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Was ist das Lightning Network?

In diesem Artikel werden wir die Entwicklung des Bitcoin Lightning Network von seinen Ursprüngen bis zu seinem aktuellen Stand untersuchen und seine Fortschritte, Herausforderungen und sein zukünftiges Potenzial untersuchen.

Was ist das Lightning Network?
März 3, 2025
Destiny

Bitcoin ist revolutionär, aber seine Skalierbarkeit schränkt seine Fähigkeit ein, eine große Anzahl von Transaktionen schnell und kostengünstig abzuwickeln. Das Lightning Network (LN), das in einem Whitepaper aus dem Jahr 2016 vorgestellt wurde, ist eine Lösung auf zweiter Ebene, die dieses Problem beheben soll, indem sie schnellere und günstigere Transaktionen ermöglicht. 

Dieser Artikel befasst sich mit der Entwicklung, den Fortschritten, den Herausforderungen und der Zukunft des Lightning Network.

Warum wurde das Lightning Network von Bitcoin geschaffen?

Das Lightning Network, das oft als Bitcoins "Zahlungsskalierungsschicht" bezeichnet wird, wurde erstmals 2016 vorgeschlagen und 2018 vollständig eingeführt.

Bis 2024 stieg die Akzeptanz sprunghaft an, da große Unternehmen, Energieversorger und Technologieunternehmen auf das Netzwerk bauten und die Effizienz von Bitcoin verbesserten. Heute unterstützen große US-Börsen wie Kraken und Coinbase Lightning , was einen wichtigen Meilenstein darstellt.

Die Einführung von Lightning hat sich beschleunigt. 2024 wird eine Rekordzahl von Unternehmen die Technologie integrieren - ein Trend, der sich voraussichtlich 2025 fortsetzen wird.

Die Bitcoin-Basisschicht kann etwa 7 Transaktionen pro Sekunde (TPS) verarbeiten, aber unter realen Bedingungen liegt sie typischerweise zwischen 3,3 und 7 TPS - weit unter den traditionellen Zahlungssystemen wie Visa.

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Theoretisch kann das Visa-Netzwerk über 65.000 Transaktionsnachrichten pro Sekunde verarbeiten, in der Praxis liegt der Durchschnitt jedoch bei 1.700 TPS und erreichte 2018 einen Spitzenwert von rund 15.900 TPS.

Um Bitcoin-Transaktionen zu skalieren, ermöglichen Layer-2-Lösungen wie das Lightning Network sofortige, hochvolumige und kostengünstige Zahlungen, was die effektive TPS von Bitcoin deutlich erhöht.

Die Transaktionsgebühren von Bitcoin variieren je nach Netzwerknachfrage. Im Februar 2025 schwankten die Gebühren erheblich. Am 1. Februar sank die durchschnittliche Gebühr auf $1,37 (ein Rückgang von 12,21% gegenüber dem Vortag und ein Rückgang von 79,15% gegenüber dem Vorjahr). Am 24. Februar beliefen sich die Tagesgebühren jedoch auf insgesamt 1,324 Millionen Dollar - ein Anstieg um 5,43 % gegenüber dem gleichen Tag des Vorjahres.

Bitcoin ist oft eine kosteneffiziente Option für große Überweisungen, aber für Kleinsttransaktionen (z.B. Kaffeekauf oder kleine Spenden) können die Transaktionsgebühren und Bestätigungszeiten ein Nachteil sein. Layer-2-Lösungen wie das Lightning Network und Lightning Bitcoin-Wallets helfen dabei, diese Probleme zu lösen, indem sie schnellere und kostengünstigere Zahlungen ermöglichen.

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Lightning Network in der Theorie: Ein tiefer Einblick in die Layer-2-Skalierung

Das Lightning Network (LN) baut auf Bitcoins Basisschicht auf, indem es die Grenzen der Skalierbarkeit überwindet. Bitcoin-Transaktionen müssen auf der Kette in Blöcken aufgezeichnet werden, die alle 10 Minuten hinzugefügt werden, was eine harte Obergrenze für das Transaktionsvolumen darstellt, es sei denn, das Protokoll wird erheblich geändert. LN umgeht dies, indem es Off-Chain-Transaktionen ermöglicht und so Staus und Gebühren reduziert.

Lesen Sie mehr: Wie funktionieren Bitcoin-Transaktionen?

Bitcoin-Protokolldebatten haben zu Hard Forks geführt, wie etwa Bitcoin Cash. Statt eines Forks arbeitet das Lightning Network (LN) als Layer-2-Lösung, die die Skalierbarkeit und Geschwindigkeit verbessert, ohne das Basisprotokoll von Bitcoin zu verändern - mit ähnlichen Vorteilen wie bei größeren Überarbeitungen, aber innerhalb des bestehenden Netzwerks.

Das Lightning Network (LN) ermöglicht schnellere Transaktionen, indem es einen Zahlungskanal zwischen zwei Parteien schafft. Nur die erste und die letzte Transaktion werden auf der Kette aufgezeichnet, alle anderen finden außerhalb der Kette statt, wodurch die Grenzen des Bitcoin-Protokolls umgangen und die Gebühren reduziert werden.

Um einen Lightning Network (LN)-Zahlungskanal zu eröffnen, übertragen beide Parteien Bitcoin, die gesperrt bleiben, solange der Kanal geöffnet ist. Der maximal übertragbare Betrag ist auf die Summe der von beiden Parteien übertragenen Bitcoin begrenzt. Hier ist ein Beispiel, um dies zu veranschaulichen:

Eröffnung eines Zahlungskanals

Stellen Sie sich vor, Alice und Bob wollen einen Lightning Network-Zahlungskanal einrichten.

  • Alice setzt 10 BTC ein und Bob setzt 5 BTC ein, wodurch ein gemeinsamer Pool von 15 BTC entsteht.
  • Diese erste Transaktion wird in der Bitcoin-Blockchain aufgezeichnet, was etwa 10 Minuten dauert.
  • Nach der Bestätigung können Alice und Bob sofort mehrere Transaktionen mit minimalen Gebühren exchange , die deutlich niedriger sind als bei On-Chain-Transaktionen.

Transaktionen durchführen

Da der Kanal nun offen ist, können Alice und Bob BTC frei exchange , ohne die Blockchain zu benötigen:

1. Alice schickt Bob 1 BTC → Alice: 9 BTC, Bob: 6 BTC

2. Alice schickt Bob 2 BTC → Alice: 7 BTC, Bob: 8 BTC

3. Bob schickt Alice 3 BTC → Alice: 10 BTC, Bob: 5 BTC

4. Bob schickt Alice 1 BTC → Alice: 11 BTC, Bob: 4 BTC

Den Kanal schließen

Wenn Alice oder Bob beschließen, den Kanal zu schließen:

  • Eine abschließende Transaktion wird an die Bitcoin-Blockchain gesendet.
  • Die endgültigen Salden - Alice: 11 BTC, Bob: 4 BTC - werden auf der Kette aufgezeichnet.

Weiterleitung von Zahlungen über das Lightning Network

Wenn Alice 1 BTC an Carol senden möchte, aber keinen direkten Kanal hat, kann sie die Zahlungen über Bob leiten, der einen Kanal zu Carol hat.

Bob leitet die Transaktion weiter und erhebt dafür möglicherweise eine kleine Gebühr. Wenn sich mehr Kanäle bilden, kann Alice mit jedermann Transaktionen durchführen, indem sie Zahlungen über zwischengeschaltete Knoten weiterleitet, so wie das Internet Daten über mehrere Server weiterleitet.

P.S. Das Netz verlagert sich von kleineren, ineffizienten Kanälen zu weniger, größeren und gut vernetzten Knotenpunkten.

Wie das Lightning expandiert

Das Lightning Network (LN) schafft ein Mesh-Netzwerk, in dem sich Nutzer über mehrere Zahlungskanäle verbinden. Auch ohne einen direkten Kanal können Transaktionen über Zwischenknoten geleitet werden, was nahtlose Zahlungen ermöglicht.

Selbst wenn beispielsweise Knoten A nur mit den Knoten B und C verbunden ist, kann er dennoch mit Knoten Q Transaktionen durchführen, indem er Zahlungen über das Netzwerk weiterleitet. Dieses effiziente Routing ermöglicht sofortige, kostengünstige Bitcoin-Transaktionen auf der ganzen Welt.

Herausforderungen und Zielkonflikte im Lightning Network

Das Lightning Network (LN) ist ein relativ neues Protokoll, das in Bezug auf Benutzerfreundlichkeit und Sicherheit mit einigen Problemen zu kämpfen hat, die im Folgenden erläutert werden.

1- Herausforderungen beim Betrieb eines LN-Knotens (Lightning Network)

Die durchschnittliche Kanalkapazität ist innerhalb von vier Jahren um 214 % gestiegen, während die Anzahl der Kanäle pro Knoten um 30 % gesunken ist.

Eine große Herausforderung für die Einführung von LN ist die Komplexität des Betriebs eines Lightning . Während LN auf ein starkes Netzwerk von Knotenpunkten angewiesen ist, erfordert der Betrieb eines solchen Knotens technisches Wissen und laufende Verwaltung, was kleinere Teilnehmer abschrecken kann. Die Einrichtung und Wartung eines LN-Knotens kann jedoch komplex sein, und kleinere Knoten haben möglicherweise Probleme mit Zahlungsanreizen. Obwohl der Betrieb eines LN-Knotens nicht wesentlich schwieriger ist als der Betrieb eines vollständigen Bitcoin-Knotens, könnte die zusätzliche Komplexität die Akzeptanz einschränken.

2- Kompromisse zwischen Benutzerfreundlichkeit und Sicherheit

Da LN in erster Linie Mikrotransaktionen unterstützt, werden die meisten Nutzer über LN-aktivierte Geldbörsen mit dem System interagieren. Diese Geldbörsen sind jedoch mit Abstrichen verbunden:

  • Nicht-verwahrte Lightning bieten mehr Kontrolle, sind aber schwieriger zu bedienen und für neue Nutzer oft verwirrend.
  • Custodial Lightning Wallets sind zwar einfach zu bedienen, erfordern aber das Vertrauen in einen Dritten, um die Gelder zu sichern - was potenzielle Risiken mit sich bringt, wenn der Dienstleister ausfällt oder kompromittiert wird.

Ein Gleichgewicht zwischen Benutzerfreundlichkeit, Sicherheit und Dezentralisierung bleibt eine Herausforderung für die breite Einführung von LN.

Lesen Sie mehr: Die Wahl der richtigen Bitcoin-Wallet

3- Schwachstellen 

Das Lightning Network (LN) wurde als anfällig für verschiedene Arten von Angriffen identifiziert, darunter:

  • Überschwemmungen und Beuteangriffe: Angreifer können das Netzwerk mit Transaktionen überschwemmen und mehrere Nutzer dazu zwingen, gleichzeitig Gelder auf der Kette einzufordern. Diese Überlastung kann die Gebühren erhöhen und Transaktionen verzögern, was zu Verlusten führen kann.
  • Zeitdehnungsangriffe: Angreifer können die Zustellung von Blöcken verzögern, so dass die Opfer neue Blöcke nicht in Echtzeit wahrnehmen können. 
  • Pinning-Angriffe: Angreifer können Transaktionsgebühren manipulieren, um die Opfer dazu zu bringen, ihre LN-Kanäle zu schließen und so einen Diebstahl zu ermöglichen. 
  • Griefing-Angriffe: Angreifer können das LN-Guthaben eines Opfers einfrieren und so Transaktionen verhindern, ohne Geld zu stehlen. 

Zukünftige Verbesserungen für das Bitcoin Lightning Network

Es gibt zwar Schwachstellen, aber es wurden noch keine größeren Angriffe gemeldet. Die Komplexität dieser Angriffe macht es schwierig, sie auszuführen, und die Entwickler arbeiten weiter an Abhilfemaßnahmen und betrachten die Identifizierung von Schwachstellen als eine notwendige Phase des Wachstums. Die Behebung bestimmter Angriffe, wie z.B. Pinning und Time-Dilatation, kann Updates sowohl für die LN-Implementierungen als auch für Bitcoin Core erfordern. 

Das Lightning Network steht vor Herausforderungen, aber als relativ junges Protokoll sind diese Wachstumsschmerzen zu erwarten. Die Entwickler sind aktiv dabei, das System zu verfeinern und zukünftige Verbesserungen könnten die Skalierbarkeit und Akzeptanz von Bitcoin erhöhen.

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