Lightning Netzwerk und das Internet der Dinge — LN + IoT = LoT!
Potenzial, Herausforderungen und Lösungen
Übersetzung des Artikels “Lightning Network x IoT(LoT); Potential, challenges and solutions” von Kenichi Kurimoto. Veröffentlicht am 30.5.2019, zuletzt aktualisiert am 20.7.2021.
Vorwort: Die Entwicklung von Ptarmigan ist leider eingeschlafen, die letzte Aktualisierung auf Github war im Q4 2021. Dieser Beitrag spiegelt nicht den aktuellen Entwicklungsstand von LOT wider.
Blockchain x IoT
Blockchain x IoT ist seit langem eines der am meisten erwarteten Felder im Kryptoraum. Einige versuchen, Smart Contracts in das IoT zu integrieren, während andere, darunter Nayuta, versuchen, Micropayments über das Lightning Network (LN)zu nutzen.
Obwohl wir von den potenziellen Vorteilen, die LN für IoT-Netzwerke mit sich bringt, begeistert sind, steht IOT auf Lightning, oder wie wir es nennen “Lightning of Things (LoT)”, noch vor einigen großen Herausforderungen, bevor es für den allgemeinen und praktischen Einsatz bereit ist.
Die Integration von LN in kleinere IoT-Geräte wie Sensoren, um Tausende von Mikro-Datentransaktionen zu ermöglichen, ist nach wie vor eine Herausforderung. Außerdem ist die Einstiegshürde für die Entwicklung von LoT immer noch relativ hoch, was die Akzeptanz durch die Entwickler sowie neue Experimente und Innovationen bremst. Wir hoffen, dass Ptarmigan, die vierte LN-Implementierung mit geringem Platzbedarf und Lightning Shield für Arduino für eine bessere Entwicklererfahrung diese Probleme entschärfen und LoT seinem Potenzial einen Schritt näher bringen wird.
Blockchain und IoT vor Lightning Network
Nayuta arbeitet seit 2015 an der Bitcoin- und Blockchain-Technologie und dem IoT. Als ich das erste Mal von Bitcoin erfuhr, war die IoT-Integration natürlich das Erste, was mir in den Sinn kam, da ich bereits Erfahrung im IoT-Bereich hatte. Seitdem haben wir an mehreren IoT-Blockchain-Projekten gearbeitet, z. B. an einer elektronischen Steckdose, die durch Open-Asset-Token gesteuert wird, und an einem Bitcoin-bezahlten Verkaufsautomaten. Wir haben uns auch mit dem möglichen Einsatz von Ethereum-Smart Contracts und privaten Blockchains beschäftigt.
Das gemeinsame Problem war jedoch, dass IoT-Anwendungen mit Blockchain nur dann wie vorgesehen funktionieren, wenn P2P-Zahlungen in Echtzeit möglich sind. Dies war damals mit Bitcoin auf der Basisschicht nicht realisierbar. Zunehmend hohe Onchain-Transaktionsgebühren erschwerten die Sache ebenfalls, da für den IoT-Anwendungsfall Tausende kleiner Zahlungen zwischen vielen IoT-Geräten erforderlich waren. Auf der anderen Seite würde der Rückgriff auf private Blockchains zu anderen Kompromissen führen und isolierte Netzwerke zurückbringen, was den ursprünglichen Reiz der Integration von Kryptowährungen in das IoT zunichtemacht.
Als wir uns bemühten, einen praktikablen Ansatz für Blockchain im IoT zu finden, kam das Lightning Network Paper heraus und wir begannen sofort mit der Untersuchung.
Warum Lightning Network für das IoT wichtig ist
Die Vorteile von Lightning Network für IoT(LoT) wurden vom Lightning Peach Team von BitFury in diesem Beitrag dargelegt. Ihnen zufolge “ist die innovative Zahlungsstruktur des Lightning Network gut für die Infrastruktur des Internets der Dinge geeignet. Das Lightning Network kann die Effizienz und Sicherheit bieten, die dem IoT derzeit fehlt, sowie einen besseren Rahmen für unser digitales Geräte-Ökosystem.”
Meiner Meinung nach wird Bitcoin, ein neutrales, globales, sicheres und internetbasiertes Geld, ein Schlüsselbestandteil für das immer stärker vernetzte und offene IoT-Ökosystem der Zukunft sein. Unter Beibehaltung seiner Schlüsseleigenschaften verbessert das Lightning Network die Effizienz von Bitcoin erheblich. Wir gehen davon aus, dass das Micropayment von LN neue Wege der Interaktion zwischen IoT-Geräten und einen völlig neuen Markt für LoT ermöglichen wird. Allein diese Auswirkung wird tiefgreifend sein. Darüber hinaus glaube ich, dass die LN-Technologie wahrscheinlich über die Anwendungsfälle des Micropayments hinaus genutzt werden wird und als Grundlage für andere Technologien und Lösungen wie eine Datenmanagement-Plattform oder ein alternatives KPI-System und darüber hinaus dienen wird.
Während wir das immense Potenzial von LoT vorhersehen, gibt es jedoch noch einige große Herausforderungen, die es zu überwinden gilt, um seine volle Wirksamkeit zu erreichen.
Derzeitige Unzulänglichkeiten von LoT
Bei der Arbeit an Lightning Network haben wir einige wesentliche Mängel und Herausforderungen für LoT festgestellt.
・Schwierige Integration von LN auf kleineren IoT-Geräten
Obwohl einige Entwickler bereits daran arbeiten, einen Lightning-Knoten leichter zu machen, bleibt die Integration von LN auf vielen kleineren IoT-Geräten wie Sensoren eine Herausforderung. Das wahre Potenzial von LoT wird ohne die Nutzung von Sensoren und der von ihnen gesammelten Daten, die dank LN monetarisiert oder bepreist werden können, nicht ausgeschöpft werden können.
・Hohe Eintrittsbarriere für die LoT-Entwicklung
Die LoT-Entwicklung erfordert neben der Kenntnis von LN selbst auch Kenntnisse über eingebettete Software. Kurz gesagt, die Einstiegshürde für LoT ist für die meisten Entwickler derzeit noch relativ hoch. Dies bremst die Akzeptanz von Entwicklern sowie neue Experimente oder potenzielle Innovationen für LoT.
・Benutzbarkeit und Stabilität
Zusätzlich zu den technischen Herausforderungen bei der Integration von Lightning in IoT-Geräte wird die Aufrechterhaltung der Stabilität für die praktische Nutzung entscheidend sein. Die Verwaltung der Kanalliquidität, einschließlich Fragen der eingehenden Kapazität, des effizienten Routings oder des Kanalaufbaus, bleibt auch für LoT ein Problem. All diese Faktoren müssen zusammenwirken, um Nutzbarkeit und Stabilität zu gewährleisten.
Um die oben beschriebenen Probleme zu entschärfen, haben wir vor kurzem die vierte Lightning Network-Implementierung im Mainnet gestartet, die sich auf IoT-Anwendungen konzentriert, und außerdem ein Lightning Shield für Arduino veröffentlicht, um Entwicklern den Einstieg zu erleichtern. Darüber hinaus streben wir die Zusammenarbeit mit anderen Projekten und Technologien an, um dem entstehenden LoT-Ökosystem noch mehr Funktionen zu bieten. Auf die einzelnen Projekte werde ich im Folgenden näher eingehen.
Nayutas Ansatz 1: Light-Footprint-Implementierung in C
Wir haben vor kurzem eine Mainnet-Version von Ptarmigan veröffentlicht, der vierten Implementierung von Lightning Network nach lnd, c-lightning und acinq. Ptarmigan ist eine “Light Footprint”-Implementierung von LN in C, bei der die Integration mit kleinerer Hardware im Vordergrund steht. Derzeit ist es die einzige Lightning-Implementierung, die auf dem Raspberry Pi Zero im SPV-Modus funktioniert. Obwohl es sich bei der aktuellen Ptarmigan-Version noch um eine rücksichtslose Version handelt und noch viele Bugs zu erwarten sind, glauben wir, dass dies ein Schritt nach vorne ist, sowohl für uns als auch für die LN- und IoT-Community.
In Zukunft werden noch mehr Anstrengungen nötig sein, um die Kosten der LN-Integration auf kleiner Hardware zu senken. Wir untersuchen derzeit aktiv verschiedene Optionen, um das Ziel zu erreichen, aber die Struktur wie der vollständige Knoten des IoT-Eigentümers kontrolliert viele angeschlossene IoT-Geräte, die nur private Schlüssel und Signaturprogramme (Wallet) enthalten.
Nayutas Ansatz 2 Lightning Shield für Arduino
Neben der Markteinführung von Ptarmigan haben wir auch ein Lightning Shield für Arduino vorbereitet, um die Einstiegshürde für Entwickler zu senken, die an der LoT-Entwicklung interessiert sind.
Wir hoffen, dass die LN-Integration mit Arduino zu weiteren interessanten Ideen und Anwendungen für das LoT-Ökosystem führen wird.
Wenn Sie daran interessiert sind, Lightning Arduino zu testen, können Sie weitere Informationen auf dieser Einführungsseite nachlesen und noch heute in Nayutas LN-Shop vorbestellen. Wir werden zunächst nur 100 Stück zum Selbstkostenpreis an interessierte Entwickler oder Unternehmen verkaufen.
Nayutas Ansatz 3: Integration mit anderen Diensten
Die Verwaltung von Liquidität, Routing und anderen wirtschaftlichen Aspekten von LN ist eine große Herausforderung für Lapps, und dasselbe gilt auch für LoT.
Glücklicherweise gibt es bereits eine Reihe von Diensten und Projekten, die diese Probleme angehen. Thor von Bitrefill zum Beispiel bietet Nutzern eine Inbound-Kapazität, um die Bidirektionalität von LN zu verbessern. Wir sind bestrebt, andere LN-bezogene Tools und Dienste zu integrieren, um die Praktikabilität von LoT zu verbessern.
Darüber hinaus würde das Hinzufügen von Token oder intelligenten Verträgen das Potenzial von LoT noch weiter steigern. Wir untersuchen zum Beispiel auch die Möglichkeit, Liquid/Elements in unser System zu integrieren, um Token-Funktionen in LoT zu integrieren.
Fazit
Lightning Network mit IoT, oder Lightning of Things (LoT), hat gerade erst begonnen. Wir glauben, dass das skalierbare Bitcoin-Micropayment von LN das IoT in der Zukunft beflügeln wird, aber es gibt noch viele Herausforderungen, die wir überwinden müssen, um sein volles Potenzial zu erreichen. Wir hoffen, dass Ptarmigan, eine leichtgewichtige LN-Implementierung für IoT, und Lightning Shield für Arduino dazu beitragen, diese Probleme zu entschärfen und der LN-Gemeinschaft mehr Werkzeuge zu bieten, von denen sie in Zukunft profitieren kann.
