Jede hinreichend fortschrittliche Technologie ist von Magie nicht zu unterscheiden.
Arthur C. Clarke, 3. Clarkesche Gesetze
Was ist Bitcoin⚡️Lightning?
Bitcoin Lightning ist die 2. Schicht auf Bitcoin, dem sichersten Netzwerk der Welt. Hier skaliert Bitcoin, und das Zahlungssystem wird schnell, günstig und äußerst effizient. Lightning sind Zahlungskanäle die zwischen Lightning Nodes aufgebaut werden. Das sind oft Mini-Computer die auf der Festplatte die Bitcoin Blockchain gespeichert haben und Transaktionen verifizieren und weiterleiten können. Sie sperren einen Teil ihres Bitcoin Guthabens in einem kryptographisch gesicherten Vertrag zwischen den zwei Parteien des Zahlungskanals. Mit Bitcoin Lightning braucht man Zahlungen nicht On-Chain, also auf der Blockchain abwickeln, sondern die Zahlungen werden nur in den Zahlungskanäle hin und her geschoben, wie bei einem Abakus 🧮. Lightning wird Blitz ⚡️genannt, weil die Zahlungen sehr schnell abgewickelt werden können.
1. Bitcoin Lightning erklärt am Beispiel des Schichtmodells
Das Schichtmodell lässt sich am besten mit dem Schichtmodell des Internets vergleichen. Das Internet hat physische Server auf der ersten Schicht. Auf dieser baut die zweite Schicht auf, die Transportschicht mit Protokollen wie TCP/IP. Auf der Transportschicht folgt dann die dritte Schicht, die Anwendungsschicht, die unseren täglichen Nutzen des Internets ermöglicht. Ohne die Server (1. Schicht) oder das TCP/IP Protokoll (2. Schicht) gäbe es keine Anwendungsschicht (3. Schicht) – für uns kein Internet.
Die erste Schicht, als Hardware, ist fundamental, und jede weitere Schicht spezialisiert sich und steigert den Nutzen durch neue Technologien und Möglichkeiten. Im übertragenen Sinne bedeutet das: Wenn die erste Schicht des Internets die Infrastruktur ist, dann ist Bitcoin die erste Schicht mit den digitalen Werten – also das Fundament der Werte. Das Lightning Netzwerk nennt man die zweite Schicht, eine Transportschicht, in der Zahlungen effektiv abgewickelt werden können. Die Anwendungen, die auf Lightning folgen, könnte man als die dritte Schicht bezeichnen. Ohne Bitcoin gäbe es weder Lightning noch die darauf aufbauenden Anwendungen. Jede weitere Schicht erhöht den Nutzen der darunter liegenden Schichten. Jede höhere Schicht ist frei in der Gestaltung und hat im Prinzip keinen Einfluss auf die darunter liegende Schicht.
Auf der Lightning Schicht, auch Ebene genannt, können wir gestalten und somit skalieren, ohne das Protokoll von Bitcoin ändern zu müssen und damit die Sicherheit oder Dezentralität zu gefährden. Die Beziehung dieser drei Grundelemente – Sicherheit, Dezentralität und Skalierbarkeit – nennt man auch das Blockchain Trilemma. Schraubt man an einem Element, beeinflusst man notgedrungen auch mindestens ein anderes. Bitcoin hat die Sicherheit und Dezentralität (Erlaubnisfreiheit, Zensurresistenz, Verfügbarkeit, usw.) maximiert, das Skalieren erfolgt auf einer anderen Ebene.
2. Wie funktioniert Lightning?
Hier wird es etwas kompliziert, aber ich versuche es trotzdem. Das Bitcoin Lightning Netzwerk besteht aus tausenden kleiner Computer, die Nodes (Knoten) genannt werden. Jeder Node ist nur mit wenigen anderen Nodes verbunden, aber da alle mit anderen Nodes verbunden sind, entsteht so ein riesiges Netzwerk – das Bitcoin Lightning Netzwerk. Wenn sich jetzt zwei Nodes einig sind, können sie einen Zahlungskanal aufbauen. Der Zahlungskanal ist eine Art digitaler Vertrag zwischen den beiden Teilnehmern. Als Beispiel: Du hast zum Beispiel einen Freund namens Bob, bei dem du gerne einkaufst. Aber du möchtest nicht für jeden kleinen Einkauf eine neue Überweisung tätigen. Also schließt ihr einen Vertrag über, sagen wir mal, 0,01 Bitcoin ab.
Die 0,01 Bitcoin gibst du einem Verwahrer, einer Art Treuhänder, und sagst, dass wenn Bob dir etwas geliefert hat, ihr das im Vertrag aktualisiert. Du hast dann etwas weniger auf deiner Seite, und Bob hat etwas mehr. Nach jeder Lieferung bekommt der Verwahrer dann eine Kopie des Vertrags, in dem ihr beide unterschrieben habt. So kann Bob dir immer wieder etwas liefern, ohne dass du eine Überweisung durchführen musst. Wenn einer von euch beiden die Verbindung trennen möchte, wird der Zahlungskanal “gesettelt”, also geschlossen. Ihr geht beide zum Verwahrer, und jeder bekommt das ausbezahlt, was euch nach der letzten Transaktion zusteht.
Das Schöne an solchen Zahlungskanälen ist, dass es keine Einbahnstraßen sein müssen. Du kannst auch etwas für Bob tun, ihm selbst etwas liefern oder eine Retoure einreichen. Dann wird das nur im Zahlungskanal zwischen euch beiden festgehalten, und ihr müsst auch keine echte Transaktion durchführen. Der Kontostand beider Seiten wird nur einmal im Vertrag aktualisiert. Bei Lightning besteht der Vertrag natürlich nicht aus physischen Personen wie einem Verwahrer oder Treuhänder; es sind digitale Verträge mit Sicherungsfunktionen. Ihr unterschreibt jeweils beide den kryptographisch gesicherten Vertrag, sobald ihr eine Transaktion in die eine oder andere Richtung tätigt.
3. Und wie entsteht das Netzwerk?
Ganz einfach, wenn Bob einen zweiten Zahlungskanal zu zum Beispiel Carol hat, kannst du auch Carol bezahlen. Du bittest Bob einfach, den Betrag an Carol weiterzuleiten. Du hast dann etwas weniger auf deiner Seite des Zahlungskanals zu Bob, Carol hat dann etwas mehr auf ihrem Zahlungskanal zu Bob, und Bob selbst hat in Summe seiner beiden Zahlungskanäle das Gleiche wie vorher. Bob sollte also keine Probleme damit haben, das Geld weiterzureichen. Einzig für den Aufwand könnte er eine geringe Gebühr verlangen. So entsteht das Netzwerk. Wahrscheinlich werden Bob, Carol oder du weitere Zahlungskanäle haben. Irgendwann ist jeder mit jedem zumindest indirekt verbunden, und das ermöglicht Bitcoin-Zahlungen, ohne dass man es direkt auf der ersten Schicht, dem Bitcoin-Netzwerk, abwickeln muss. Mit Lightning funktioniert auch alles sofort und günstig, da nur wenige Teilnehmer bei der Transaktion mitwirken müssen. Man muss also keine Daten teuer und langsam (Blockzeit ≈ 10 Minuten) in die Blockchain schreiben.
Lediglich das Eröffnen oder Schließen eines Zahlungskanals erfordert eine Layer-1 On-Chain Transaktion auf die Blockchain. Zahlungen über das Lightning Netzwerk nennt man deswegen auch Off-Chain Zahlungen. Sie finden nur in den betroffenen Zahlungskanälen statt. Sie sind in automatisierte Verträge kryptografisch gesichert. Falls ein Teilnehmer mal verschwindet oder versucht zu betrügen, gibt es vorher festgelegte Optionen, die den Vertrag nach Zeit zum letzten bekannten Stand auflösen. Und falls jemand versucht, einen alten Stand einzureichen, kann er sogar bestraft werden.
Zu den Gebühren für Lightning-Zahlungen ist noch zu erwähnen, das sie sich bei keinen Transaktionen, zum Beispiel wenigen Cent bis zu einigen Euro, im Cent-Bereich, also wenige Satoshis bewegen. Damit sind sie viel günstiger als bei klassischen Zahlungssystemen wie PayPal und Kreditkarte. Zahlungen mit hohem Volumen, umgerechnet auf mehrere Hundert Euro/Dollar, können jedoch auch recht teuer werden, da die Kosten für Lightning-Transaktionen proportional zum Betrag ansteigen. Eventuell ist es nicht einmal möglich, den gewünschten Betrag in einer einzigen Transaktion zu übertragen, da es nicht genügend Kanäle gibt, die groß genug sind. In diesem Fall sollte man darüber nachdenken, eine On-Chain-Zahlung durchzuführen. Aber für kleine Zahlungen und Micropayments ist Lightning perfekt: schnell, Peer-to-Peer, günstig und endgültig.
Für Lightning hab ihr jetzt aber erstmal eine gute Grundlage 🎓 Glückwunsch!
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– Lightning ⚡ (er)leben –
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