Stakenet’s Vision: Teil III — Das Lightning Network

Was ist das Lightning Network? Warum existiert es überhaupt? Und warum bindet Stakenet das Lightning Network für den Handel auf ihrer DEX ein?
In der Welt der Kryptowährungen sind diese Fragen für unerfahrene User anfangs gar nicht so leicht zu beantworten. Aus diesem Grund haben wir folgenden Artikel verfasst und hoffen, damit allen Interessenten ein besseres Verständnis vermitteln zu können.

Vor welchen Problemen steht Bitcoin derzeit?

Bitcoin (BTC) ist nativ auf nur etwa 7 Transaktionen pro Sekunde (tps) limitiert, was bedeutet, dass Transaktionen auf der BTC-Blockchain im Zweifel entweder nicht schnell genug oder nicht günstig genug sind, um für kleinere bzw. häufige Zahlungen rentabel zu bleiben (das “Kaffee-Problem”: Bezahlt man seinen Morgenkaffee beim Lieblingsbarista via Bitcoin, benötigt die Bestätigung der Transaktion über eine Stunde, während der Kaffee langsam aber sicher auskühlt). In Zeiten hoher Nachfrage wird diese Kapazitätsgrenze schnell überschritten, was dazu führt, dass sich geringwertige Transaktionen als wirtschaftlich nachteilig erweisen.

Beispielsweise wuchsen Bitcoins On-Chain-Gebühren gegen Ende 2017, wie auch Anfang 2021, auf über 40$ pro Transaktion an — nach deren Bezahlung noch immer Stunden bis zu ihrer Bestätigung vergingen. Für eine Kryptowährung, die sich eine globale Adoption als Ziel gesetzt hat, stellt dies einen unmittelbaren Schwachpunkt dar — Bitcoins Achillesferse.

Zur Hilfe eilt das Lightning Network, das speziell dafür entwickelt wurde, die On-Chain-Überlastung, welche durch hohen Datenverkehr ensteht, durch eine schnellere “Off-Chain”-Lösung zu vermeiden.

Das Lightning Network (kurz: LN, der Blitz als Symbol) bildet eine zweite Ebene, die überhalb der Bitcoin-Kette aufgebaut wurde. Es bedient sich Zahlungskanälen zwischen LN-Knoten, um Mikro-Zahlungen sowohl erschwinglich zu gestalten wie auch unverzüglich durchzuführen. Es bietet zudem einen höheren Grad an Privatsphäre, erfordert aber im Gegenzug nur minimale Interaktion mit der BTC-Kette selbst. Über die Funktion von Lightning Kanälen gibt es hier mehr zu lesen.

LN wurde erstmalig 2018 mit Bitcoin verknüpft und wurde seither weitgehend akzeptiert und eingebunden. Es erfreut sich einer schnell wachsenden Community, zu welcher auch bekannte Börsen wie Bitfinex, Kraken, Okex, Paxful, etc. zählen. Aktuelle Schätzungen gehen davon aus, dass das Lightning Network bei korrekter Implementierung über 50.000 Transaktionen pro Sekunde unterstützen könnte. Eine Leistung, die mit dem heutigen Durchsatz von VISA vergleichbar ist. Im Webauftritt des Lightning Network wird der LN-Technologie sogar ein Potenzial von “Millionen bis Milliarden” Transaktionen pro Sekunde zugesprochen, was im Bezug auf die Transaktionsgeschwindigkeit jegliche Konkurrenz in den Schatten stellen würde.

Die Implementierung des Lightning Network bedeutet nicht nur die drastische Erhöhung der Transaktionsgeschwindigkeit, sondern auch die signifikante Minderung von Traffic auf der überlasteten Blockchain selbst. Dies wird erreicht durch das Umlasten von Transaktionen auf die LN-Knotenpunkte (worauf später noch genauer eingegangen wird). Somit wird hoffentlich die Blastung auf der mit derzeit durschnittlich 300.000 täglichen Transaktionen verstopften Bitcoin-Blockchain reduziert.

Was sind die Vorteile des Lightning Netzwerks?

Nachdem wir nun verstehen, mit welchen Skalierungsproblemen Bitcoin zu kämpfen hat und wie das Lightning Network dessen Möglichkeiten immens erweitert, möchten wir nun konkret vier große Vorteile beleuchten, die das Lightning Network dazu befähigt und erläutern, weshalb wir unsere dezentrale Börse (DEX) in den letzten Jahren genau darauf aufgebaut haben.

Die Kernvorteile des Lightning Network (LN) kommen in diesen Bereichen am deutlichsten zur Geltung: Geschwindigkeit, Datensicherheit, Gebühren und Interchain-Fähigkeit. Wir werden hier erklären, warum gerade diese Bereiche so entscheidend sind und wie das Lightning Network als zweite Ebene das gesamte Ökosystem der Kryptowährungen vereinen und vorantreiben wird.

I. Lichtgeschwindigkeit

Jede BTC Transaktion beansprucht eine gewisse Speichergröße auf der Blockchain. Da die Maximalgröße pro Block allerdings auf 1 MB begrenzt ist, umfasst dieser momentan nicht mehr als ~2000 Transaktionen, was bei einer Blockzeit von ~10 Minuten wiederum einen maximalen Durchsatz von nur 7 Transaktionen pro Sekunde bedeutet.

Mit der Einbindung des LN ist die geringe Blockgröße nicht länger ein Grund zur Sorge. LN-Transaktionen werden off-chain verarbeitet und sind dadurch nicht mehr auf langwierige Validierungen durch Miner angewiesen, noch durch die 10-minütige Blockzeit von Bitcoin eingeschränkt. Die LN-Node* übermittelt Änderungen an Guthaben der involvierten Kanäle direkt an periphäre Nodes im Netzwerk, wodurch ihr Geschwindigkeitspotenzial nur noch durch die elektronische Übertragungsrate gedrosselt ist.

Eine Börse, die auf dem LN aufgebaut ist, ermöglicht hochfrequenten Handel — Millionen von Trades können für Gebühren getätigt werden, die im Vergleich zu bisherigen Börsen quasi nicht existent sind.

*Eine Lighning Node (Knotenpunkt) kann mit einer kleinen CPU verglichen werden, die Kanal- und Transaktionsbilanzen verrechnet, ohne zuvor Hashs für den Abschluss von Blöcken entschlüsseln zu müssen, wie es beim Mining der Fall ist. Dadurch lassen sich beachtliche Mengen an Transaktionen abschließen, bevor die tatsächlichen Guthaben letztlich auf die entsprechende Blockchain geschrieben werden. Jede einzelne Stakenet DEX wird eine eigenständige Lightning Node verkörpern.

II. Privatsphäre/Datenschutz

Alle herkömmlichen Transaktionen auf der Bitcoin-Blockchain sind über einen Explorer für jederman offen und eindeutig nachvollziehbar. Jeder entschiedene Nutzer kann den Bitcoin-Saldo und sämtliche darin aufgegangenen Transaktionen jedes anderen Bitcoin-Halters auslesen (z.B. rekonstruierbar durch Blockchain Analysen).

Mit LN genießt der User jedoch ein drastisch erhöhtes Maß an Privatsphäre. Alle Transaktionen werden nur im Protokoll zwischen den beiden beteiligten Parteien (Peers) aufgezeichnet. Das bedeutet, dass lediglich die Eröffnungs- und Schlusssalden der LN-Kanäle auf die Haupt-Blockchain geschrieben werden und somit nur diese im öffentlichen Explorer sichtbar sind. Weitere Details werden der Öffentlichkeit nicht zugänglich. Zusätzlich wird sich das TOR-Netzwerk zunutze gemacht, um die IP-Entschlüsselung beim Zugriff auf das Lightning Network zu verhindern und somit noch mehr Privatsphäre zu ermöglichen.

III. Unglaublich niedrige Transaktionsgebühren

Transaktionen auf der BTC-Kette neigen dazu, kostspielig zu sein. Da bisher jede Transaktion auf der Blockchain durch Miner bestätigt werden muss, müssen diese entsprechend entlohnt werden. Dieser Reward besteht aus den Block Rewards wie auch den Transaktionsgebühren, die mehr und mehr an Bedeutung gewinnen, da die Block Rewards alle 4 Jahre halbiert werden. Die Gebühren schwanken basierend auf der Verstopfung der jeweiligen Blockchain und somit werden User, die Willens sind, hohe Gebühren zu entrichten, ihre Transaktionen mit einer höheren Wahrscheinlichkeit im nächsten Block abgebildet sehen.

Im Lightning-Netzwerk hingegen betragen diese Transaktionsgebühren oft nur Bruchteile eines Cents (z. B. 0,0001 Cent/Transaktion), je nach im Protokoll festgelegter Gebühr. Da hier keine Validierung von Minern nötig ist, müssen diese auch nicht entlohnt werden. Tatsächlich ist die dadurch resultierende Gebühr so gering, dass die Einheit “Microsat” (d.h. Mikro-Satoshi, 1 Sat x 10^-3) eingeführt werden musste, um sie noch in BTC-Werten ausdrücken zu können.

Letzten Endes müssen off-chain Transaktionen schlicht nicht länger durch Miner bestätigt werden, diese sind aber weiterhin in den Abschluss des Austauschprozesses eingebunden, der jeweils in einer einzigen, durch den Code beschützten on-chain Transaktion mündet (sogenannte “channel creation transactions” oder “on-ramping transactions”).

IV. Interchain-Kompatibilität

Ein weiteres einzigartiges Feature des LN besteht in dessen Interchain-Kompatibilität. Dank seiner Cross-Chain Funktionalität ist das Lightning Network - wie kein anderes - dazu imstande, verschiedene Blockchains miteinander zu vereinen und damit ein über die Maßen leistungsfähiges Netzwerk verschiedener, Lightning-kompatibler Projekte zu kreieren.

Bei konventionellen Skalierungslösungen muss man sich beispielsweise mit einer einzigen Kette begnügen, wobei die entsprechenden nicht-nativen Assets gewrapped/gebunden werden müssen, um einen Handel zu ermöglichen. Dies schafft neuen Angriffsflächen, da die Wrapping-Blockchain möglicherweise nicht so sicher oder dezentralisiert ist, wie die ursprüngliche Blockchain.

Hingegen besteht mit LN kein Bedarf für eine neue Blockchain — stattdessen werden Transaktionen off-chain ausgelagert (durch LN-Nodes verarbeitet und abgewickelt), ohne dass Wrapping erforderlich wäre. Das Lightning-Netzwerk löst also herkömmliche Stau-Probleme, anstatt sie einfach auf weitere Blockchains zu verlagern oder aufzuschieben. Dies gilt nicht nur für Bitcoin, sondern für jeden weiteren Lightning-kompatiblen Coin wie LTC, XLM, XSN und viele mehr.

Momentan wird bereits an Omni-USDT auf Layer 2 Basis und anderen nativen L2-Tokens gearbeitet, und es wird derzeit davon ausgegangen, dass diese Entwicklungen noch im Jahr 2021 live gehen werden. Damit werden Lightning DEXs befähigt, Trades off-chain mit nativen Token auf Layer 2 auszuführen, statt on-chain (mit all den oben genannten Problemen).

Im nächsten Artikel werden wir wir uns mehr mit unserer eigenen Off-Chain DEX befassen: Die Stakenet DEX, welche das Lightning mit dem Connext Network verbinden wird.

Für weitere Informationen, Updates und Neuigkeiten folgen Sie uns auf Twitter (Twitter Deutsch) oder treten Sie dem Stakenet-Discord bei.

Disclaimer: Alle Rechte liegen bei Stakenet und den Autoren: Originalartikel
Deutsche Version: McFinity