Das Bitcoin Lightning-Netzwerk erfreut sich einer immer größer werdenden Beliebtheit. Die Verbreitung und Adoption von Lightning schreitet – trotz schwankender Bitcoin-Kurse – unaufhörlich voran: Inzwischen befinden sich mehr als 4.800 Bitcoin im Lightning-System, was derzeit mehr als 90 Millionen US-Dollar entspricht. Zudem sind vermehrt institutionelle Aktivitäten rund um Lightning zu beobachten. Beispielsweise hat das Unternehmen Lightning Labs, das maßgeblich die Entwicklung des Protokolls vorantreibt, Anfang des Jahres 70 Mio. US-Dollar an Series B-Funding erhalten. Die Zahl der Unternehmen, die Dienstleistungen rund um Lightning anbieten, steigt rasant.
Im Rahmen dieser Artikel-Serie werden grundlegende Aspekte des Lightning-Netzwerks beleuchtet. Im Fokus stehen Fragen zur Motivation, Funktionsweise, den Use Cases, sowie der aktuellen und zukünftigen Bedeutung von Lightning. Der erste Teil der Serie adressiert die Frage, warum man das Lightning-Netzwerk braucht.
Bitcoin als weltweites Geldsystem?
Bitcoin bietet zahlreiche Vorteile als ein dezentralisiertes Geldsystem, über das Geld weltweit ohne Zwischenhändler verschickt werden kann. Hierzu gehören beispielsweise niedrige Einstiegshürden für die Verwendung: Jeder Mensch mit einem internetfähigen Gerät kann das Bitcoin-Protokoll nutzen. Niemand kann ausgeschlossen werden, was sich positiv auf die finanzielle Inklusion auswirkt. Bitcoin ist außerdem ein knappes digitales Gut, eine Art “digitales Gold”. Jeder Bitcoin kann in 100 Millionen Satoshis unterteilt werden, so wie man einen Euro in 100 Cents unterteilen kann. Im Gegensatz zu Fiat-Währungen ist die Geldmenge gemäß dem Bitcoin-Protokoll auf etwa 21 Millionen Bitcoin begrenzt. Somit ist eine “Entwertung durch Verwässerung” unmöglich.
Trotz der genannten Vorteile hat der aktuelle Stand der Technologie allerdings auch Nachteile. Für Transaktionen über die Bitcoin Blockchain geht die Dezentralität des Netzwerks auf Kosten des Transaktionsdurchsatzes, also der durchführbaren Transaktionen pro Sekunde. Insgesamt können über das Bitcoin-Netzwerk pro Sekunde maximal sieben Transaktionen (“on chain”) bestätigt werden.
Um als Zahlungssystem zu fungieren, ist dieser Transaktionsdurchsatz unzureichend. Etablierte Zahlungsdienstleister wie Visa oder Mastercard ermöglichen mehrere tausende Transaktionen pro Sekunde und skalieren somit – wenn auch vollkommen zentralisiert – deutlich besser. Zahlungen brauchen meist längere Zeitfenster, bis sie bestätigt (“gemined”) sind und eignen sich deshalb nicht für den alltäglichen Zahlungsverkehr. Eine weitere Einschränkung sind kleine Zahlungen über Bitcoin. Für jede Transaktion fällt eine Gebühr an, die sich an ihrer Speichergröße bemisst. Je mehr Speicherverbrauch, desto teurer die Zahlung. Im Durchschnitt kostet eine Transaktion, unabhängig von ihrem Volumen, aktuell ca. 1 US-Dollar. Zu Zeiten steigender Nachfrage, wie beispielsweise 2017, lagen die Transaktionsgebühren in ihrer Spitze bereits bei mehr als 60 US-Dollar. Für große Zahlungen mögen die Transaktionsgebühren eher günstig erscheinen; kleine Zahlungen sind aufgrund des Anteils der Transaktionskosten allerdings meist unwirtschaftlich.
Lightning skaliert Bitcoin für den Alltag
Das Ziel von Lightning ist es, Bitcoin als Zahlungsmittel alltagstauglich zu machen. Oberste Priorität ist die Steigerung des Transaktionsdurchsatzes ohne Zentralisierung, wie wir es von Zahlungsnetzwerken wie Visa oder Mastercard kennen. Genauer betrachtet bedeutet dies mehr Zahlungen zu günstigeren Konditionen. Während Bitcoins Whitepaper von Satoshi Nakamoto bereits 2008 veröffentlicht wurde, geht die Idee des Lightning-Netzwerks auf das Jahr 2015 zurück. Erste Implementierungen starteten 2016, erste Nutzung der Implementierungen folgte in 2018. Seitdem hat sich die Technologie und das Netzwerk rasant weiterentwickelt. Allerdings steckt es trotz einer inzwischen ernstzunehmenden Größe und staatlicher Adoption auch 2022 noch in den Kinderschuhen.
Wie löst Lightning die Probleme des geringen Transaktionsdurchsatzes und der relativ hohen Transaktionsgebühren? Nicht alle Zahlungen werden auf die Blockchain geschrieben (sind also “on-chain”), sondern Zahlungen werden untereinander (“off-chain”) durchgeführt und nur in Extremfällen bzw. bei Beendigung einer Finanzbeziehung zweier Netzwerkteilnehmer auf die Blockchain geschrieben bzw. die Zahlung dort abgewickelt. Zahlungen von Nutzern können in Echtzeit und zu geringen Kosten abgewickelt werden. Nutzer, die Geld über Lightning versenden, müssen nicht auf das Mining warten; Zahlungen werden direkt final abgewickelt
Wie funktioniert das Lightning-Netzwerk?
Folgendes Praxisbeispiel verdeutlicht die Funktionsweise von Lightning. Alice besucht mit Freunden eine Bar und möchte ihre Freunde einladen. Allerdings ist es für sie zu aufwendig, jedes Getränk einzeln zu bezahlen. Alice hinterlegt ihre Kreditkarte an der Bar. Jedes Getränk der Gruppe wird vom Barkeeper aufgeschrieben. Am Ende des Abends erstellt der Barkeeper eine Rechnung mit allen Getränkeposten, die schlussendlich von Alice bezahlt wird. Diese Art der Bezahlung, sogenannte “opening a tab”, ist in den USA und im Vereinigten Königreich gängige Praxis.
Dieses Beispiel weist einige Ähnlichkeiten mit der Funktionsweise des Lightning Netzwerks auf: Individuen senden IOUs an andere Individuen oder Händler bzw. Restaurants über sogenannte Zahlungskanäle (off-chain). Theoretisch kann eine unendliche Anzahl von IOUs zwischen den beiden Parteien ausgetauscht werden. Am Ende wird die Zahlung schließlich in Bitcoin (on-chain) beglichen. Das Beispiel hinkt allerdings etwas, da das Lightning Netzwerk noch viel mehr kann: Es bedarf keinem Vertrauen in die andere Partei und man kann über das sog. Routing auch Zahlungen an Personen tätigen, mit denen kein direkter Zahlungskanal besteht. Aber mehr dazu in den folgenden Artikeln!
Fazit
Das Lightning-Netzwerk ist die nächste Evolutionsstufe von Bitcoin. Bitcoin ermöglicht zwar weltweite Transaktionen ohne Intermediäre, aber die Abwicklung aller Zahlungen über die Bitcoin-Blockchain hat auch Limitationen. Durch Lightning kann der Transaktionsdurchsatz deutlich erhöht werden: Eine notwendige Bedingung, um in großem Maße als Zahlungssystem eingesetzt zu werden. Mit Lightning lassen sich kleine Zahlungen nur zu einem Bruchteil der Kosten durchführen, was das Fundament für eine ganze Micro-Payment-Ökonomie legen kann. Wie genau das Lightning-Netzwerk im Detail funktioniert, werden wir im zweiten Teil der Artikelserie besprechen.
Über die Autoren
Dr. Jonas Groß ist Head of Digital Assets and Currencies der etonec GmbH. Jonas hält einen Doktortitel in Economics der Universität Bayreuth und seine Hauptinteressengebiete sind digitale Zentralbankwährungen, Stablecoins, Kryptowährungen und Geldpolitik. Darüber hinaus ist Jonas Vorsitzender der Digital Euro Association (DEA), Co-Host des Podcasts “Bitcoin, Fiat, & Rock’n’ Roll” und Mitglied des Expert Panels des European Blockchain Observatory and Forum. Ihr könnt Jonas über jonas@etonec.com erreichen.
Jonathan Knoll ist Gründer und Geschäftsführer der etonec GmbH. Er verfügt über mehr als 25 Jahre Erfahrung in der #Payment & #Banking- und #Blockchain-Branche und arbeitete für innovative Unternehmen wie Sun Microsystems, PayPal/eBay und Libra/Diem, wo er Head of Strategic Partnerships war. Bei etonec freut er sich darauf, Lösungen an der Schnittstelle von Krypto, Payments & Banking sowie Regulierung zu entwickeln. Jonathan ist erreichbar unter jonathan@etonec.com.
Yannic Fraebel ist Geschäftsführer der App-Learning GmbH. Er hat seinen Master in Wirtschaftsinformatik an der Hochschule für angewandte Wissenschaften in München gemacht. Seine Schwerpunkte liegen in den Bereichen Bitcoin, Cybersecurity und Ökonomie. Weiterhin ist Yannic Advisor bei der Blockchain Founders Group AG (BFG) und ehemaliger Mentor des DeFi Talents Program. Ihr könnt Yannic unter yannic@app-learning.com erreichen.
Die Autoren bedanken sich für die großartige Unterstützung und das Feedback von René Pickhardt und Denis Scheller. Ihre Insights und Kommentare waren für die Verwirklichung dieses Artikels unerlässlich.
Der Originalartikel ist auf der Homepage von etonec erschienen.
