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.  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 mit Abstand beliebteste – Bitcoin (BTC).

Skalierbarkeit: Die Blockchain von Bitcoin 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 ungeeignet für alltägliche Transaktionen, wie 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 ebenfalls prohibitiv teuer werden.  Das entsteht, weil Nutzer die Gebühren erhöhen, um sicherzustellen, dass Miner ihre Transaktionen in den nächsten Block aufnehmen.  Diese hohen Gebühren machen kleine, alltägliche Transaktionen unpraktisch.

Das Lightning Network löst dies, indem es die Transaktionsgebühren drastisch senkt.  Dies wird erneut durch die Verlagerung von Transaktionen off-Chain ermöglicht.  Infolgedessen verbrauchen diese Transaktionen keinen Platz oder Ressourcen auf 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 von 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 wird.  Jede der Zwischen-Transaktionen bleibt privat zwischen den beteiligten Parteien.  Dies bietet eine Datenschutzebene, die auf der Haupt-Blockchain nicht verfügbar ist.

Durch den Ansatz, Transaktionen off-Chain zu verlagern, löst das Lightning Network gleichzeitig verschiedene Probleme (z. B. Gebühren, Endgültigkeit und Skalierbarkeit), die Mikrotransaktionen im Hauptnetzwerk unpraktisch machen.

Dementsprechend wird deutlich, dass das Lightning Network, wenn man die zu lösenden Probleme betrachtet, einen bedeutenden Fortschritt darstellt, um die inhärenten Beschränkungen der ursprünglichen Bitcoin-Blockchain zu adressieren.  Es sei darauf hingewiesen, dass das Lightning Network noch eine aufstrebende Technologie ist und fortlaufende Entwicklungs- und Adoptions-Herausforderungen bewältigt werden müssen, um sein volles Potenzial zu realisieren.

Wie funktioniert das Lightning Network?

Der obige Abschnitt zeichnet also 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‑Signatur‑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.

Durchführen 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‑Signatur‑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‑Signatur‑Wallet gemäß dem endgültigen Saldenblatt an jede Partei verteilt.

Weiterleitung von Zahlungen durch das Netzwerk: 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 mittels 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.  Erreicht die Zahlung den Empfänger nicht, bevor der Zeit‑Lock abläuft, werden die Mittel an den Absender zurückgesendet.  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 Netzwerke wie Bitcoin daran hindern, wirklich als Währung genutzt zu werden.  Allerdings stellt die Komplexität des Netzwerks, einschließlich der Verwaltung von Kanälen und Liquidität, Herausforderungen dar, die weiterhin angegangen werden, während sich die Technologie weiterentwickelt.

Entwicklung

Apropos Entwicklung: Das Lightning Network bleibt ein entscheidender Fortschritt im Kryptowährungs‑Bereich, 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“ im Jahr 2016 beschrieben.  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 Arbeit an Implementierungen des Lightning Network. Besonders hervorzuheben sind drei Hauptimplementierungen, die von Unternehmen stammen, die bis heute zu den führenden Entwicklern des Lightning Network gehören.

1. Lightning Labs – Lightning Labs ist ein bedeutender Beitragender 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 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 – Blockstream ist ein weiterer führender Entwickler des Lightning Network und arbeitet an c-lightning (heute bekannt als Core Lightning), einer Lightning‑Network‑Implementierung, die auf Leistung und Erweiterbarkeit abzielt. Blockstreams Beiträge zum Lightning Network sind Teil seines umfassenderen Engagements, Bitcoin und Blockchain‑Technologie voranzubringen. Core Lightning ist bekannt für seinen Fokus auf Unternehmensanwender 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 zugänglicher zu machen.

Jede dieser Organisationen ist weiterhin intensiv in die laufende Forschung, Entwicklung und Implementierung eingebunden, 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 Adoption:

Die Bemühungen der führenden Lightning‑Network‑Entwickler bleiben nicht unbeachtet.  Das wird deutlich, wenn man die rasche Adoption dessen betrachtet, was jeder von ihnen geschaffen hat.  Von der Anzahl der Knoten und Kanäle bis hin zur stetig wachsenden Gesamtkapazität des Netzwerks in Bitcoin gibt es ein klares und wachsendes Interesse und Vertrauen in die Fähigkeiten des Lightning Network.  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 steht das Lightning Network vor Herausforderungen, darunter Bedenken hinsichtlich Zentralisierung, Sicherheit der Mittel in Zahlungskanälen und die technische Komplexität für durchschnittliche Nutzer. Die Community und die 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 es ermöglichen, größere Zahlungen über mehrere Kanäle zu splitten, sowie Verbesserungen in der Routing‑Effizienz und Kanalverwaltung bemerkenswerte Entwicklungsbereiche.  Darüber hinaus wird das Potenzial des Lightning Network über reine Zahlungen hinaus erforscht, einschließlich dezentraler Finanz‑ (DeFi) Anwendungen und tokenisierter Vermögenswerte.

Bemerkenswerte Ereignisse

Obwohl viele Ereignisse in der Geschichte des Lightning Network hervorstechen, hat eines das öffentliche Interesse in großem Umfang geweckt – 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 an Bitcoin hinzufügte, bevor er sie weiterleitete.

Am Ende der Kampagne wurde die ursprüngliche Transaktion über zahlreiche Länder weltweit weitergeleitet, unterstützt von vielen Enthusiasten.  Damit zeigte 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‑Umfeld beteiligt 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 Adoption hat das Lightning Network bedeutende Fortschritte gemacht, um sofortige, kostengünstige Kryptowährungstransaktionen zu realisieren. Während es reift, wird die Rolle des Netzwerks im breiteren Ökosystem von Kryptowährungen und Blockchain‑Technologie voraussichtlich expandieren, was sein Potenzial widerspiegelt, digitale Zahlungen zu transformieren.