Was ist das Lightning Network & wie funktioniert es?

Das Lightning Network ist ein „Layer 2“-Zahlungsprotokoll, das entwickelt wurde, um auf verschiedenen blockchain‑basierten Kryptowährungen zu operieren.  Sein Zweck ist es, schnelle, skalierbare und kostengünstige Transaktionen zu ermöglichen und damit viele der Skalierbarkeitsprobleme des heutigen digitalen Asset‑Marktes zu adressieren.  Das bemerkenswerteste dieser zugrunde liegenden Netzwerke ist das beliebteste von allen – Bitcoin (BTC) (BTC ).

Welche Probleme versucht das Lightning Network zu lösen?

Das Lightning Network wurde entwickelt, um mehrere bedeutende Probleme anzugehen, die in vielen Blockchain‑Designs inhärent sind.  Während die Blockchain‑Technologie digitale Währungen revolutionierte und das Konzept der dezentralen Finanzen einführte, brachte sie auch ihre eigenen Herausforderungen mit, insbesondere in Bezug auf Skalierbarkeit, Geschwindigkeit und Transaktionskosten.   Im Folgenden wird kurz erläutert, wie das Lightning Network sein Ziel erreicht, diese Herausforderungen zu bewältigen.

Skalierbarkeit: Die Bitcoin‑Blockchain kann nur eine begrenzte Anzahl von Transaktionen pro Sekunde (tps) verarbeiten.  Diese Beschränkung resultiert aus der Blockgröße und der Zeit, die benötigt wird, um einen Block zu bestätigen.  Während das Netzwerk weiter wächst, hat es manchmal Schwierigkeiten, Transaktionen schnell zu verarbeiten, was zu einem Rückstau und verzögerten Transaktionszeiten führt.

Das Lightning Network adressiert dies, indem es Off‑Chain‑Transaktionen ermöglicht.  Es erlaubt Nutzern, zahlreiche Transaktionen außerhalb der Haupt‑Blockchain durchzuführen, wobei nur zwei Transaktionen auf der Blockchain erforderlich sind – eine zum Öffnen des Kanals und eine zum Schließen.  Dieser Ansatz erhöht die Kapazität des Netzwerks zur Verarbeitung von Transaktionen erheblich und kann potenziell auf Millionen von Transaktionen pro Sekunde skalieren, weit über traditionelle Zahlungssysteme wie Visa oder Mastercard hinaus.

Transaktionsgeschwindigkeit: Transaktionen im Bitcoin‑Netzwerk können je nach Netzwerkauslastung und den vom Nutzer gezahlten Transaktionsgebühren Minuten bis Stunden benötigen, um bestätigt zu werden.  Diese Art von Verzögerung macht das Hauptnetzwerk für alltägliche Transaktionen ungeeignet, wie z. B. den Kauf von Kraftstoff oder Lebensmitteln, bei denen eine sofortige Abwicklung erwartet wird.

Transaktionen im Lightning Network hingegen sind nahezu sofortig.  Das liegt daran, dass sie Off‑Chain stattfinden und keine Miner‑Bestätigung für jede Transaktion benötigen.  Stattdessen werden Zahlungen abgewickelt, sobald beide Parteien die Transaktion signiert haben, was ein nahtloses Zahlungserlebnis ähnlich traditionellen elektronischen Zahlungssystemen bietet.

Transaktionsgebühren: Transaktionsgebühren im Bitcoin‑Netzwerk können während Phasen hoher Nachfrage auch prohibitiv teuer werden.  Dies resultiert daraus, dass Nutzer die Gebühren erhöhen, um sicherzustellen, dass Miner ihre Transaktionen im nächsten Block aufnehmen.  Diese hohen Gebühren machen kleine, alltägliche Transaktionen unpraktisch.

Das Lightning Network löst dies, indem es eine drastische Reduzierung der Transaktionsgebühren bietet.  Dies wird erneut durch die Verlagerung von Transaktionen Off‑Chain ermöglicht.  Infolgedessen verbrauchen diese Transaktionen keinen Platz oder Ressourcen der Blockchain, wodurch Bieterkriege reduziert werden und die damit verbundenen Gebühren typischerweise auf einen Bruchteil eines Cents sinken.  Das macht Mikrotransaktionen und reguläre, kleinwertige Transaktionen wirtschaftlich rentabel.

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 revolutionieren, wie Inhalte‑Ersteller und Dienstleister ihre Angebote monetarisieren, und innovative Geschäftsmodelle wie Pay‑per‑Article‑Nachrichtenseiten oder Trinkgelder für Online‑Inhalte ermöglichen.

Privatsphäre: Transaktionen auf der Bitcoin‑Blockchain sind öffentlich und können von jedem eingesehen werden.  Während diese Transparenz ein Merkmal der Blockchain ist, kann sie auch Datenschutzbedenken hervorrufen, da Transaktionen potenziell bis zu einzelnen Personen zurückverfolgt werden können.

Das Lightning Network bietet verbesserte Privatsphäre für Transaktionen, da nur das Öffnen und Schließen von Kanälen auf der Blockchain aufgezeichnet werden.  Jede der Zwischentransaktionen bleibt privat zwischen den beteiligten Parteien.  Dies bietet eine Datenschutzebene, die auf der Haupt‑Blockchain nicht verfügbar ist.

Durch die Verlagerung von Transaktionen Off‑Chain löst das Lightning Network gleichzeitig verschiedene Probleme (z. B. Gebühren, Endgültigkeit und Skalierbarkeit), die Mikrotransaktionen im Hauptnetzwerk unpraktisch machen.

Folglich wird, wenn man die Probleme betrachtet, die das Lightning Network zu beheben versucht, deutlich, dass die Layer‑2‑Lösung einen bedeutenden Fortschritt bei der Bewältigung der inhärenten Beschränkungen der ursprünglichen Bitcoin‑Blockchain darstellt.  Es ist zu beachten, dass das Lightning Network noch eine aufstrebende Technologie ist und fortlaufende Entwicklungs‑ und Akzeptanz‑Herausforderungen bewältigt werden müssen, um sein volles Potenzial zu realisieren.

Wie funktioniert das Lightning Network?

Der obige Abschnitt zeichnet ein Bild davon, was das Lightning Network erreichen kann.  Wie genau funktioniert jedoch der Prozess, Transaktionen Off‑Chain zu verlagern?

Erstellung eines Zahlungskanals: Der Prozess beginnt, wenn zwei Parteien beschließen, miteinander zu transagieren und einen Zahlungskanal öffnen.  Dies beinhaltet, dass beide Parteien einen anfänglichen Betrag an Kryptowährung (z. B. Bitcoin) in ein Multi‑Signature‑Wallet einzahlen, das mehr als eine Signatur zur Autorisierung von Transaktionen erfordert.

Diese anfängliche Finanzierungs‑Transaktion ist der einzige Teil des Kanal‑Erstellungsprozesses, der auf der Blockchain aufgezeichnet wird.  Die Mittel in diesem Wallet sind gesperrt, das heißt, sie können nicht ausgegeben werden, ohne dass beide Parteien zustimmen, und der eingezahlte 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 gesendet und sind daher sofortig.  Jede Transaktion beinhaltet, dass die Parteien ein Saldenblatt aktualisieren, das ihre aktuellen Bestände im Multi‑Signature‑Wallet widerspiegelt.  Jedes Mal, wenn das Saldenblatt aktualisiert wird, signieren beide Parteien es, um die neuen Salden zu bestätigen.  Diese Signaturen stellen sicher, dass das neueste Saldenblatt das einzige gültige ist und verhindern, dass eine Partei versucht, durch das Senden eines veralteten Saldenblatts zu betrügen.

Schließen des Kanals: Jede Partei kann den Kanal jederzeit schließen.  Das Schließen des Kanals beinhaltet das Broadcasten des neuesten, beiderseitig vereinbarten Saldenblatts an die Basis‑Blockchain.  Dies ist die zweite Transaktion, die mit dem Zahlungskanal zusammenhängt und auf der Blockchain erscheint.  Sobald diese Schließ‑Transaktion bestätigt ist, werden die Mittel im Multi‑Signature‑Wallet gemäß dem endgültigen Saldenblatt an jede Partei verteilt.

Zahlungen über das Netzwerk routen: Die eigentliche Stärke des Lightning Network liegt in seiner Fähigkeit, Zahlungen zwischen Parteien zu routen, die keinen direkten Kanal zueinander haben.  Dies geschieht über ein Netzwerk miteinander verbundener Zahlungskanäle, das es Nutzern ermöglicht, Zahlungen über das Netzwerk über Zwischenknoten zu senden.  Diese Zwischenknoten aktualisieren ihre Kanal‑Salden, um die Zahlung weiterzuleiten, bis sie ihr endgültiges Ziel erreicht.

Um die Sicherheit und Atomizität (Alles‑oder‑Nichts‑Eigenschaft) dieser mehrstufigen Zahlungen zu gewährleisten, nutzt das Netzwerk Hash‑Time‑Locked‑Contracts (HTLCs).  HTLCs verwenden kryptografische Hashes und Zeit‑Locks, um sicherzustellen, dass Zwischenhändler die Mittel für die Weiterleitung einer Zahlung nur dann beanspruchen können, wenn die Zahlung innerhalb eines bestimmten Zeitrahmens den vorgesehenen Empfänger erreicht.  Die Mittel werden an den Absender zurückgesendet, wenn die Zahlung den Empfänger nicht erreicht, bevor der Zeit‑Lock abläuft.  Dieser Mechanismus verhindert, dass Zwischenhändler Mittel stehlen, und stellt sicher, dass Zahlungen entweder vollständig abgeschlossen oder storniert werden.

Wie Sie sehen können, bietet das Lightning Network eine ausgeklügelte Lösung für die Probleme, die verhindern, dass Netzwerke wie Bitcoin wirklich als Währung genutzt werden können.  Allerdings stellt die Komplexität des Netzwerks, einschließlich der Verwaltung von Kanälen und Liquidität, weiterhin Herausforderungen dar, die im Zuge der Weiterentwicklung der Technologie adressiert werden.

Entwicklung

Was die Entwicklung angeht, bleibt das Lightning Network ein entscheidender Fortschritt im Kryptowährungsbereich, der auf Innovation und Potenzial basiert.

Zurück zum Anfang: Das Konzept des Lightning Network wurde in einem Whitepaper mit dem Titel “The Bitcoin Lightning Network: Scalable Off-Chain Instant Payments” beschrieben, das 2016 veröffentlicht wurde.  Das Papier wurde von Joseph Poon und Thaddeus Dryja verfasst, die das Lightning Network als Lösung für die Skalierbarkeits‑Herausforderungen von Bitcoin vorschlugen.  Ihre Idee war, eine zweite Schicht über der Bitcoin‑Blockchain zu ermöglichen, um sofortige und kostengünstige Transaktionen zu erleichtern.

Nach der Veröffentlichung des Whitepapers gewann die Idee schnell an Zugkraft innerhalb der Kryptowährungsgemeinschaft.  Mehrere Teams und Organisationen begannen mit der Umsetzung des Lightning Network.  Besonders hervorzuheben sind drei Hauptimplementierungen, die von Entitäten stammen, die bis heute führende Entwickler des Lightning Network sind.

1. Lightning Labs – Lightning Labs ist ein bedeutender Beitragender zur Entwicklung des Lightning Network und konzentriert sich auf den Bau von LND (Lightning Network Daemon), einer der am weitesten verbreiteten Implementierungen des Lightning‑Protokolls. LND ist darauf ausgelegt, eine skalierbare, sichere und leichte Schicht zu bieten, die schnelle Transaktionen über das Bitcoin‑Netzwerk ermöglicht. Lightning Labs steht an vorderster Front, um die Akzeptanz und Entwicklung des Lightning Network voranzutreiben und bietet verschiedene Werkzeuge und Dienste zur Verbesserung seiner Nutzbarkeit und Zugänglichkeit.
2. Blockstream – Ein weiterer führender Entwickler des Lightning Network ist Blockstream, das an c-lightning (heute bekannt als Core Lightning) arbeitet, einer Lightning‑Network‑Implementierung, die auf Leistung und Erweiterbarkeit abzielt. Blockstreams Beiträge zum Lightning Network sind Teil seines breiteren Engagements für die Weiterentwicklung von Bitcoin und Blockchain‑Technologie. Core Lightning ist bekannt für seinen Fokus auf Unternehmensnutzer und Entwickler, die Anwendungen auf dem Lightning Network bauen wollen.
3. ACINQ – Dieses Unternehmen ist aktiv in Forschung, Entwicklung und der Förderung von Standards innerhalb der Lightning‑Network‑Gemeinschaft tätig. Seine Arbeit konzentriert sich darauf, die Skalierbarkeit, Sicherheit und Benutzerfreundlichkeit des Lightning Network zu verbessern und es einem breiteren Publikum zugänglich zu machen.

Jede dieser Organisationen ist weiterhin tief in die fortlaufende Forschung, Entwicklung und Implementierung involviert, um die Effizienz, Sicherheit und Benutzererfahrung des Lightning Network zu verbessern, und leistet damit einen bedeutenden Beitrag zu seiner wachsenden Akzeptanz und Funktionalität.  Darüber hinaus beteiligt sich jede aktiv an der breiteren Bitcoin‑ und Kryptowährungsgemeinschaft, trägt zu Diskussionen, Vorschlägen und Standards bei, die die Zukunft des Lightning Network mitgestalten.

Wachstum und Akzeptanz:

Die Bemühungen der führenden Entwickler des Lightning Network bleiben nicht unbeachtet.  Dies wird deutlich, wenn man die rasche Akzeptanz dessen betrachtet, was jede von ihnen geschaffen hat.  Von der Anzahl der Knoten und Kanäle bis hin zur stetig wachsenden Gesamtkapazität des Netzwerks in Bitcoin ist ein klares und wachsendes Interesse sowie Vertrauen in die Fähigkeiten des Lightning Network erkennbar.  Derzeit gibt es zahlreiche Möglichkeiten, mit dem Lightning Network zu interagieren.

• Unterstützung über zentrale Börsen wie Kraken
• Software-Wallets wie Breez, Zap und weitere.
• Community‑Events wie Hackathons, Meetups und Projekte, die darauf abzielen, die Fähigkeiten des Netzwerks zu erforschen und zu erweitern

Trotz seines Wachstums hat das Lightning Network Herausforderungen erlebt, darunter Bedenken hinsichtlich Zentralisierung, Sicherheit von Geldern in Zahlungskanälen und die technische Komplexität für durchschnittliche Nutzer.  Die Community und Entwickler arbeiten aktiv daran, diese Probleme zu adressieren und die Robustheit sowie Benutzerfreundlichkeit des Netzwerks zu verbessern.

Während das Lightning Network weiterentwickelt wird, sind Innovationen wie Multipath‑Payments, die größere Zahlungen über mehrere Kanäle aufteilen, sowie Verbesserungen in der Routing‑Effizienz und Kanalverwaltung bemerkenswerte Entwicklungsbereiche.  Zusätzlich wird das Potenzial des Lightning Network über reine Zahlungen hinaus erforscht, einschließlich dezentraler Finanz‑Anwendungen (DeFi) und tokenisierter Assets.

Bemerkenswerte Ereignisse

Obwohl viele Ereignisse in der Geschichte des Lightning Network hervorstechen, hat eines das öffentliche Interesse besonders erregt – die „Lightning Torch“ oder „#LNTrustChain“.

Die Lightning Torch begann im Januar 2019 als soziales Experiment innerhalb der Kryptowährungsgemeinschaft.  Sie basierte auf einer einfachen Idee: eine Zahlung wurde von Person zu Person über das Netzwerk weitergegeben, wobei jeder Empfänger einen kleinen Betrag Bitcoin hinzufügte, bevor er sie weiterleitete.

Am Ende ihrer Kampagne wurde die ursprüngliche Transaktion über zahlreiche Länder weltweit weitergeleitet, unterstützt von Hunderten von Enthusiasten.  Damit demonstrierte die Lightning Torch das Potenzial des Netzwerks für kleine, schnelle Transaktionen und erlangte erhebliche Aufmerksamkeit in den sozialen Medien, wobei bemerkenswerte Persönlichkeiten aus dem Tech‑ und Krypto‑Bereich involviert waren.

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

Die Geschichte des Lightning Network ist ein Beweis für die fortlaufenden Bemühungen, Bitcoin zu skalieren und seine Nutzbarkeit als digitale Währung zu verbessern.  Von seiner Konzeptualisierung durch Poon und Dryja bis hin zur breiten Community‑Beteiligung und Akzeptanz hat das Lightning Network bedeutende Fortschritte gemacht, um sofortige, kostengünstige Kryptowährungstransaktionen zu realisieren.  Mit zunehmender Reife wird die Rolle des Netzwerks im breiteren Ökosystem von Kryptowährungen und Blockchain‑Technologie voraussichtlich expandieren und sein Potenzial widerspiegeln, digitale Zahlungen zu transformieren.