Wachtürme stärken das Lightning Network gegen Betrug

Das Lightning Network , eine Skalierungslösung für Bitcoin, fügt der Bitcoin-Blockchain eine zweite Ebene hinzu, die es Nutzern ermöglicht, Zahlungskanäle zwischen beliebigen Parteien einzurichten. Diese Kanäle können nach Gebrauch geschlossen oder unbegrenzt offengehalten werden. Da sie zwischen zwei Parteien eingerichtet werden, erfolgen Transaktionen sofort und die Gebühren sind extrem niedrig. Lightning ermöglicht es Bitcoin-Nutzern, das Zahlungsnetzwerk für Artikel mit geringem Wert, wie beispielsweise eine Tasse Kaffee, zu nutzen, ohne die höheren Gebühren und längeren Bestätigungszeiten der Bitcoin-Blockchain in Kauf nehmen zu müssen. Obwohl das Netzwerk bereits eine beachtliche Verbreitung gefunden hat – zum Zeitpunkt der Veröffentlichung dieses Artikels betreiben 8,789 Nodes 34,650 Kanäle – befindet sich die Technologie noch im experimentellen Stadium und birgt gewisse Risiken, darunter das Betrugspotenzial. Durch die Überwachung der Netzwerkaktivitäten sollen die neuen „Watchtower“ verhindern, dass die Gegenseite im Kanal Nutzer um ihre Gelder betrügt.

Die Softwarearchitektur – die ursprünglich im Lightning- Whitepaper von 2016 vorgestellt wurde – wurde mit dem Update vom Juni in den Lightning Network Daemon implementiert. Sie ermöglicht es Netzwerkteilnehmern, den Schutz eines Transaktionsüberwachungsdienstes zu nutzen, der verhindert, dass Benutzer durch die erneute Übertragung alter Transaktionen Betrug begehen.

Schutz des Zahlungskanals

Wie der Blockstream-Forscher Christian Decker vorschlägt, kann man das Öffnen eines Kanals im Lightning Network als „das Ausspielen eines kleinen Geldbetrags und die anschließende Entscheidung, wie dieser aufgeteilt wird“ betrachten.

Die Analogie lässt sich anhand des bekannten fiktiven Kryptografie-Paares Alice und Bob verdeutlichen. Wenn ein Lightning-Kanal geöffnet wird, könnten Alice und Bob jeweils 5,000 Satoshis einzahlen, insgesamt also 10,000 Satoshis. Alice könnte sich dann entscheiden, Bob einen Kaffee für 2,000 Satoshis zu bezahlen, sodass noch 3,000 Satoshis für Alice und 7,000 für Bob übrig bleiben.

Wenn Bob jedoch nach Hause geht, um zu schlafen, verreist oder seine Internetverbindung verliert, ist die Transaktion anfällig für Manipulationen. Sollte Alice unlautere Absichten haben, könnte sie beim Schließen des Kanals den Anfangszustand anstelle des Endzustands übertragen. Dies wird als betrügerisches Kanalschließen bezeichnet und würde bedeuten, dass sowohl Alice als auch Bob ihre 5,000 Satoshis zurückerhalten, wodurch Alice eine Tasse Kaffee gratis bekäme.

Nach Schließung des Kanals besteht eine gewisse Frist, in der beide Parteien Alarm schlagen können. Bei längerer Abwesenheit verfällt diese Frist. Ohne Überwachungstürme könnte Bob Alice nur daran hindern, die Gelder zu stehlen, indem er online bleibt. Dies ist aus Nutzersicht unrealistisch – vergleichbar mit der Notwendigkeit, eine ständige Internetverbindung aufrechtzuerhalten, um sein Bankkonto vor Betrug zu schützen.

Der Wachturm fungiert als dritte Partei, die den Tisch von Alice und Bob überwacht, um Transaktionen zu kontrollieren und Betrug aufzudecken. Wenn Alice versucht, Bob zu betrügen, wird der Wachturm ihn alarmieren, damit er die Gelder zurückholen kann.

Bau der Wachtürme

Nachdem das Konzept erstmals im ursprünglichen Whitepaper zum Lightning Network vorgestellt wurde, wurden verschiedene Implementierungen von Watchtowern getestet, unter anderem im MIT Lit , einer schlanken Version des Lightning Network unter der Leitung von Thaddeus Dryja, dem Mitbegründer von Lightning Labs.

Die neue Version, an der Berichten zufolge seit Anfang 2018 gearbeitet wurde, gilt als die bisher fortschrittlichste Implementierung von Watchtowers für den praktischen Einsatz. Anders als frühere Versionen können die Watchtowers, die im Wesentlichen Lightning-Knoten mit einem anderen, dedizierten Algorithmus sind, von jedem betrieben werden.

Dies ermöglicht es sowohl Privatpersonen als auch Unternehmen, die Zahlungen im Lightning Network empfangen oder senden, eigene Funkzellen zu betreiben, um ihre Knoten zu schützen. Wer keine eigenen Funkzellen betreiben möchte, da dies mit Kosten in Bezug auf das Netzwerkdatenvolumen verbunden ist, kann sich mit externen Funkzellen verbinden, um seine Transaktionen abzusichern.

Aktuell sind diese Überwachungstürme nicht darauf ausgelegt, Belohnungen für die Überwachung von Transaktionen zu erhalten. Dies könnte sich jedoch in zukünftigen Softwareversionen ändern. In einem Tweet zur Ankündigung der Implementierung deutete Lightning-Labs-Ingenieur Alex Bosworth an, dass die nächste Version Überwachungstürme mit Anreizmodellen wie „Ecash-Token“ ausstatten könnte, die Drittanbieter-Knoten für ihre Betriebskosten entschädigen würden.