Lightning Network: Erklärung und Anleitung

💡 Lightning Network: Das Wichtigste in Kürze

• Was ist das Lightning Network? Das Lightning Network ist eine Second-Layer-Lösung für Bitcoin. Es ermöglicht schnelle und kostengünstige Transaktionen durch die Erstellung von Zahlungskanälen zwischen Nutzern.
• Wie funktioniert das Lightning Network? Das Lightning Network funktioniert, indem es Zahlungskanäle zwischen Nutzern erstellt, in denen Transaktionen off-chain durchgeführt werden.
• Welche Vorteile hat das Lightning Network für Bitcoin? Lightning verbessert die Skalierbarkeit und ermöglicht effiziente Mikrozahlungen mit geringen Gebühren. Es wickelt Transaktionen off-chain ab und entlastet so die Bitcoin-Blockchain.
• Welche Wallets unterstützen Lightning? Mittlerweile unterstützen diverse Bitcoin Wallets das Lightning Network. Unter den Hardware-Wallets ist insbesondere die BitBox empfehlenswert.
• Wo kann ich Bitcoin kaufen? Für den Kauf von Bitcoin empfehlen sich regulierte Krypto-Börsen. In unserem Vergleich schneidet Bitpanda als bester Anbieter ab.

Was ist das Lightning Network?

Das Lightning Network ist eine zweite Schicht (Layer-2) über der Bitcoin-Blockchain. Sie wurde entwickelt, um die Skalierbarkeitsprobleme von Bitcoin zu lösen. Das Lightning Network ermöglicht schnellere und kostengünstigere Transaktionen. Um dies zu erreichen, werden die meisten Transaktionen außerhalb der eigentlichen Blockchain abgewickelt.

Der Nutzen des Lightning Networks für Bitcoin

»Welches Problem löst das Lightning Netzwerk?« - Das Lightning Netzwerk bietet eine Lösung für die Skalierung von Bitcoin. Es ermöglicht schnellere und kostengünstigere Off-Chain-Transaktionen, ohne die Haupt-Blockchain zu belasten.

Nachfolgend schauen wir uns die Problemstellung sowie die vorgeschlagene Lösung durch das Lightning Network im Detail an.

Die Problemstellung

Der rapide Anstieg der Bitcoin-Nutzung im Jahr 2013 und erneut Ende 2017 zeigte die Skalierbarkeitsprobleme des Bitcoin-Netzwerks auf, das nur etwa 7 Transaktionen pro Sekunde verarbeiten kann. Dieses Limit führt bei hoher Nachfrage zu längeren Wartezeiten und höheren Transaktionsgebühren. Es treten also folgende Probleme auf:

• Skalierbarkeitsproblem: Bitcoin kann nur etwa 7 Transaktionen pro Sekunde verarbeiten.
• Langsame Bestätigungszeiten: Transaktionen im Bitcoin-Netzwerk benötigen durchschnittlich 10 Minuten für eine Bestätigung.
• Hohe Transaktionsgebühren: Bei hoher Netzwerkbelastung steigen die Transaktionsgebühren signifikant.

Die Lösung

Das Lightning Network bietet mehrere bedeutende Eigenschaften, die es zu einer leistungsfähigen Lösung für Bitcoin-Transaktionen machen.

• Skalierbarkeit: Das Lightning Network erhöht die Transaktionskapazität von Bitcoin erheblich. Anstatt jede Transaktion in die Bitcoin-Blockchain zu schreiben, können Millionen von Off-Chain-Transaktionen durchgeführt werden, die nur bei der Öffnung und Schließung der Kanäle On-Chain-Einträge benötigen.
• Geschwindigkeit: Transaktionen im Lightning Network sind nahezu sofortig. Da die Transaktionen Off-Chain stattfinden, müssen sie nicht auf Bestätigungen in der Blockchain warten. Das verkürzt die Zeit für die Abwicklung drastisch.
• Niedrige Gebühren: Die Transaktionsgebühren im Lightning Network sind im Vergleich zu On-Chain-Transaktionen sehr gering. Da weniger On-Chain-Transaktionen notwendig sind, fallen weniger Miner-Gebühren an, was besonders für Mikrotransaktionen attraktiv ist.
• Mikrotransaktionen: Das Lightning Netzwerk ermöglicht Mikrotransaktionen, die mit der regulären Bitcoin-Blockchain aufgrund der hohen Gebühren und der langsamen Bestätigungszeiten unpraktisch wären. Dies eröffnet neue Anwendungsfälle wie Trinkgelder, Bezahlung pro Nutzungseinheit und mehr.

Eine wichtige Kennzahl ist in diesem Kontext die Lightning Network Kapazität. Die Lightning Network Kapazität ist die Summe aller Bitcoin, die in den aktiven Kanälen des Lightning Networks hinterlegt sind.

Eine höhere Kapazität bedeutet, dass mehr Liquidität im Lightning Network vorhanden ist. Das führt zu einer größeren Anzahl und einem höheren Volumen an möglichen Transaktionen.

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Wie funktioniert das Lightning Network?

»Wie genau funktioniert das Bitcoin Lightning Network aber nun?« - Um die Funktionsweise zu veranschaulichen, schauen wir uns im Detail an, wie eine Transaktion auf dem Lightning Netzwerk verarbeitet wird.

1. Eröffnung eines Zahlungskanals

Um eine Transaktion im Lightning Network durchzuführen, müssen zwei Parteien zunächst einen Zahlungskanal eröffnen. Dies erfolgt durch eine On-Chain-Transaktion, bei der beide Parteien einen bestimmten Betrag an Bitcoin in einem gemeinsam kontrollierten Multi-Signatur-Wallet hinterlegen. Diese Eröffnungs-Transaktion wird in die Bitcoin-Blockchain eingetragen und stellt sicher, dass beide Parteien die gleiche Menge an Bitcoin zur Verfügung haben, um Transaktionen innerhalb des Kanals durchzuführen.

2. Durchführung von Off-Chain-Transaktionen

Nachdem der Kanal eröffnet wurde, können die beiden Parteien beliebig viele Transaktionen durchführen, ohne dass diese in die Bitcoin-Blockchain eingetragen werden müssen. Diese Transaktionen werden Off-Chain abgewickelt und durch die Aktualisierung der internen Kontostände im Zahlungskanal dargestellt. Wenn eine Partei eine Zahlung an die andere senden möchte, wird einfach der Kontostand im Kanal entsprechend angepasst. Jede dieser Off-Chain-Transaktionen ist sofort und kostengünstig.

3. Verwendung von Hashed Time-Locked Contracts (HTLCs)

Für zusätzliche Sicherheit und um komplexere Zahlungsszenarien zu ermöglichen, verwendet das Lightning Network Hashed Time-Locked Contracts (HTLCs). HTLCs sind spezielle Smart Contracts, die sicherstellen, dass Zahlungen nur dann durchgeführt werden, wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind. Eine typische Bedingung ist, dass der Zahlungsempfänger innerhalb einer bestimmten Zeitperiode einen Hash liefert, der die Zahlung autorisiert. Falls der Empfänger dies nicht tut, wird die Zahlung automatisch storniert und die Mittel zurückerstattet.

Ein Beispiel für eine HTLC-Transaktion könnte wie folgt aussehen:

• Alice möchte Bob 1 Bitcoin über das Lightning Network senden.
• Alice erstellt einen Vertrag mit einem Hash-Wert, der von einem geheimen Wert (Pre-Image) abgeleitet wird, den nur sie kennt.
• Alice sendet den Betrag an einen Zwischenknoten oder direkt an Bob, aber der Betrag ist durch den Hash-Lock gesperrt.
• Bob muss den Pre-Image offenlegen, um den Betrag zu erhalten.
• Wenn Bob den Pre-Image innerhalb der festgelegten Zeit offenlegt, erhält er die Bitcoin. Wenn nicht, wird der Betrag an Alice zurückgegeben.

4. Routing von Zahlungen über mehrere Kanäle

Eine der leistungsstärksten Funktionen des Lightning Networks ist die Fähigkeit, Zahlungen über mehrere Kanäle hinweg zu routen. Wenn der Sender und der Empfänger keinen direkten Zahlungskanal haben, kann das Bitcoin Lightning Network automatisch einen Pfad durch das Netzwerk finden, der mehrere Kanäle verbindet. Dabei bleibt die Sicherheit und Effizienz der Transaktionen gewahrt, da jeder Schritt durch HTLCs abgesichert ist.

5. Schließung eines Zahlungskanals

Wenn die Parteien entscheiden, dass sie keine weiteren Transaktionen mehr durchführen möchten, können sie den Zahlungskanal schließen. Dies erfolgt durch eine abschließende On-Chain-Transaktion, die die aktuellen Kontostände der beiden Parteien in die Bitcoin-Blockchain einträgt. Diese Schließungstransaktion stellt sicher, dass die Mittel korrekt verteilt werden und der Zahlungskanal offiziell beendet wird.

Eine detaillierte Erklärung findest Du im Lightning Network Whitepaper.

Bitcoin Lightning Network App und Wallets

Mit welchen Wallets kann ich das Lightning Network nutzen? - Um das Lightning Network zu nutzen, benötigst Du eine kompatible Bitcoin Wallet. Nachfolgend findest Du ein Übersicht über die wichtigsten Lightning Netzwerk Wallets.

BitBox02

Die BitBox02 ist eine Hardware-Wallet, entwickelt von Shift Cryptosecurity, einem in der Schweiz ansässigen Unternehmen. Sie unterstützt sowohl das Bitcoin-Netzwerk als auch das Lightning Network. Bei der BitBox02 handelt es sich um eine Non-Custodial Wallet, was bedeutet, dass die Nutzer die volle Kontrolle über ihre privaten Schlüssel behalten.

Unsere Empfehlung: Für Nutzer, die hohen Wert auf Sicherheit legen.

Einen ausführlichen Erfahrungsbericht gibt es in unserem BitBox Test.

Wallet of Satoshi

Wallet of Satoshi ist eine mobile Wallet, die sich auf das Lightning Network spezialisiert hat. Sie ermöglicht schnelle und kostengünstige Transaktionen, indem sie ausschließlich auf das Bitcoin Lightning Network setzt. Wallet of Satoshi ist eine Custodial Wallet, was bedeutet, dass die privaten Schlüssel von einem Drittanbieter verwaltet werden.

Unsere Empfehlung: Für Nutzer, die kleine Beträge für alltägliche Transaktionen verwalten möchten.

Phoenix

Phoenix ist eine mobile Wallet, die von ACINQ entwickelt wurde und sich ausschließlich auf das Lightning Network konzentriert. Dadurch ermöglicht sie schnelle und kostengünstige Transaktionen. Phoenix ist eine Non-Custodial Wallet, bei der die Nutzer die Kontrolle über ihre privaten Schlüssel behalten.

Unsere Empfehlung: Für Nutzer, die eine Balance zwischen Sicherheit und Benutzerfreundlichkeit suchen.

Weitere Informationen findest Du in unserem Bitcoin Wallet Vergleich.

Bitcoin senden mit dem Lightning Network

Die folgende Anleitung hilft Dir dabei, Bitcoin-Transaktionen über das Lightning Network durchzuführen.

1. Wallet auswählen: Zuerst benötigst Du eine Wallet, die das Lightning Netzwerk unterstützt. Für hohe Sicherheit empfehlen wir die BitBox02. Für alltägliche und schnelle Transaktionen ist die Wallet of Satoshi nützlich.
2. Wallet einrichten: Lade die ausgewählte Wallet-App aus dem App Store (iOS) oder Google Play Store (Android) herunter. Öffne die Wallet-App und folge den Anweisungen zur Erstellung einer neuen Wallet.
3. Bitcoin in die Wallet einzahlen: Um das Lightning Network nutzen zu können, musst Du Bitcoin in Deine Wallet einzahlen. Öffne die Wallet-App und gehe zu »Empfangen«. Du erhältst dadurch eine Bitcoin-Einzahlungsadresse.
4. Lightning-Transaktion durchführen: Erhalte die Lightning-Invoice von der Person oder dem Dienst, an den Du Bitcoin senden möchtest. Diese Invoice enthält alle notwendigen Informationen für die Transaktion.
5. Zahlung bestätigen: Bestätige die Zahlung in der Wallet. Die Transaktion wird nun über das Lightning Network gesendet und sollte innerhalb von Sekunden abgeschlossen sein.

In unserem Guide Kryptowährungen versenden findest Du weitere Infos.

Vor- und Nachteile des Lightning Networks

Welche Vor- und Nachteile hat das Bitcoin Lightning Network? - Wenngleich die Vorteile offenkundig auf der Hand liegen, möchte ich in diesen Abschnitt Vor- und Nachteile gleichermaßen diskutieren.

Vorteile des Bitcoin Lightning Networks

• Transaktionsgeschwindigkeit: Das Bitcoin Lightning Network ermöglicht nahezu sofortige Transaktionen, im Gegensatz zu den typischen Bestätigungszeiten im Bitcoin-Netzwerk, die mehrere Minuten bis Stunden dauern können.
• Niedrige Gebühren: Da Transaktionen off-chain durchgeführt werden, sind die Gebühren im Lightning Network deutlich geringer als bei regulären Bitcoin-Transaktionen. Dies macht es besonders attraktiv für Mikrotransaktionen.
• Anonymität: Deine Transaktionen im Lightning-Netzwerk sind nicht einsehbar. Letztendlich wird auf dem Bitcoin-Netzwerk nur eine gebündelte Transaktion vorgenommen, weswegen einzelne Transaktionen innerhalb des Lightning-Netzwerkes nicht eingesehen werden können. Die Bezahlvorgänge innerhalb des Zahlungskanals können zudem nur von den Teilnehmern selbst eingesehen werden.

Nachteile des Bitcoin Lightning Networks

• Liquiditätsprobleme: Nutzer müssen ausreichend Liquidität in ihren Kanälen haben, um Transaktionen durchzuführen. Dies kann problematisch sein, insbesondere bei großen Zahlungen oder bei Nutzern mit wenig Kapital.
• Mögliche Angriffe: Auch das Lightning-Netzwerk ist nicht frei von Gefahren, Eine Gefahr stellt beispielsweise das Flood & Loot-Prinzip dar. Eine echte Lösung hierfür gibt es tatsächlich noch nicht.
• Always-On Requirement: Ein weiterer Nachteil ist, dass Lightning-Nodes rund um die Uhr online sein müssen. Das macht es gerade für Laien etwas unpraktisch, wenn das Bitcoin Lightning-Netzwerk nur selten genutzt werden soll.

Insgesamt bietet das Lightning Network eine vielversprechende Lösung, um die Skalierbarkeitsprobleme von Bitcoin zu überwinden und die Blockchain für den breiten Einsatz fit zu machen.

Anwendungsfälle und Implementierungen

Abschließend möchte ich einige konkrete Anwendungsfälle diskutieren, um den Nutzen des Lightning Networks greifbarer zu machen.

• Micropayments und Content-Monetarisierung: Das Bitcoin Lightning Network ermöglicht Mikrozahlungen, was besonders nützlich für digitale Güter und Dienste ist. Plattformen wie Nostr, eine dezentrale Social-Media-Anwendung, nutzen das Lightning Network, um Benutzern zu ermöglichen, kleine Beträge (genannt »Zaps«) zu senden und zu empfangen.
• Internationale Überweisungen: Ein weiterer bedeutender Anwendungsfall ist die grenzüberschreitende Geldüberweisung. Apps wie Strike nutzen das Lightning Network, um Benutzern zu ermöglichen, Bitcoin oder Fiat-Währungen schnell und kostengünstig zu senden und zu empfangen.
• Gaming: Im Gaming-Bereich wird das Lightning Network genutzt, um sofortige und kostengünstige In-Game-Transaktionen zu ermöglichen. THNDR Games ist ein Beispiel für ein Unternehmen, das Lightning in seine mobilen Spiele integriert hat.
• Sofortige Abrechnungen für Händler: Das Lightning Network erleichtert auch die sofortige Abwicklung von Zahlungen für Händler. Plattformen wie OpenNode ermöglichen es Händlern, Bitcoin-Zahlungen über das Lightning Network zu akzeptieren, wodurch Transaktionszeiten und -kosten im Vergleich zu traditionellen Zahlungssystemen erheblich reduziert werden.

Das Bitcoin Lightning Netzwerk wird von verschiedenen bekannten Unternehmen und Plattformen in der realen Welt eingesetzt, um Bitcoin-Transaktionen effizienter und kostengünstiger zu gestalten.

Stablecoins auf dem Lightning Network

Mit dem Taro-Protokoll bringt Lightning Labs Stablecoins auf das Bitcoin-Mainnet, um schnelle, kostengünstige Transaktionen zu ermöglichen.

Taro ist ein Protokoll, das von der Taproot-Technologie angetrieben wird und darauf abzielt, Stablecoins und andere Vermögenswerte auf die Bitcoin-Blockchain zu bringen.

Das Protokoll ermöglicht es, Stablecoins wie den US-Dollar auf dem Bitcoin-Layer-2-Netzwerk Lightning zu transferieren. Es zielt darauf ab, Menschen in wirtschaftlich instabilen Regionen zu unterstützen, indem es ihnen Zugang zu stabilen Wertaufbewahrungsmitteln bietet.

Lightning Labs hat eine Finanzierungsrunde über 70 Millionen US-Dollar abgeschlossen, um die Entwicklung von Taro voranzutreiben. Das Unternehmen plant, das Protokoll weiter auszubauen und die Community in den Entwicklungsprozess einzubeziehen.

Fazit zum Bitcoin Lightning Netzwerk

Das Lightning Network stellt eine bedeutende Entwicklung zur Überwindung der Skalierbarkeitsprobleme von Bitcoin dar. Durch die Einführung einer zweiten Schicht (Layer-2) über der Bitcoin-Blockchain ermöglicht es schnelle, kostengünstige Transaktionen, die außerhalb der Haupt-Blockchain abgewickelt werden.

Zentral sind hierbei folgende Lösungen:

• Skalierbarkeit: Durch Off-Chain-Transaktionen erhöht das Lightning Network die Transaktionskapazität erheblich und entlastet die Haupt-Blockchain.
• Geschwindigkeit: Transaktionen werden nahezu sofort abgewickelt, da sie nicht auf die Bestätigung durch das Netzwerk warten müssen.
• Niedrige Gebühren: Die Transaktionskosten sind im Vergleich zu On-Chain-Transaktionen deutlich geringer, was besonders für Mikrotransaktionen attraktiv ist.

Dies adressiert die grundlegenden Limitierungen von Bitcoin, wie die geringe Transaktionskapazität und die hohen Gebühren während Spitzenzeiten. Es verbessert nicht nur die Geschwindigkeit und Effizienz von Transaktionen, sondern ermöglicht auch neue Anwendungsfälle wie Mikrotransaktionen, die mit der ursprünglichen Bitcoin-Blockchain unpraktisch wären.