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Kann das Lightning-Netzwerk die Blockchain retten?

Selbst diejenigen, die ziemlich viel über Kryptowährungen, Bitcoin Blockchain und Lightning Netzwerk wissen, denken fälschlicherweise, dass das Lightning Netzwerk (LN)-Technologie eine magische Lösung für all die Probleme und den perfekten Weg zur endlosen Skalierung der Blockchain ist.

In diesem Artikel werde ich diese gemeinsamen Mythen widerlegen.

Die traditionelle Blockchain, bei der jeder Knoten alle Transaktionen überträgt, ist derzeit nicht in der Lage, die große Anzahl von Transaktionen zu speichern und zu verarbeiten. Selbst wenn die Blockgröße nicht begrenzt wäre (1Mb Basis + 3Mb Segwit), wäre die Verarbeitungsgeschwindigkeit der Transaktion immer noch durch die Kapazität der Endknoten begrenzt. (Hier spreche ich nicht von SPV-Wallets, bei denen die Transaktionen durch vollständige Knoten validiert werden) Derzeit können die Endknoten mehrere hundert Millionen Transaktionen pro Tag oder 5.000-6.000 Transaktionen pro Sekunde verarbeiten. 250 Mio. Transaktionen werden bei der Installation von Bitcoin Core validiert.  Auf einem modernen Gerät mit ausgezeichneter Internetverbindung und SSD dauert dies etwa 12 Stunden. Auf einem weniger leistungsfähigen Prozessor wie Intel Celeron kann das Herunterladen bis zu 3 Tage dauern. Die Verwendung von Server-Multiprozessor-Hardware kann diese Anzahl auf 2.500 tps (Transaktionen per Sekunde) erhöhen. Das theoretische Maximum liegt bei 150.000 tps.

Wenn Sie die Belastung auf mehrere Computer verteilen, wird die Aufgabe der Transaktionsvalidierung linear skaliert. Es erhöht aber auch die Kosten für die Ausrüstung. Dies ist eine schlechte Nachricht für diejenigen, die externen Zahlungsplattformen nicht vertrauen und planen, einen eigenen Service zur Annahme von Zahlungen von Benutzern zu starten.

Wie Sie sehen können, benötigt Blockchain die Technologien, um ihre Leistung auf nichtlineare Weise zu erhöhen.

Sidechains (Seitenketten) sind zweifellos die beste Lösung, die in der Kryptoökonomie der letzten Jahre entwickelt wurde. Gleichzeitig können die Sidechains potenziell einige der Krypto-Vorteile, wie z.B. die Unabhängigkeit von einem einzigen Fehlerpunkt und die zentrale Kontrolle über die Finanzen der Benutzer, sabotieren.

Sidechains, die zusätzliche Informationen in ihrem Repository speichern

Ein gutes Beispiel ist Segwit. Segwit ist eine Klebebandlösung, die es ermöglicht, die Leistung der Bitcoin Blockchain und ihres Forks zu erhöhen, ohne ihre Kompatibilität mit den bestehenden Clients zu beeinträchtigen. Um die Anzahl der Transaktionen im Block zu erhöhen, verschiebt Segwit einen Teil der Informationen über Transaktionen in ein separates Repository. Auf diese Weise hinterlässt jede Transaktion eine Spur in der Blockchain.

Das führt jedoch nicht zu einer drastischen Steigerung der Blockchain-Leistung. Es wird vorausgesagt, dass die Anzahl der Transaktionen im Durchschnitt um 2-2,5-mal steigen wird. Das theoretische Maximum ist 4-mal Vergrößerung vorausgesetzt, dass alle Transaktionen Multisig p2sh (z.B. LN-Clearing) sind.

Tatsächlich hat diese Methode den gleichen Effekt wie die Erhöhung der Blockgröße auf 4Mb, nur mit einer größeren Belastung des Prozessors. Gleichzeitig hat Segwit einige Vorteile, wie z.B. andere nützliche Technologien und die Einhaltung von Legacy-Clients. All dies macht die Verwendung von Segwit zu einem notwendigen Schritt.

Die einfachste und wirksamste Sidechain ist eine normale Bank (oder bestimmte Börsen) mit einem Krypto-Konto. Sie deponieren die Kryptowährung auf Ihr Bankkonto und wechseln sie mit anderen Bankkunden, ohne die Transaktionen in die öffentliche Blockchain zu setzen. (An einigen Krypto-Börsen werden die Krypto-Überweisungen mit einem Code durchgeführt.) Natürlich speichert die Bank alle Transaktionen, sowohl für eigene Zwecke als auch für finanzielle Kontrolle. Wenn Sie bereit sind, eine Überweisung an eine andere Bank vorzunehmen, wird diese Transaktion in der Blockchain registriert. Die Banken können jedoch vereinbaren, die zwischenbanklichen Transaktionen nach ihren eigenen Regeln durchzuführen, z.B. unter Verwendung des Staates als der Garantiegeber.

Auf diese Weise werden die Transaktionen außerhalb der Blockchain durchgeführt und das Blockchain-System entladen.

Leider hat die Einbeziehung der Banken in den Prozess bestimmte Nachteile. Zuerst müssen Sie einer Bank, mit der Sie es zu tun haben, voll vertrauen können. Zweitens können Sie nicht sicher sein, dass die Bank Ihre Krypto-Münzen nicht für ihre eigenen Bedürfnisse verwenden wird. Die Anlage der Gelder von Kunden ist ein hässliches Verfahren, das ein häufiger Grund für Bankenzusammenbruch ist. Im Krisenfall ist die Bank einfach nicht in der Lage, ihre Verpflichtungen zu erfüllen und das Geld an ihre Kunden zurückzuzahlen.

Lightning-Netzwerk: Eine fortschrittlichere Lösung

Wenn Sie einer Bank Ihr Geld nicht anvertrauen wollen, können Sie von einer doppelten Sicherheit profitieren. Es ist, wenn zwei Benutzer (von denen einer nicht unbedingt eine Bank ist) den Blockchain-Vertrag verwenden, um die gleichen Geldbeträge zu sperren, so dass die Differenz in ihren Guthaben ihre gegenseitigen finanziellen Verpflichtungen zeigt. Das Wichtigste ist, dass dies den Aufbau eines Netzwerks von Benutzern ermöglicht, in dem die gesperrten Beträge als Garantie für die Ausführung der Transaktion dienen.

Wenn ein Benutzer (Absender) eine Übertragung an einen anderen Benutzer (Empfänger) vornimmt, werden die gegenseitigen Verpflichtungen aller Netzwerkteilnehmer zwischen dem Absender und dem Empfänger gleichzeitig dem Transferbetrag angepasst. Diese Anpassungen werden nicht in der Blockchain berücksichtigt. Wenn jedoch der Gesamtbetrag der Überweisung in eine Richtung den Gesamtbetrag der gesperrten Gelder übersteigt, ist die Abrechnung erforderlich, um die Bilanzen durch den Einsatz von Schleifen in LN oder den Versand des erforderlichen Betrags über die Blockchain auszugleichen.

Wie Sie sehen können, ermöglicht LN die Verarbeitung einer unbegrenzten Anzahl von Transaktionen nur dann, wenn der durchschnittliche Gesamtbilanzausgleich Null ist. Diese Situation ist nur dann möglich, wenn sich ein Netzwerk in einen zentralen Knoten verwandelt, in dem alle Clients die Blockchain-Benutzer sind, die ihr Geld nicht in der Blockchain speichern müssen.

Dies ist ein zuverlässiger, wirksamer und zentralisierter Ansatz, bei dem jedem Benutzer aus irgendeinem Grund eine Kryptoüberweisung verweigert werden kann, z.B. kann das System die Überweisung von Personen stornieren, die die Anforderungen der Finanzüberwachung nicht erfüllt haben; oder wenn Ihr Land den Sanktionen der EU, der USA, Chinas oder eines anderen wichtigen Wirtschaftsakteurs ausgesetzt ist; oder wenn Ihre gesperrten Beträge durch den Gerichtsbeschluss blockiert wurden; oder wenn eine Bank beschließt, das Risiko von Kapitalverlusten auf Sie zu verlagern; oder wenn Sie für Waren oder Dienstleistungen bezahlt haben, die in Ihrem Land verboten sind und vom Staat entzogen wurden.

Dies wird kein ernsthaftes Problem sein, wenn LN nicht der einzige verfügbare Weg ist, um die Blockchain einzusetzen. Wenn das Transaktionsvolumen in der Blockchain jedoch bei 1-2 Mb bleibt, ist das eine andere Geschichte.

Reicht das Lighting-Netzwerk aus?

Wenn wir über LN sprechen, müssen wir uns nicht auf die Gesamtzahl der Transaktionen konzentrieren, sondern auf die Anzahl der Blockchain- und Ausgleichstransaktionen, die von einem Benutzer während einer bestimmten Zeitperiode durchgeführt werden. Wenn es keine Zwischenknoten zwischen den Benutzern gibt, können die Benutzer eine unbegrenzte Anzahl von Überweisungen ohne Vermittlungsgebühren durchführen.

Zuerst muss jeder neue Benutzer mindestens eine Einlage auf sein Konto über die Blockchain deponieren. LN-Benutzer können keine Null-Bilanz haben.

Zweitens, um eine Verbindung zum LN herzustellen, muss es eine Öffnungstransaktion geben, um die bestimmten Beträge auf dem Eingabeknoten und dem Konto des Benutzers zu sperren.

Drittens kann es eine Abschlusstransaktion geben, wenn ein Benutzer das LN-Netzwerk verlässt (z.B. um sich mit einem anderen Knoten zu verbinden). Dies ist notwendig, um die Vermittlungsgebühren zu optimieren.

Die Verrechnung beträgt für die größte Anzahl von Transaktionen. Jede große Überweisung innerhalb des Netzwerks erhöht die Chance, dass eine solche Transaktion in jedem Zwischenknoten stattfindet. Gleichzeitig kann eine Transaktion, wenn das Netzwerk unwirksam gestaltet ist (d.h. es gibt keine Zyklen), von jedem Knoten verlangen, eine Verrechnungstransaktion durchzuführen. Je mehr Geld gesperrt ist, desto geringer ist der Bedarf an Verrechnung. Die großen Knoten werden in der Lage sein, ihre Kosten zu optimieren, um die Verrechnung über die Blockchain zu minimieren oder ganz aufzugeben. Das wird jedoch für normale Benutzer nicht erhältlich. Im besten Fall sperren die aktiven Benutzer nur einen kleinen Prozentsatz der durchschnittlichen Einlage (z.B. wenn das Gehalt einmal im Monat ausgezahlt wird). Dies bedeutet, dass die normalen Benutzer die Verrechnungstransaktionen zwischen den Auszahlungen durchführen müssen. Auf diese Weise wird ein durchschnittlicher Benutzer 1 Blockchain-Transaktion pro Monat durchführen.

Verrechnungsverfahren erfordert die große Anzahl von Transaktionen. Lassen Sie uns herausfinden, wie viele aktive Benutzer in der Lage sein werden, die Blockchain zu verwenden.

Ohne Segwit kann die Blockchain mit 1Mb-Limit 262.000 Transaktionen pro Tag und 7.883 Transaktionen pro Monat verarbeiten. Der Einsatz von Segwit erhöht die Anzahl der Transaktionen um 2,5-mal. Multipliziert man 7.883 mit 2,5, erhält man fast 19 Mio. Transaktionen.

Ein 1Mb Legacy Bitcoin-Block wird 19 Millionen aktive Benutzer bedienen.

Wenn wir die Blockgröße auf 2 Mb oder sogar 8 Mb erhöhen, wird dies nicht zu einer drastischen Veränderung der Benutzerzahl führen. Ob 19 oder 190 Millionen Benutzer – die Anzahl ist immer noch zu gering. Die Kryptowährungen benötigen Milliarden von aktiven Benutzern.

Gleichzeitig erhält ein typischer Bitcoin-Benutzer nicht unbedingt ein monatliches Gehalt oder leistet keine regelmäßigen Zahlungen. Das bedeutet, dass es nicht ganz richtig ist, über eine Verrechnungstransaktion pro Monat zu sprechen. Um die tatsächliche Anzahl der Transaktionen pro Benutzer zu ermitteln, muss man eine detaillierte Blockchain-Analyse durchführen. Dies geht über den Rahmen dieses Artikels hinaus.

Wenn wir keine technische und organisatorische Lösung für die Erhöhung der Blockgrößenbegrenzung finden, wird die steigende Gebühr für Blockchain-Überweisungen dazu führen, dass die Benutzer von lokalen Geldbörsen, in denen sie ihr Geld unter Kontrolle halten können, sich auf Online-Geldbörsen und Banken verschieben werden.

 

Kann das Lightning-Netzwerk die Blockchain retten?