteln, bei denen eine sofortige Abwicklung erwartet wird, ungeeignet.

Transaktionen im Lightning Network erfolgen jedoch nahezu augenblicklich. Dies liegt daran, dass sie außerhalb der Kette stattfinden und nicht für jede Transaktion eine Bestätigung durch den Miner erfordern. Stattdessen werden Zahlungen abgewickelt, sobald beide Parteien die Transaktion unterzeichnen, was ein nahtloses Zahlungserlebnis ähnlich wie bei herkömmlichen elektronischen Zahlungssystemen ermöglicht.

Transaktions Gebühren: Es ist auch bekannt, dass Transaktionsgebühren im Bitcoin-Netzwerk in Zeiten hoher Nachfrage unerschwinglich hoch werden. Dies ist darauf zurückzuführen, dass Benutzer die Gebühren erhöhen, um sicherzustellen, dass die Miner ihre Transaktionen in den nächsten Block aufnehmen. Die daraus resultierenden hohen Gebühren machen kleine, alltägliche Transaktionen unpraktisch.

Das Lightning Network löst dieses Problem, indem es eine drastische Reduzierung der Transaktionsgebühren bietet. Dies wird erneut durch die Migration von Transaktionen außerhalb der Kette ermöglicht. Dadurch verbrauchen diese Transaktionen weder Platz noch Blockchain-Ressourcen, wodurch Bietergefechte reduziert werden und die damit verbundenen Gebühren in der Regel auf nur einen Bruchteil eines Cents sinken. Dies macht Mikrotransaktionen und regelmäßige Transaktionen mit geringem Betrag wirtschaftlich sinnvoll.

Durch die Ermöglichung von Transaktionen mit außergewöhnlich niedrigen Gebühren und schneller Abwicklung eröffnet das Lightning Network die Möglichkeit für Mikrozahlungen. Dies könnte die Art und Weise, wie Inhaltsersteller und Dienstanbieter ihre Angebote monetarisieren, revolutionieren und innovative Geschäftsmodelle wie Nachrichtenseiten mit Bezahlung pro Artikel oder Trinkgeld für Online-Inhalte ermöglichen.

Datenschutz: Transaktionen auf der Bitcoin-Blockchain sind öffentlich und können von jedem eingesehen werden. Obwohl diese Transparenz ein Merkmal der Blockchain ist, kann sie auch zu Datenschutzbedenken führen, da Transaktionen möglicherweise auf Einzelpersonen zurückgeführt werden können.

Das Lightning Network bietet einen verbesserten Datenschutz für Transaktionen, da nur das Öffnen und Schließen von Kanälen in der Blockchain aufgezeichnet wird. Jede der Zwischentransaktionen bleibt zwischen den beteiligten Parteien privat. Dies bietet eine Ebene der Privatsphäre, die in der Hauptblockchain nicht verfügbar ist.

Mit seinem Ansatz, Transaktionen außerhalb der Kette zu verschieben, löst Lightning Network also gleichzeitig verschiedene Probleme (z. B. Gebühren, Endgültigkeit und Skalierbarkeit), die Mikrotransaktionen im Hauptnetzwerk unpraktisch machen.

Wenn man sich also die Probleme ansieht, die das Lightning Network lösen will, wird klar, dass die Layer-2-Lösung einen bedeutenden Fortschritt bei der Beseitigung der inhärenten Einschränkungen der ursprünglichen Bitcoin-Blockchain darstellt. Es ist erwähnenswert, dass es sich beim Lightning Network noch um eine aufstrebende Technologie handelt und die laufenden Entwicklungs- und Einführungsherausforderungen angegangen werden müssen, um sein volles Potenzial auszuschöpfen.

Wie funktioniert das Lightning-Netzwerk?

Das Obige zeichnet also ein Bild davon, was das Lightning Network erreichen kann. Wie genau funktioniert der Prozess der Verlagerung von Transaktionen außerhalb der Kette?

Erstellen eines Zahlungskanals: Der Prozess beginnt, wenn zwei Parteien beschließen, miteinander Geschäfte abzuwickeln und einen Zahlungskanal zu eröffnen. Dabei überweisen beide Parteien einen anfänglichen Betrag an Kryptowährung (z. B. Bitcoin) in ein Multi-Signatur-Wallet, das mehr als eine Signatur erfordert, um Transaktionen zu autorisieren.

Diese anfängliche Finanzierungstransaktion ist der einzige Teil des Kanalerstellungsprozesses, der in der Blockchain aufgezeichnet wird. Die Gelder in dieser Wallet sind gesperrt, d. h. sie können nicht ohne Zustimmung beider Parteien ausgegeben werden. Der zugesagte Betrag bestimmt die Kapazität des Kanals.

Durchführung von Transaktionen: Sobald der Kanal geöffnet ist, können die beiden Parteien unbegrenzt Transaktionen untereinander durchführen. Diese Transaktionen werden nicht an die Blockchain übertragen und erfolgen daher sofort. Bei jeder Transaktion aktualisieren die Parteien eine Bilanz, die ihre aktuellen Bestände im Multi-Signatur-Wallet widerspiegelt. Jedes Mal, wenn die Bilanz aktualisiert wird, wird sie von beiden Parteien unterzeichnet, um die neuen Salden zu bestätigen. Diese Unterschriften stellen sicher, dass die letzte Bilanz die einzig gültige ist, und verhindern so, dass eine der Parteien versucht, durch die Veröffentlichung einer veralteten Bilanz zu betrügen.

Schließung des Kanals: Jede Partei kann den Kanal jederzeit schließen. Die Schließung des Kanals beinhaltet die Übertragung der neuesten, gemeinsam vereinbarten Bilanz an die Basis-Blockchain. Dies ist die zweite Transaktion im Zusammenhang mit dem Zahlungskanal, die in der Blockchain erscheint. Sobald diese Abschlusstransaktion bestätigt ist, werden die Gelder im Multi-Signatur-Wallet gemäß der endgültigen Bilanz an jede Partei verteilt.

Zahlungen über das Netzwerk weiterleiten: Die wahre Stärke des Lightning Network liegt in seiner Fähigkeit, Zahlungen zwischen Parteien weiterzuleiten, zwischen denen kein direkter Kanal offen ist. Dies geschieht über ein Netzwerk miteinander verbundener Zahlungskanäle, sodass Benutzer Zahlungen über Zwischenknoten über das Netzwerk senden können. Diese Vermittler aktualisieren ihre Kanalsalden, um die Zahlung weiterzuleiten, bis sie ihr endgültiges Ziel erreicht.

Um die Sicherheit und Atomizität (Alles-oder-Nichts-Eigenschaft) dieser Multi-Hop-Zahlungen zu gewährleisten, nutzt das Netzwerk Hash Time-Locked Contracts (HTLCs). HTLCs verwenden kryptografische Hashes und Zeitsperren, um sicherzustellen, dass Vermittler die Gelder für die Weiterleitung einer Zahlung nur dann beanspruchen können, wenn die Zahlung den vorgesehenen Empfänger innerhalb eines bestimmten Zeitrahmens erreicht. Erreicht die Zahlung den Empfänger nicht vor Ablauf der Zeitsperre, wird das Geld an den Absender zurückgezahlt. Dieser Mechanismus verhindert, dass Vermittler Gelder stehlen, und stellt sicher, dass Zahlungen entweder vollständig ausgeführt oder storniert werden.

Wie Sie sehen, bietet das Lightning Network eine ausgeklügelte Lösung für die Probleme, die Netzwerke wie Bitcoin daran hindern, tatsächlich als Währung genutzt zu werden. Die Komplexität des Netzwerks, einschließlich der Verwaltung von Kanälen und Liquidität, stellt jedoch Herausforderungen dar, die im Zuge der Weiterentwicklung der Technologie weiterhin angegangen werden müssen.

Entwicklung

Apropos Entwicklung: Das Lightning Network stellt weiterhin eine entscheidende Entwicklung im Kryptowährungsbereich dar, die auf Innovation und Potenzial basiert.

Zurück zum Anfang: Das Konzept des Lightning Network wurde 2016 in einem Whitepaper mit dem Titel „The Bitcoin Lightning Network: Scalable Off-Chain Instant Payments“ beschrieben. Verfasser des Whitepapers waren Joseph Poon und Thaddeus Dryja, die das Lightning Network als Lösung für die Skalierbarkeitsprobleme von Bitcoin vorschlugen. Ihre Idee war es, eine zweite Ebene über der Bitcoin-Blockchain zu ermöglichen, um sofortige und kostengünstige Transaktionen zu ermöglichen.

Nach der Veröffentlichung des Whitepapers fand die Idee in der Kryptowährungs-Community schnell Anklang. Mehrere Teams und Organisationen begannen mit der Arbeit an Implementierungen des Lightning Network. Bemerkenswert ist, dass drei Hauptimplementierungen von Unternehmen hervorgegangen sind, die bis heute führende Entwickler des Lightning Network sind.

1. Lightning Labs – Lightning Labs leistet einen wesentlichen Beitrag zur Entwicklung des Lightning Network und konzentriert sich auf den Aufbau von LND (Lightning Network Daemon), einer der am weitesten verbreiteten Implementierungen des Lightning-Protokolls. LND ist als skalierbare, sichere und leichte Schicht konzipiert, um schnelle Transaktionen im gesamten Bitcoin-Netzwerk zu ermöglichen. Lightning Labs hat sich an vorderster Front für die Einführung und Entwicklung des Lightning-Netzwerks eingesetzt und bietet verschiedene Tools und Dienste an, um dessen Benutzerfreundlichkeit und Zugänglichkeit zu verbessern.
2. Blockstream – Ein weiterer führender Entwickler des Lightning Network ist Blockstream, das an c-lightning (jetzt bekannt als Core Lightning) arbeitet, einer Lightning Network-Implementierung, die auf Leistung und Erweiterbarkeit ausgerichtet ist. Blockstreams Beiträge zum Lightning Network sind Teil seines umfassenden Engagements für die Weiterentwicklung der Bitcoin- und Blockchain-Technologie. Core Lightning ist bekannt für seinen Fokus auf Unternehmensanwender und Entwickler, die Anwendungen im Lightning Network erstellen möchten.
3. UM FÜNF – Dieses Unternehmen war aktiv an der Forschung, Entwicklung und Förderung von Standards innerhalb der Lightning Network-Community beteiligt. Der Schwerpunkt seiner Arbeit lag auf der Verbesserung der Skalierbarkeit, Sicherheit und Benutzerfreundlichkeit des Lightning Network, um es einem breiteren Publikum zugänglicher zu machen.

Jede dieser Organisationen engagiert sich intensiv in der laufenden Forschung, Entwicklung und Implementierung, um die Effizienz, Sicherheit und Benutzerfreundlichkeit des Lightning Network zu verbessern und so maßgeblich zu seiner zunehmenden Akzeptanz und Funktionalität beizutragen. Darüber hinaus beteiligt sich jede dieser Organisationen aktiv an der breiteren Bitcoin- und Kryptowährungs-Community und trägt zu Diskussionen, Vorschlägen und Standards bei, die die Zukunft des Lightning Network mitgestalten.

Wachstum und Akzeptanz:

Die Bemühungen führender Lightning Network-Entwickler sind nicht unbemerkt geblieben. Dies wird deutlich, wenn man sich die schnelle Akzeptanz der einzelnen Entwicklungen ansieht. Von der Anzahl der Knoten und Kanäle bis hin zur stetig steigenden Gesamtkapazität des Netzwerks in Bitcoin zeigt sich ein deutlich wachsendes Interesse und Vertrauen in die Fähigkeiten des Lightning Network. Aktuell gibt es viele Möglichkeiten, mit dem Lightning Network zu interagieren.

• Unterstützung durch zentralisierte Börsen wie Kraken
• Software Geldbörsen wie Breez, Zap und mehr.
• Community-Events wie Hackathons, Meetups und Projekte, die darauf abzielen, die Fähigkeiten des Netzwerks zu erkunden und zu erweitern

Trotz seines Wachstums ist das Lightning Network mit Herausforderungen konfrontiert, darunter Bedenken hinsichtlich der Zentralisierung, der Sicherheit der Gelder in den Zahlungskanälen und der technischen Komplexität für durchschnittliche Benutzer. Die Community und die Entwickler arbeiten aktiv daran, diese Probleme anzugehen und die Robustheit und Benutzerfreundlichkeit des Netzwerks zu verbessern.

Im Zuge der Weiterentwicklung des Lightning Networks sind Innovationen wie Multipath-Zahlungen, die die Aufteilung größerer Zahlungen auf mehrere Kanäle ermöglichen, sowie Verbesserungen der Routing-Effizienz und des Kanalmanagements wichtige Entwicklungsbereiche. Darüber hinaus wird das Potenzial des Lightning Networks über reine Zahlungen hinaus erforscht, darunter auch Anwendungen für dezentrale Finanzen (DeFi) und tokenisierte Vermögenswerte.

Bemerkenswerte Ereignisse

Während in der Geschichte des Lightning Network viele Ereignisse herausstechen, gelang es einem, das Interesse der breiten Öffentlichkeit zu wecken: die „Lightning Torch“ oder „#LNTrustChain“.

Die Lightning Torch startete im Januar 2019 als soziales Experiment innerhalb der Kryptowährungs-Community. Es basierte auf einer einfachen Idee: Eine Zahlung wurde über das Netzwerk von Person zu Person weitergegeben, wobei jeder Empfänger vor der Weitergabe einen kleinen Betrag Bitcoin hinzufügte.

Am Ende der Kampagne wurde die ursprüngliche Transaktion dank zahlreicher Enthusiasten weltweit in zahlreiche Länder weitergeleitet. Damit demonstrierte Lightning Torch das Potenzial des Netzwerks für kleine, schnelle Transaktionen und erregte in den sozialen Medien große Aufmerksamkeit, unter Beteiligung namhafter Persönlichkeiten aus der Technologie- und Kryptobranche.

Lightning Network – Die führende Layer-2-Lösung für Bitcoin.

Die Geschichte des Lightning Networks zeugt von den anhaltenden Bemühungen, Bitcoin zu skalieren und seinen Nutzen als digitale Währung zu steigern. Von der Konzeption durch Poon und Dryja bis hin zum breiten Engagement und der Akzeptanz in der Community hat das Lightning Network bedeutende Fortschritte bei der Realisierung sofortiger und kostengünstiger Kryptowährungstransaktionen gemacht. Mit zunehmender Reife wird die Rolle des Netzwerks im breiteren Ökosystem der Kryptowährungs- und Blockchain-Technologie voraussichtlich wachsen und sein Potenzial zur Transformation digitaler Zahlungen widerspiegeln.