Patchen des Lightning-Netzwerks

Während die Beta-Implementierung des Lightning Network die ersten Transaktionen über die Blockchain sendet, haben zwei Entwickler ein Forschungspapier veröffentlicht , in dem sie eine wichtige Modifikation vorschlagen.

Von seinen Befürwortern wird das Lightning Network als Retter von Bitcoin gepriesen, der möglicherweise die Skalierungsprobleme lösen kann, die die Blockchain daran hindern, die Anzahl an Transaktionen pro Sekunde zu verarbeiten, die es ihr ermöglichen würde, mit Unternehmen wie Visa und Paypal zu konkurrieren.

Allerdings hat das Netzwerk auch seine Probleme, und trotz des Versprechens, die Kapazität von Bitcoin deutlich zu erhöhen, erfordert das Netzwerk selbst, dass die Benutzer eine beträchtliche Datenmenge speichern, was das Herunterladen und Ausführen erschwert.

Daher haben Olaoluwa Osuntokun von Lightning Labs sowie Christian Decker und Rusty Russell von Blockstream einen neuen Vorschlag veröffentlicht. Eltoo – die phonetische Schreibweise von „L2“ oder Layer Two – stellt eine alternative, „vereinfachte“ Methode für Off-Chain-Transaktionen dar.

„Ein einfacher, aber dennoch leistungsstarker Mechanismus zur Neuverhandlung und Ungültigmachung von Off-Chain-Protokollen und Smart Contracts. Eltoo ist wesentlich einfacher zu implementieren und zu analysieren als bisherige Protokolle, lässt sich problemlos auf eine beliebige Anzahl von Teilnehmern erweitern und benötigt nur sehr wenig Speicherplatz.“

Das Eltoo-Protokoll verspricht nicht nur ein schnelleres und effizienteres Lightning-Netzwerk, sondern auch die Lösung seines größten bisherigen Problems: die Möglichkeit, dass ein Nutzer eine veraltete statt der aktuellen Version einer Abrechnungstransaktion an das Netzwerk sendet. Um dies besser zu verstehen, müssen wir die Grundlagen noch einmal betrachten.

Grundlagen der Blitzbeleuchtung

Der im Januar 2016 veröffentlichte LN-Vorschlag beschrieb eine Off-Chain-Lösung, die es ermöglichen würde, Bitcoin für Mikrozahlungen wie den Kauf einer Tasse Kaffee zu verwenden. Zuvor konnten für kleine Einkäufe unannehmbar hohe Gebühren anfallen.

Der Mechanismus kann als das Zusammentreffen zweier Parteien mit einer vertraglichen Vereinbarung verstanden werden, die als „Zahlungskanal“ bezeichnet wird.

Beide Parteien hinterlegen beispielsweise jeweils einen Bitcoin, um einen Off-Chain-Zahlungskanal zu öffnen. Dieser ermöglicht es ihnen, Geld sofort und gebührenfrei untereinander auszutauschen. Da dieser Kanal nicht direkt auf der Haupt-Blockchain basiert, wird das Netzwerk weniger belastet, wodurch geringere Gebühren entstehen.

Solange der Zahlungskanal offen bleibt, können Transaktionen weiterhin durch Entnahmen aus dem ursprünglichen Einsatz von einem Bitcoin durchgeführt werden, und alle werden in einem separaten, außerhalb der Blockchain liegenden Ledger aufgezeichnet.

Jede Transaktion im Zahlungskanal wird in diesem separaten Hauptbuch aufgezeichnet, aber erst dann an die Blockchain übertragen, wenn der „Zahlungskanal“ geschlossen wird.

Sollte einer der Transaktionsteilnehmer versuchen zu betrügen, indem er einen veralteten Kanalsaldo sendet, der ihm mehr einbringt, als ihm zusteht, so wird er bestraft, indem er alle eingesetzten Gelder an die andere Partei verliert.

Dies wirft jedoch ein Problem auf, da ein falscher Zahlungssaldo nicht auf böswillige Absicht, sondern auf einen Softwarefehler zurückzuführen sein kann, was dennoch dazu führen würde, dass die unschuldige Partei ihr gesamtes Kanalguthaben verliert.

Die Eltoo-Lösung

Eltoo schlägt eine Lösung für dieses Problem vor, indem die Guthaben der Zahlungskanäle kontinuierlich außerhalb der Blockchain aktualisiert werden. Wenn der Kanal geschlossen wird, wird jedoch nur die letzte Abrechnungstransaktion und das Schlussguthaben in der Blockchain bestätigt, anstatt des gesamten Datensatzes.

Dies fungiert als „Mechanismus zur Verzögerung der endgültigen Abrechnung“. Wenn also eine Partei versucht, durch die Vorlage einer veralteten Transaktion bei der Abrechnung zu betrügen, erhält die andere Seite Zeit, die neuesten Transaktionen zu übermitteln, die zeigen würden, dass diese Daten falsch sind.

Dieser Prozess wird im Blogbeitrag von Blockstream anhand einer Analogie beschrieben – als wären die beiden Off-Chain-Transaktionspartner Vertragspartner und die Blockchain das Gericht.

„Wir können uns die Off-Chain-Verhandlung als vertragliche Vereinbarung zwischen mehreren Parteien vorstellen und die Abwicklung als Vorlage des Falls vor einem Gericht – in diesem Fall der Blockchain –, das über den endgültigen Zustand entscheidet. Da alle Aktualisierungen Off-Chain erfolgen, benötigen wir eine Möglichkeit für das On-Chain-Gericht, alle Argumente anzuhören, bevor es ein endgültiges Urteil fällt. Falls ein Teilnehmer die Abwicklung des Vertrags initiiert, benötigen wir einen Mechanismus, der die endgültige Abwicklung verzögert, um der Gegenpartei die Möglichkeit zu geben, einen aktuelleren Zustand bereitzustellen.“

Wie der Entwickler C Decker auf Reddit erläuterte , besteht der größte Vorteil des Protokolls neben der Behebung dieses Problems darin, dass es nur die aktuellsten Off-Chain-Transaktionsdaten speichert, wodurch die Speicherkosten gesenkt und die Datensicherung vereinfacht werden.

Noch eine Gabel?

Decker erklärte außerdem, dass vor der Implementierung von Eltoo eine Änderung am Bitcoin-Protokoll vorgenommen werden müsse, indem das „SIGHASH_NOINPUT“-Flag für Signaturen eingeführt werde.

Dies lässt sich nur durch einen Soft Fork erreichen, der selbst kontrovers diskutiert werden könnte. Trotz des umstrittenen Bitcoin-Cash-Hard-Forks des letzten Jahres besteht weiterhin Uneinigkeit darüber, ob On-Chain- oder Off-Chain-Skalierungslösungen den besten Weg für Bitcoin bieten.

Das Eltoo-Protokoll könnte die Antwort sein, um das volle Potenzial des Lightning Networks auszuschöpfen.