Bitcoins Lightning Network (LN) soll den Erwartungen zufolge einige grosse Probleme der Kryptowährungs-Blockchain lösen, darunter lange Transaktionszeiten und hohe Gebühren. Das Lighning Network basiert im Wesentlichen auf der Bitcoin Blockchain. Lightning Netzwerk kann man auf Deutsch ungefähr soerklären: Zentral sind sogenannte Payment Channels. Das Lightning Netzwerk ermöglicht es, innerhalb eines Zahlungskanals gebührenfrei Geld hin und her zu überweisen. Für das Routing können Knoten Gebühren verlangen. Diese sind aber nicht nicht höher als ein paar Satoshis. Daher lassen sich mit dem Lightning Netzwerk erstmals weltweit Geldbeträge praktisch gebührenfrei in Echtzeit übertragen. Dieses Netzwerk wurde erstmals 2015 vorgestellt und es dauerte gut 3 Jahre, bis dieses Jahr erste Zahlungen via Lighting Network getätigt werden konnten. Das Ding läuft also. Trotzdem ist noch vieles unklar, insbesondere wohin die Reise gehen soll. Im Folgenden werden nun drei Wege aufgezeigt, wie sich das Lightning Network entwickeln könnte:
Submarine Swaps
Lightning Network-Transaktionen werden im Wesentlichen über private Kanäle zweier Parteien abgewickelt und werden nicht auf der Hauptblockchain des Bitcoins aufgezeichnet, sofern nicht eine von beiden Transaktionsparteien den Kanal schliesst. Jede Transaktion muss von mindestens einer Transaktionspartei vorfinanziert werden und übernimmt eine kleine Gebühr für das Eröffnen und Schliessen. In einigen Fällen können zwei Parteien endlos viele Transaktionen miteinander abwickeln, ohne dass deren Beträge in der Hauptblockchain aufgezeichnet werden. Der Hauptnutzen dieses Szenarios liegt in regelmässigen Transaktionen zweier Entitäten.
Wie sieht es aber bei einmaligen und zufälligen Transaktionen zwischen zwei Parteien aus?
Das Eröffnen und Schliessen von Transaktionen weist diverse Probleme auf, weil eine einzelne Partei am Ende tausende offene Kanäle hat, die aber nur zu einmaligen Transaktionen gehören. Gemäss Schätzungen von Thaddeus Dryja, Co-Autor des ursprünglichen Papers, das das LN vorstellte, kann die Bitcoin-Blockchain derzeit mehr als 800 Millionen Nutzern LN-Kanäle bieten, weil jeder Kanal eine zugehörige On-Chain-Transaktion erfordert. Submarine Swaps könnten eine Lösung sein.
Alex Bosworth formulierte, dass Submarine Swaps den Transfer von Geldmitteln zwischen der Bitcoin-Blockchain und dem Lightning Network durch einen Mittelsmann ermöglichen, der Zahlungen an eine Adresse in der Bitcoin-Blockchain tätigt. Das bedeutet, dass der Mittelsmann Bitcoins von einer On-Chain-Transaktion ins Lightning Network und umgekehrt transferieren kann.
Splicing
Splicing ist eine innovative Lösung für das Problem, Geldmittel zwischen zwei Kanälen aufzufüllen. Derzeit werden Kanäle von einer oder beiden Transaktionsparteien vorfinanziert. Sobald dem Kanal das Geld ausgeht, müssen beide Parteien einen neuen separaten Kanal eröffnen, um ihre Transaktionen fortzusetzen. Splicing erlaubt einem bestehenden Kanal, offenzubleiben, während die Nutzer sein Guthaben erhöhen oder Geld aus ihm abziehen. Diese Aufgabe führt es durch Erstellen einer On-Chain-Transaktion aus, die der Eröffnungstransaktion zwischen zwei Parteien auf dem LN-Kanal ähnelt. Transaktionen werden an beiden Orten aktualisiert, bis die On-Chain-Transaktion bestätigt wird. Anschliessend kann der LN-Kanal jedes Mal dann aktualisiert und bestätigt werden, wenn ihm das Geld ausgeht. Ihm wird einfach durch die zuvor bestätigte On-Chain-Transaktion wieder Geld zur Verfügung gestellt. Zusätzlich zum Ermöglichen von Entnahmen und dem Aufladen von Geldmitteln, erlauben die LN-Transaktionen auch die Kommunikation zwischen On-Chain- und Off-Chain-Transaktionen – ein Problem, das auch Submarine Swaps lösen möchten.
Atomic Multipath Payments
Transaktionen werden im LN durch ein Lightning-Knoten-Netzwerk verarbeitet, das dafür verantwortlich ist, Transaktionen in der Blockchain abzuwickeln. Auch wenn das System effizient ist, zeigt sich auch ein Problem für individuelle Knoten, weil Anforderungen an den Kontostand erhoben werden, um eine Transaktion auszuführen. Atomic Multipath Payments stellen eine mögliche Lösung dar. Sie nutzen die Kontostände mehrerer Hops, um eine Transaktion abzuwickeln. Im Grunde wird eine einzelne Zahlung in viele kleine Zahlungen aufgespalten, die dann zwischen den Hops geroutet werden. Für die volle Transaktionssumme ist kein einzelner Hop erforderlich – mit Ausnahme der Start- und Endknoten. Beispielsweise kann ein Transfer von 100 mBTC in zwei oder drei gleichwertige Transaktionen aufgespalten werden, die zwischen verfügbaren LN-Knoten geroutet werden. Dieses System ähnelt dem Zahlen über die Bitcoin-Blockchain, bei dem ebenfalls Transaktionen in viele kleine Zahlungen aufgebrochen werden. Allerdings stellen unvollständige Zahlungen ein Problem dar, weil sie bei mehreren Hops unvollständige Guthaben hinterlassen würden. Hash Timelock Contracts, die nach einer bestimmten Zeit oder Anzahl erzeugter Blocks ablaufen, wurden als mögliche Lösung für dieses Problem betrachtet.
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