Die Problematik bei Bitcoin als Zahlungsmittel
Heute geht es mal um das Thema Lightning im Bitcoin Netzwerk. Der Artikel soll einen Einblick über die aktuellen Probleme von Bitcoin als Zahlungsmittel aufzeigen und einen Einblick über den möglichen Ritter in der goldenen bzw. leuchtenden Rüstung geben.Was bedeutet Lightning?
Nachdem der Bitcoinkurs sich nach dem rasanten Anstieg bis Mitte Dezember vergangenen Jahres auf sein Allzeit-Hoch von 16.892,33 Euro pro Coin hochgekämpft hatte, sind die Stimmen über die Schwächen von Bitcoin als Zahlungsmittel lauter denn je. Zudem ist der Bitcoinkurs nicht das Einzige geblieben, was immer weiter in die Höhe geschossen ist. Transaktionsgebühren von bis zu 55 Dollar pro Transaktion, eine Transaktionsdauer von mehreren Tagen bis Wochen als auch der hohe Energiebedarf fürs Minen zeigen deutlich das größte Defizit der ersten digitalen Währung von Satoshi Nakamoto auf. Die Dezentralisierung. Dezentralisierung?! Ja, richtig gelesen. Die Eigenschaft, welche Bitcoin 2009 bei der Einführung so einzigartig und interessant machte und weswegen Bitcoin heutzutage Millionen von Anhängern hat, ist der Grund, weswegen Bitcoin aktuell als Zahlungsmittel versagt. Das Hauptproblem der Dezentralisierung ist der Umstand, wie Transaktionen mit Hilfe des Proof of Works auf der Blockchain gespeichert werden. Um die Funktionsweise von Lightning zu verstehen, kommt nochmal ein kleiner Exkurs über den Prozessverlauf einer Transaktion als auch die Grundsätze vom Proof of Work und Proof Stake auf der Blockchain. Ablauf einer Transaktion vor Lightning:- Ein Benutzer kreiert mit seiner Wallet eine Transaktion und sendet diese in das Bitcoin-Netzwerk (zu einem Fullnode)
- Der Fullnode (auch Knoten genannt) überprüft diese Transaktion mit Hilfe einer Checkliste (u.a. auch ob derjenige auch das „Geld“ hat, was er überweisen will)
- Falls sich bei der Überprüfung herausstellt, dass etwas nicht stimmt, verwirft der Knoten die Transaktion. Wenn jedoch die Transaktion valide ist, wird die Transaktion an andere Fullnodes weitergesendet und gleichzeitig wird die Transaktion in seinem Transaktionspool gespeichert.
- Jede Fullnode, die eine Transaktion zugesandt bekommt, hat demnach genau dieselbe Transaktionshistorie wie sein Vorgänger, dadurch hat bald jeder Knoten die neue Transaktion in seinem Transaktionspool (ziemlich viele Transaktionen in einem Satz – nicht wahr).
- Ein Miner (der i.d.R. seinen einen eigenen Fullnode betreibt) stellt sich aus dem (seinem) Transaktionspool (Mem-Pool) dann einen Block aus mehreren Transaktionen zusammen und wendet den Proof-of-Work-Algorithmus an, anschließend sendet er ihn dann wieder ins Netzwerk zu einem Fullnode (der i.d.R. zu seinem).
- Der Fullnode überprüft diesen Block wiederum mit Hilfe einer Checkliste.
- Sobald etwas nicht stimmt, verwirft der Fullnode diesen Block einfach. Ist der Block valide, wird dieser an andere Fullnodes weitergesendet, gleichzeitig hängt er den Block an seine Blockkette.
- Jeder Fullnode, der einen Block bekommt, macht genau dasselbe wie sein Vorgänger, dadurch hat bald jeder Fullnode den neuen Block in seiner Blockchain.
- Ein Block mit Transaktionen wird erst auf der Blockchain gespeichert und somit wirksam, wenn mindestens 50% der Miner den Block geprüft und validiert haben – Konsensregelung.
Wie soll sowas gehen? Und wie lange braucht man für die Umsetzung?
Da Lightning Network als ein Ansatz gilt, um das Problem der Skalierbarkeit innerhalb des Bitcoin-Netzwerkes zu beheben, werden bei Lightning Zahlungs-Kanäle errichtet. Bei Entwurf eines Payment-Channels von zwei Parteien wird zu Beginn eine Eröffnungstransaktion auf der Blockchain getätigt. In dieser Transaktion wird mit Hilfe der Multi-Signature-Adresse zunächst eine beliebige Menge an Bitcoin transferiert. Diese Adresse gilt in diesem Zusammenhang als eine Art Bilanz, in welcher jederzeit Informationen erhalten sind, wie viele Bitcoins auf der Seite des Empfängers und des Senders stehen. Die Anzahl an Bitcoins werden am Anfang festgelegt, sodass nur maximal die Menge an Bitcoin hin und transferiert werden können, die am Anfang „eingezahlt“ worden sind. Nach Einrichten des Channels können nun die Parteien mit dem eingezahlten Geld beliebig viele Transaktionen durchführen. Da die Transaktionen off-chain passieren und sich nur die Verteilung der Bilanz an Bitcoin innerhalb des Channels ändert, müssen keine neue Eintragungen auf der Blockchain getätigt werden. Der Payment Channel wird jeweils immer im Einverständnis von beiden Parteien „aktualisiert“ und gibt den aktuellen Bitcoinstand der jeweiligen Parteien an. Wenn nun eine der Parteien keine weiteren Transaktionen tätigen will, muss der Payment-Channel geschlossen werden. Genauso wie bei der Öffnung des Kanals, ist auch bei der Schließung eine Änderung der Blockchain nötig. Hier wird die aktuellste Bilanz an die Bitcoin Blockchain gesendet. Sobald die Bilanz an das Netzwerk gesendet wird, muss eine Transaktion erfolgen. Somit wird der aktuelle Stand der Bilanz von off-chain zu on-chain. Mit Lightning wären somit nur 2 Zahlungen auf der Blockchain vermerkt, welche zu einer starken Entlastung der Rechenleistungs für das Minen führen würde. Verschiedene Krypto-Experten schätzen die Einführung des Lightning Networks im gleichen Maße wie die Erfindung des Webs für das Internet ein. Nachdem die Version 1.0 im Dezember online ging, steht mit der Einführung der Beta Version von der amerikanischen Unternehmung Lightning Labs am 15 März nun erstmals eine offizielle Version zur Verfügung, welche von den Entwicklern als sicher und nutzbar eingestuft wird. Die Beta-Version wird anders als ihrer Vorgänger mit mehreren Programmiersprachen kompatibel sein. Um das Lightning Netzwerk nutzen zu können, muss man aktuell aktiv am Bitcoinnetzwerk beteiligt sein. Da aktuell 400 Menschen weltweit das Netzwerk nutzen und die Beta gerade erst eingeführt wurde, sollte man trotzdem mit Bedacht handeln.Vorteile des Lightning Netzwerkes:
- Skalierbarkeit: Da jeder Knoten jede Transaktion empfangen, prüfen und bestätigen muss, kann die Bitcoin-Technologie als Netzwerk keine ausreichende Skalierbarkeit liefern. Je mehr Teilnehmer im Netzwerk enthalten sind, desto höher ist die gesamte Datenlast, die produziert wird, welches Bitcoin nicht gerade effektiver macht. Wenn man das Transaktionsvolumen von Bitcoin mit dem von Alipay, Visa oder Paypal vergleicht, wird einem schnell klar, dass Bitcoin aktuell nicht wettbewerbsfähig ist und es ohne technologischer Veränderung nicht sein wird. Bitcoin schafft aktuell 7 Transaktionen pro Sekunde, Paypal erreicht 450; Visa kann theoretisch ganze 56.000 pro Sekunde. Nur Alipay am Cyber Monday kann mit bis zu 256.000 Transaktionen pro Sekunde Visa in die Schranken weisen. Da ein großer Teil der Transaktionen off-chain stattfinden würden, würde sich das Transaktionsvolumen um ein etliches steigern und somit konkurrenzfähig werden.
- Umweltfreundlichkeit: Da zum Minen der Blöcke die Full Nodes eine große Menge an Rechenleistung brauchen, würde die Datenverringerung auf der Blockchain eine Verringerung der genötigten Rechenleistung resultieren. Dies hat den Vorteil, dass der Energieaufwand für die Aufrechterhaltung des Blockchain Netzwerkes erheblich verringert wird. Laut einer Studie von Morgan Stanley verbraucht Bitcoin im Jahre 2017 über 0,6 Prozent des Gesamtaufkommens an Elektrizität. 140 Terrawattstunden sind mehr als der Verbrauch von Irland oder 116 Staaten zusammen auf dieser Erde. Interessanterweise ist Deutschland mit knapp 2000 Full Nodes auf Platz drei der Welt. Knapp davor ist China mit 2100 Full Nodes und die U.S.A. mit 2700 Knoten im Land.
- Geschwindigkeit: Laut dem Whitepaper von Nakamoto kann eine Bitcoin-Transaktion fast augenblicklich geschehen, wird aber heutzutage erst nach einigen Minuten bis mehreren Stunden bestätigt. Wie vorher schon beschrieben, hängt dies von der Auslastung der Miner und den aktuellen Gebühren pro Bitcointransaktion ab. Zahlst du eine höhere Transaktionsgebühr als jemand anderes, geht dein Bitcoin auch schneller von A nach B. Mit der flächendeckenden Einführung des Lightning-Netzwerk hingegen werden Transaktionen augenblicklich gültig.