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Bitcoin hat in den letzten zehn Jahren mehrere Phasen mit unterschiedlicher Nutzung durchlaufen. Was als Peer-to-Peer-Zahlungsnetzwerk begann, wandelte sich bald zu „digitalem Gold“. Für Alltagszahlungen sind Lösungen wie das Lightning Netzwerk jedoch unerlässlich.
Die weit verbreitete Verwendung von Bitcoin als Geld setzt voraus, dass die Kryptowährung auch als solches nützlich ist. Damit Bitcoin seine endgültige monetäre Form erreicht, reicht es nicht aus, nur ein Wertaufbewahrungsmittel zu sein (wie es derzeit bei Gold der Fall ist). Es muss auch ein brauchbares Tauschmittel sein. Wie der erste Teil dieses Artikels gezeigt hat, ist das Netzwerk nicht für schnelle und billige Zahlungen geeignet. Es ist auf externe Lösungen angewiesen, von denen das Lightning Netzwerk die bekannteste ist.
Wie funktioniert das Lightning Netzwerk?
Die zentrale Innovation von Lightning ist die Verwendung von Zahlungskanälen. Diese ermöglichen es zwei Handelspartnern, auf Peer-to-Peer-Basis mit Bitcoin zu handeln, ohne dass sie dafür den komplizierten Bitcoin-Abschlussprozess nutzen müssen – ausser um eine Reihe von Transaktionen einzuleiten und zu beenden. Dies funktioniert ähnlich wie eine Art vorfinanzierte Registerkarte, wobei jede Einheit kontinuierlich eine Historie von Zahlungen verfolgt, während diese hin und her fliessen. Wenn sie dann ihre Handelspartnerschaft beenden möchten, übermitteln sie den endgültigen Saldo an die Bitcoin Blockchain und durchlaufen deren robusten Abrechnungsprozess.
Mit anderen Worten: Die Zahlungskanäle ermöglichen es, dass eine einzige Eröffnungs- und eine einzige Abrechnungstransaktion viele historische Handelsgeschäfte umfassen kann. Dadurch wird die wirtschaftliche Dichte der Bitcoin-Transaktionen erhöht und die Gebühren werden auf eine potenziell unbegrenzte Anzahl von Einzelzahlungen aufgeteilt.
Das Lightning Netzwerk fungiert als zweite Schicht über Bitcoin, in der jeder Teilnehmer dieselbe native Einheit anerkennt und sie für den Handel verwendet. Wichtig ist, dass Lightning als Erweiterung von Bitcoin keine eigene Blockchain hat oder benötigt. Vielmehr verlässt es sich auf Bitcoin, um Transaktionen sicher abzuschliessen. Auf diese Weise bietet Lightning einen Vermittlungsdienst an, bei dem die Bitcoin-Basisschicht (Layer 1) als letzte Instanz für alle Streitigkeiten auf der Lightning-Ebene (Layer 2) fungiert. Mit anderen Worten: Bei Unstimmigkeiten innerhalb eines Zahlungskanals fällt Bitcoin ein Urteil nach seinen Regeln.
Zahlungskanäle
Die oben erläuterten Kanäle sind bidirektional, das heisst sie umfassen nur zwei Parteien, die sich gegenseitig Geld hin- und herschicken. Bidirektionale Zahlungskanäle reichen jedoch nicht aus, um ein global funktionierendes Zahlungsnetzwerk zu schaffen. Um den Einsatz von Bitcoin als Transaktionswährung zu verbessern, erweitert Lightning sein Kernkonzept der bidirektionalen Zahlungskanäle zu vernetzten multidirektionalen Kanälen, bei denen Zahlungen in Sprüngen über mehrere Kanäle weitergeleitet werden können – ähnlich wie Informationspakete über das Internet geleitet werden.
Lightning schafft ein zusammenhängendes Netzwerk von miteinander verbundenen Nutzern und Zahlungen können von einem Nutzer zu jedem anderen Lightning-Nutzer gelangen, solange es eine Route offener Zahlungskanäle gibt, die die beiden miteinander verbindet. Wenn zum Beispiel Alice einen offenen Kanal mit Bob, Bob einen mit Carol und Carol einen mit Dave hat, kann Alice Dave bezahlen, indem sie Bob und Carol als Vermittler für die Weiterleitung von Zahlungen nutzt.
Damit dies effizient funktioniert, benötigen die Zahlungskanäle Liquidität. Wie bereits kurz erwähnt, wird jeder Zahlungskanal mit einem vorab eingezahlten, festen Betrag an Bitcoin eingerichtet. Die beiden Unternehmen, die eine Handelspartnerschaft eingehen, legen eine Kapazitätsgrenze für ihren Kanal fest, wenn sie ihn mit einer Bitcoin-Transaktion aufstocken. Wenn also Zahlungen hin- und hergeleitet werden, gibt es ein inhärentes Limit für die Grösse der einzelnen Zahlungen. Das Limit ist abhängig von der Kapazität des gesamten Kanals und dem aktuellen Guthaben innerhalb des Kanals. Zur Veranschaulichung dieses Konzepts kann man sich ein altes mathematisches Hilfsmittel vorstellen: den Abakus.
In diesem Beispiel wird ein Zahlungskanal durch einen einzelnen Draht auf einem Abakus dargestellt. Die Kapazität des Kanals wird dann durch die Gesamtmenge der auf diesem Draht aufgereihten Perlen erklärt, und das verfügbare Guthaben jedes Kanalpartners entspricht der Menge der Perlen, die sich auf seiner Seite befinden.
Die Liquidität der Kanäle entlang der Route einer beabsichtigten Zahlung wird daher zu einem einflussreichen Mass für die Fähigkeit des Lightning Netzwerks, diese Zahlung zu ermöglichen. Alle Kanäle entlang des beabsichtigten Weges müssen über die notwendige Kapazität verfügen, um die Zahlung in der gewünschten Richtung abzuwickeln. Solange es verfügbare Kanäle mit der notwendigen Liquidität und eine mehr oder weniger zirkuläre Wirtschaft im System gibt, kann Lightning einen praktisch unbegrenzten Transaktionsfluss abwickeln, und diese Transaktionen können beliebig klein und häufig sein.
Lightning’s Verbesserungen für Bitcoin
Wenn Lightning so funktioniert, wie man es sich vorstellt, mildert es die Schwächen von Bitcoin als kostenintensives, langsames Abwicklungssystem, indem es ein mehrschichtiges Transportnetzwerk für billige, schnelle Zahlungen einrichtet. Dies ist vergleichbar mit dem, was Visa und MasterCard für die Federal Reserve tun. Die meisten Transaktionen in der Dollar-Wirtschaft kommen nie mit den Systemen der Fed in Berührung, sondern werden von Zahlungsaggregatoren abgewickelt, die wiederum zeitweilig Geschäftsbanken nutzen, die dann die Fed für die endgültige Abwicklung nutzen. Lightning macht dasselbe für Bitcoin-Transaktionen, nur dass es die Bitcoin-Blockchain für die Endabrechnung nutzt.
Mit diesem Gedanken im Hinterkopf wollen wir uns ansehen, wie das Lightning Netzwerk als Puzzlestück passen könnte, um die grundlegenden Kompromisse von Bitcoin auszugleichen.
Sofortige Zahlungen
Bei Bitcoin warten die Nutzer darauf, dass ihre Transaktionen in einem Prozess abgeschlossen werden, der den Lauf der Zeit überleben soll. Die Zielzeit zwischen den Blöcken ist auf Robustheit und Zuverlässigkeit optimiert, nicht auf schnelle Transaktionsgeschwindigkeiten. Aufgrund dieser Planungsdynamik müssen die Nutzer manchmal Wartezeiten in der Grössenordnung von Stunden in Kauf nehmen.
Als Alternative dazu leitet Lightning über Zahlungskanäle Zahlungen mit der gleichen Geschwindigkeit weiter, mit der eine E-Mail über das Internet versendet wird – sofort.
Kostengünstige Transaktionen
Bei Bitcoin sind die Transaktionsgebühren aufgrund der Überlastung des Netzwerks und der Nachfrage nach Bitcoin gestiegen.
Während das Senden einer weitergeleiteten Zahlung über mehrere Kanäle Gebühren verursacht, sind diese Gebühren vernachlässigbar und unterliegen dem Wettbewerbsdruck. Derzeit beträgt die Grundgebühr pro Transaktion 1 Satoshi (0.00000001 BTC), was 0.04 Cents entspricht.
Netzwerk mit hoher Kapazität
In Bitcoin werden Transaktionen als Teil eines Blocks abgewickelt, dessen Grösse begrenzt ist (~1.3Mb). Dies beschränkt Bitcoin auf lineare Skalierungsbemühungen, bei denen entweder die Transaktionsgrössen oder die Blockkapazitätsgrenzen geändert werden müssten. Während technologische Fortschritte zur Verringerung der Transaktionsgrössen beigetragen haben, wäre eine Erhöhung der Blockgrösse kontraintuitiv zu Bitcoins Priorisierung von Sicherheit und Robustheit.
Alternativ dazu hebt Lightning das Konzept des Blocks auf, so dass Zahlungen einfach durch die Liquidität in jedem Zahlungskanal begrenzt werden. Dadurch kann Lightning horizontal skalieren, da es zunehmend effizienter wird, Transaktionen durchzuführen, wenn mehr Zahlungskanäle offen sind und Kapital effizient in das Netzwerk investiert wird. Im Jahr 2020 stieg die Kapazität von Lightning um etwa 22% und die Zahl der aktiven Nodes um etwa 41%. Aktuell befindet sich Lightning auf dem Weg zu einem Rekordjahr, wobei die Kapazität um weitere 90% und die aktiven Nodes um rund 52% gestiegen sind.
Konklusion
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Lightning als zweite Schicht (Layer 2) viele der Eigenschaften von Bitcoin übernimmt, da es global, grenzüberschreitend und für jeden zugänglich ist. Durch die Nutzung von Zahlungskanälen ermöglicht das Lightning Netzwerk den Nutzern jedoch, die Kosten für eine Bitcoin-Transaktion über viele Zahlungen hinweg zu amortisieren. Wir sehen Lightning als eine entscheidende Technologie, die den Nutzen von Bitcoin im Zahlungsverkehr jenseits seines Stigmas als Anlageinstrument weiterentwickeln könnte.