SegWit, SegWit2x, UASF – Was ist das? (Teil 1)

SegWit, SegWit2x, UASF – Was ist das? (Teil 1)

Mit SegWit, Segwit2x und UASF fallen viele Begriffe in der Debatte über Bitcoin nach dem ersten August – Was diese Begriffe bedeuten und welche Auswirkungen sie auf Bitcoin und die Nutzer haben, soll in dieser Reihe erklärt werden.

Wer in den letzten Wochen die Debatten um Bitcoin sowie die Kursentwicklungen verfolgt hat, wird oft auf verschiedene Begriffe gestoßen sein. Viel wurde darüber geschrieben, ob im Kontext mit einem Kursanstieg oder einem Kursverfall zu rechnen ist und was man mit dem in Bitcoin angelegten Geld tun soll. Doch die Frage, was unter den genannten Begriffen konkret zu verstehen ist, kommt dabei etwas kurz. Deshalb sollen in drei Artikeln die wichtigsten Begriffe geklärt werden.

Der Anfang aller Überlegungen – die Skalierungsdebatte

Die Skalierungsdebatte sollte jedem bekannt sein: Mit dem steigenden Interesse an Bitcoin nimmt die Anzahl an Transaktionen zu. Um diese Transaktionen unumkehrbar zu machen und so eine Garantie für Zahlungssender und Zahlungsempfänger zu schaffen, muss diese Transaktion in einen Block eingefügt und so in der Blockchain integriert werden.

Die maximale Größe dieser Blöcke ist auf 1 MB begrenzt. Eine Transaktion ist laut Gavin Andersen ungefähr 250 Bytes groß, was bedeutet, dass in jedem Block 4.000 Transaktionen integriert werden können.

Da der Blockchain alle 10 Minuten ein neuer Block hinzugefügt wird bedeutet das, dass Bitcoin im Durchschnitt 7 Transaktionen pro Sekunde verarbeiten kann. Für ein weltweit agierendes Zahlungsnetzwerk ist das zu wenig.

Warum wird nicht einfach die Blockgröße erhöht? Viele größere Mining Pools hätten damit kein Problem. Eine Sorge, die im Rahmen der Blocksize Debatte geäußert wurde, ist, dass diese Erhöhung der Blockgröße mit einer Hard Fork einhergehen würde. Die von den Nodes und Minern genutzten Clients müssten geupdatet werden. Sollte eine signifikante Anzahl an Nodes das nicht tun, würde das zu einem Chainsplit führen, es würde zwei Versionen von Bitcoin geben.

Die Erhöhung der Blockgröße wird außerdem die Dezentralisierung gefährden: Die operativen Kosten von Nodes werden ansteigen, so dass sich nicht mehr jeder das leisten kann. Schon jetzt nimmt die Zahl der Nodes ab, ein Trend, der durch derartige Entwicklungen beschleunigt werden könnte. Die Gefahr einer Hard Fork und einer schwindenden Dezentralisierung ist für viele ein zu großer Preis für ein paar Transaktionen mehr.

Man kann etwas paraphrasierend sagen, dass das Skalierungsproblem ebenfalls eines besitzt: Selbst eine Erhöhung der Blockgröße um einen Faktor zwei würde am Ende lediglich bedeuten, dass im Durchschnitt 14 Transaktionen pro Sekunde verarbeitet werden können. Ein Blick auf Transaktionsraten in globalen Netzwerken wie VISA zeigt, dass auch das viel zu langsam wäre. Entsprechend wurden weitere Lösungsvorschläge entwickelt, wovon Segregated Witness nebst seinen Variationen der bekannteste ist.

Segregated Witness – mehr als eine Lösung des Skalierungsproblems

Über Segregated Witness oder kurz SegWit wurde auf BTC-ECHO schon geschrieben. Dieser Artikel soll ein wenig auf technische Details eingehen und die Hintergründe zu Segregated Witness beleuchten.

Segregated Witness auf eine Lösung des Skalierungsproblems zu reduzieren würde zu kurz greifen. Bei SegWit handelt es sich um eine Datenstruktur, welche die bisherige von Bitcoin ergänzt: jedem Block wird, neben dem durch die Transaktionen gebildeten Merkle Tree, ein “Witness” zur Seite gestellt. Dieser enthält alle Daten, mit denen die Validität einer Transaktion überprüft werden kann, aber nicht die Effekte einer Transaktion. Mit dem Witness lassen sich nun Transaktionen mit zwei Transaktions-IDs beschreiben: einer bekannten und auch bisher genutzten und einer, welche weitere Daten enthält.

Warum wird so ein Aufwand betrieben? Zum Einen kann die Größe der Witness-Daten zum Teil bei der Berechnung der Blockgröße ignoriert werden, was effektiv die Anzahl der Transaktionen, welche in einem Block gespeichert werden können, erhöht. Eine Blocksize-Erhöhung ohne Erhöhung der Blockgröße, sozusagen.

Durch effizientere Verarbeitung einzelner Transaktionen werden auch große Transaktionen, welche beispielsweise im Rahmen von Mining Rewards oder bei Crowdfundings vorkommen, schneller verarbeitet.

Ein weiterer wichtiger Vorteil ist, dass mit unbestätigten Transaktionen bedenkenlos gearbeitet werden kann. Das dient nicht einfach der Sicherheit des Netzes, sondern ebnet auch den Weg für das Lightning Network, einer Möglichkeit, off-chain Transaktionen fälschungssicher zu übertragen. Außerdem wird damit das Vertrauen in eine getätigte Transaktion erhöht – das Warten auf mehrere Bestätigungen ist dank Segregated Witness dann nicht mehr so erforderlich.

Schließlich ermöglicht SegWit eine Erweiterung von Script, der Skriptsprache von Bitcoin, ohne dass es eine Hard Fork benötigt. Zwar waren einfache Erweiterungen schon bisher möglich, indem zehn so genannte OP_NOP-Codes von Script mit neuen Funktionen versehen wurden, jedoch konnten komplexere Erweiterungen nicht implementiert werden. Da nun im Rahmen des Witness-Protokolls die Script-Versionsnummer angegeben wird, können diese schnell durch ein Update der Skript-Version behoben werden. Das ist eine äußerst spannende Entwicklung, da durch diese vergleichsweise einfache Erweiterungsmöglichkeit des Bitcoin-Protokolls der Weg für Smart Contracts oder Side Chains offensteht.

Man sieht: Segregated Witness kann deutlich mehr als eine Antwort auf die Skalierungsdebatte sein, weshalb inzwischen auch ein unter anderem SegWit-unterstützendes Proposal seitens der Miner unterstützt wird. Wer tiefer in die Materie einsteigen will, sei auf das Bitcoin Improvement Proposal BIP141 sowie eine Darstellung der Vorteile von SegWit aus der Feder vom Bitcoin Core Team verwiesen.

Im 2. Teil der Serie erfahrt ihr alles über Segwit2x und UASF.

BTC-ECHO

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