Lightning vs. Liquid
Kugelblitz. Bild von de Grasi via flickr.com. Lizenz: Creative Commons
Im Lightning-Netzwerk wächst die Anzahl der öffentlichen Kapazität wieder deutlicher. Schneller steigt allerdings die Anzahl an Bitcoins, die in Blockstreams Liquid-Netzwerk eingelagert sind. Die beiden Offchain-Lösungen konkurrieren miteinander. Ein Thema ist dabei auch die Privatsphäre. Lightning ist zwar an sich privater – doch wie zwei wissenschaftliche Paper zeigen, gibt es noch viele Angriffe gegen die Privatsphäre im Netzwerk.
Um das Lightning-Netzwerk wurde es in den letzten Monaten etwas still. Die erhoffte Massenakzeptanz bleibt vorerst aus, und das Offchain-Netzwerk scheint auch nicht, wie manchmal erwartet, Bitcoin zum Durchbruch als Zahlungsmittel verholfen zu haben. Immerhin hat vor kurzem der große vietnamesische Reiseanbieter future.travel neben anderen Krypto-Zahlungen auch Lightning akzeptiert. Geholfen hat dabei der Zahlungsdienstleister Neutronpay.
Eher optimistisch muten mittlerweile auch die Statistiken zum Lightning-Netzwerk an. Nachdem sowohl die Anzahl an Payment-Channels als auch die öffentlich sichtbare Kapazität des Netzwerks im April vergangenen Jahres einen vorläufigen Höhepunkt erreicht hatte, sanken die Werte rund ein halbes Jahr lang fortlaufend. Nun deutet sich eine Trendwende an. Waren Anfang November nur rund 811 Bitcoins im Lightning-Netzwerk, stieg die Anzahl mittlerweile wieder auf mehr als 950. Sollte sich dieser Trend fortsetzen, dürfte Lightning in einigen Monaten seinen bisherigen Höchststand toppen.
Kapazität in öffentlichen Lightning-Channels nach Bitcoin Visuals. Die orangene Linie stellt die Kapazität in Bitcoin dar, die blaue in Dollar.
Deutlich rascher steigt allerdings eine andere Offchain-Lösung auf: Blockstreams Liquid-Sidechain. Schon im März hatte die Sidechain die Kapazität von Lightning knapp überholt. Im April ist sie noch einmal drastisch gestiegen und ist mit gut 2.000 Bitcoins auf der Sidechain – die sogenannten L-BTC – mehr als doppelt so hoch. Zwar sind die meisten Blöcke auf der Sidechain weiterhin eher leer. Aber die Nachfrage von Börsen und anderen Unternehmen scheint zu steigen. Ende März hat Blockstream bekanntgegeben, dass zehn weitere Partner der Liquid-Federation beitreten. Die meisten sind eher unbekannt, aber der Hardware-Hersteller Ledger sowie die P2P-Börse Hodl Hodl sind recht große Namen. Damit sind insgesamt 42 Unternehmen dem exklusiven Sidechain-Club beigetreten. Mit 166 “Assets” – das meint vermutlich Token – möchte Liquid auch in Konkurrenz zu Ethereum treten, wo freilich etwa 100 oder 1000 Mal so viele Token hausen.
Anzahl existierender Liquidt-BTC nach Liquid.net
Damit stehen nun zwei Offchain-Lösungen in Konkurrenz zueinander. Lightning ist dezentraler, stärker Community-orientiert und löst das Skalierungs-Problem, indem es dessen Kern – die Blockchain – einfach umgeht. Liquid dagegen ist zentralisierter, entfernt die Erlaubnisfreiheit aus dem System und verschiebt das Skalierungsproblem lediglich auf eine andere Blockchain. Allerdings ist Lightning schwieriger zu benutzen und kann insbesondere bei größeren Beträgen nicht mit Liquid konkurrieren. Bei der Privatsphäre ist ein Vergleich schwierig. Liquid ist eine offen einsehbare Blockchain, die allerdings erlaubt, die in einer Transaktion übertragene Anzahl an Bitcoins durch “Confidential Transactions” zu verschleiern. Lightning ist an sich sehr viel privater, weil es keine Blockchain mehr gibt, sondern die Transaktion nur dem Sender und Empfänger bekannt ist.
Allerdings haben zwei Paper gezeigt, dass die Privatsphäre bei Lightning dennoch angreifbar ist. Das erste Paper erschien Ende März mit dem Titel “An Empirical Analysis of Privacy in the Lightning Network“. Es zeigt mehrere Angriffe auf, um Informationen zu gewinnen, die im Lightning-Netzwerk eigentlich geheim bleiben sollten. Die Forscher haben diese Angriff zuerst in einer Simulation und dann im echten Netzwerk getestet. Zwei der Angriffe zielen darauf ab, die individuellen Guthaben von Payment-Channels zu erfahren, anstatt lediglich die öffentlich sichtbaren gesamten Guthaben. Weitere Angriffe enthüllen den Pfad von Zahlungen sowie Sender und Empfänger. Keiner der Angriffe funktioniert zu 100 Prozent, aber viele mit einer Erfolgschance von mehr als 50 Prozent.
Das zweite Paper erschien Anfang April. Dieses führt im Detail aus, wie ein Angreifer die individuellen Guthaben von Payment-Channels erfahren kann. Ihr Resultat ist, dass diese Guthaben nicht als privat zu erachten sind. Sie schlagen Methoden vor, um solche Angriffe zu verhindern. Zusammen zeigen die beiden Paper, dass Lightning nicht so privat ist, wie manchmal gesagt wird – aber auch, dass es möglich ist, Angriffe zu verhindern. Denn wenn das Lightning-Netzwerk Informationen enthüllt, die eigentlich privat sein sollten, ist dies kein inhärentes, systemisches Problem – sondern eines der Umsetzung. Dies jedoch verdeutlicht einmal mehr, dass das Netzwerk für offchain-Zahlungen weiterhin im Alpha- oder Betamodus ist: Es ist so neu, und führt so viele neue Konzepte und Methoden ein, dass es noch lange dauern wird, bis alles verstanden und entwickelt ist. Die Liquid-Sidechain, die in relativ vertrautem Territorium navigiert, hat es da einfacher.
“aber der Hardware-Hersteller Ledger sowie die P2P-Börse Hodl Hodl sind recht große Namen”
Was kann das für “Konsequenzen” haben bzw. was könnte das bedeuten, kann ich mir vorstellen das man in Zukunft direkt aus der Ledger Anwendung heraus per Liquid-Sidechain versenden oder empfangen kann. Oder was könnte das werden?
Vermutlich … dürfte eigentlich nicht so kompliziert sein.
Das wäre super, wenn man mit dem Ledger Lightning Zahlungen durchführen kann und vielleicht auch mit Liquid arbeiten könnte.
Ich denke, darum geht es.
Liquid ist so ein Reizthema für mich, denn es ist Blockstreams trojanisches Pferd für Bitcoin. Alleine die Lektüre der Technischen Zusammenfassung sollte alle Alarmglocken aufleuchten lassen, welche Agenda Blockstream bei Bitcoin verfolgt bzw. nicht verfolgt… https://docs.blockstream.com/liquid/technical_overview.html
– Schnelle Blöcke jede Minute, die bei einer Tiefe von zwei nicht mehr von Reorgs betroffen sind. Für Swaps von BTC zu L-BTC verlangt man dagegen 102 Bestätigungen(!) und zeigt was man von der Sicherheit bei Bitcoin hält.
– Möglichkeit, beliebige Assets abzubilden, USDT ist z.B. der erste Stablecoin, der auf Liquid läuft. Im Unterschied zu L-BTC wird die Deckung des Assets nicht vom Netzwerk gesichert (aus offensichtlichen Gründen) und dürfte für die meisten User wegen der Bindung zu Fiat als Payment Network viel besser geeignet sein.
– Confidential Transactions, welche das übertragene Asset sowie dessen Beträge nicht einsehbar machen werden für alle Transaktionen genutzt, man kann z.B. für Audit Zwecke ähnlich wie bei Monero einen View Key mit beliebigen Unbeteiligten teilen. Der Gewinn an Privatsphäre dürfte enorm sein und Confidential Transactions wurden bereits 2015 unter anderem von Greg Maxwell für Bitcoin vorgeschlagen, haben es aber nie in die Implementierung geschafft.
– Günstigere und kalkulierbare Transaktionsgebühren von aktuell 0.1 Sat/(v)Byte, afaik keine Blockgrößenbeschränkung – habe dazu jdf. nichts konkretes gefunden.
– Kommunikation der Funktionäre ausschließlich über das TOR Netzwerk, damit ihre IPs und damit womöglich auch physische Location nicht geleakt werden. Beachtlich, dass man bei Bitcoin immer Bandbreite als Argument hergenommen hat, dass man nicht auf mehr als 1MB skalieren kann, plötzlich ist selbst bei größeren Blöcken jede Minute die Kommunikation über ein Verschleierungsnetzwerk wie TOR machbar?
Falls immer mehr Transaktionen von der Main Chain auf virtuelle Layer wie bereits Börsenintern gang und gebe, aber auch für Transfers zwischen den Börsen und für Zahlungen z.B. über virtualisierte L-BTC, dann wird sich nie ein Fee Markt entwickeln, der langfristig die Coinbase “Verluste” der Miner durch kommende Halvings ersetzen kann. Die 102 Confirmations gegen mögliche Reorgs sind da vielleicht nur ein Vorgeschmack…
Ist es nicht genau umgegehrt, dass nur mit Second Layer, wie Liquid, aber auch Lightning, (wenn beliebig viele Channels auf einmal mit nur einer Transaktion geöffnet werden können), genug Fee pro Transaktion zusammenkommt, dass genug Reward für die Miner generiert wird?
Es ist doch inzwischen klar, dass die Bitcoin Blockchain nie ein Zahlungssystem werden kann, sondern ein Settlement-Layer, der viele interessante (Finanz-)Produkte ermöglicht. Auch nur so können die in Zukunft benötigten Rewards für die Miner erzeugt werden.
Miner verdienen vom Second Layer nichts (bzw. nur an den initialen Transaktionen), wenn dieser nicht Merge-Mined mit der Mainchain wird, was weder auf Lightning noch auf Liquid zutrifft. Das trifft zum Beispiel auf Namecoin zu, ein ziemlich interessantes Konzept, welches spätestens durch den ICO Boom in Vergessenheit geraten ist…
Das Problem ist die begrenzte Block Größe in Zusammenhang mit den Halvings. Die ursprüngliche Idee war ein Fee Markt, der durch die schiere Nutzung die Coinbase Rewards von anfangs 50 BTC pro Block, mittlerweile 12,5 und in ein paar Tagen 6,25 ablöst. Ein Fee Markt kann das mit einer starren Block Size aber nur leisten, wenn sich die Fees gemessen in Fiat beim Halving in etwa verdoppeln um die Miner Profitabilität aufrecht zu erhalten (Strom und andere Unkosten werden nunmal in Fiat abgerechnet), denn aktuell findet sich kaum ein Block mit mehr als 0,5 BTC an Fees und das sind wirkliche Ausnahmen, die meisten Blöcke sind unter 0,2 BTC an Fees, obwohl sie voll sind. Falls sich also der Kurs nicht über Nacht verdoppelt, müsste jeder bei durchschnittlich aktuell 0,25 BTC Fees gemessen in Fiat 25 Mal so hohe Fees pro Transaktion bezahlen, um auf 6,25 zu kommen. Es würde auch nicht reichen, Mal eben die Block Size zu verdoppeln, eher hätte sich mit der Einführung des Block Size Limits damals z.B. eine gegenseitig ververfachung dieser bei jedem Halving überlegen sollen oder ein Mechanismus der entsprechend gegensteuert.
Denn eins ist klar: Langfristig wird es keinen Coinbase Reward mehr geben und die durchschnittlich 2.500 Transaktionen pro Block (großartig mehr geht im Schnitt bei der aktuellen Block Size nicht) müssen den Miner Reward komplett rekompensieren und das wären bei heutiger Sicherheit des Netzwerks ca. 100.000 Dollar pro Block, also im Schnitt 40 Dollar pro Transaktion, egal wie sich die Kurse verhalten. Second Layer, der fürs On- und Off-Boarding First Layer benötigt, wird niemals Akzeptanz finden oder wir müssen uns damit abfinden, dass die Hashrate bzw. der Strom, der die Blockchain sichert, massiv runter geht und das Potenzial für Angriffe steigt (was erklären würde, warum Blockstream fürs Onboarding auf L-BTC ganze 102 Bestätigungen erfordert).
Der Fee Markt ist insgesamt sehr komplex, da er z.B. auch von den Kursen abhängig ist, und solange Bitcoin nicht die Leitwährung ist, ist man von diesen abhängig (und diese Utopie dürfte wohl mittlerweile jeder aufgegeben haben), aber auch von der tatsächlichen Nutzung die man schwer vorhersehen kann, denn wenn nur 100 Leute Bitcoin nutzen, ist die Block Size egal und es wird keinen (sinnvollen) Fee Markt geben, gleiches gilt für den Fall, wenn 100x so viele Transaktionen in einen Block wollen als es die Block Size zulässt. Ob das bei den größeren Block Sizes von BCH oder gar BSV besser klappt, wird man abwarten müssen, derzeit gibt es keinen Fee Markt und man hat eine dynamische Regulierung auch eher verpasst, obwohl die Miner durchaus einen Einfluss darauf haben könnten, wenn User merken, dass Transaktionen unter einer bestimmten Schwelle von den meisten Minern nicht aufgenommen werden.
Bei Monero ist man einen gänzlich anderen Weg gegangen und hat sich für eine dynamische (minimale) Fee pro Byte sowie eine dynamische Block Größe entschieden, die gegeneinander wirken. Vereinfacht gesagt kann ein Miner den Median der Block Größe um bis zu 100% erhöhen, wenn er um den gleichen Teil seines Coinbase Rewards verzichtet. Wenn das entsprechend mehrere Miner hintereinander machen, steigt der Median und man kann sie noch höher schrauben, gleichzeitig sinken die minimalen Fees in XMR (weil man davon ausgeht dass mit größerer Nutzung auch der Kurs steigt), langfristig also theoretisch ein Nullsummenspiel, aber kurzfristig ein Anreiz für Miner, die Block Größe (moderat) anzupassen, denn entsprechend sinkt sie auch wenn große Blöcke nicht voll werden. Das ist aber auch nur mit der Tail Emission möglich, die einen Coinbase Reward für Miner auf ewig sichert, auch ohne Transaktionen, denn darauf beruht der ganze Algo.
Leider wurde das Modell empirisch noch kaum getestet und müsste sich auch noch beweisen, denn die Minimale Block Größe ist bereits 300 kB und ein Block erscheint im Schnitt alle 2 Minuten, es kam entsprechend noch fast nie zu einer Erhöhung der Block Size durch einen Miner, der Block Median bewegt sich auch bei zuletzt deutlich gestiegener Nutzung aktuell lediglich zwischen 25 und 40 kB. Wenn wir also eine mindestens x10 Fache Nutzung sehen oder besser sogar x100, dann wird man sagen können, ob das Modell taugt oder nicht und wird sich Verbesserungen oder einen neuen Mechanismus überlegen, der ggf. im nächsten Protokollupgrade alle 6 Monate Einzug hält. Das ist nervig für das Ökosystem wie Börsen, die ständig Up-To-Date bleiben müssen, aber es ist bei einem experimentellen Projekt, welches Bitcoin auch heute noch ist, eben scheinbar notwendig…
Ich finde es schade, dass diese Diskussionen nicht mehr so offen stattfinden wie in den Anfängen Bitcoins auf der Mailinglist oder auch im Forum, ich habe diese sehr gern verfolgt, auch wenn ich mich damals nicht selbst eingebracht habe, weil ich keine Ahnung von der Materie hatte. Heute ist diese offene Diskussion bei Bitcoin leider nicht mehr möglich, spätestens seit dem Blocksize Krieg und den daraus resultierenden Abspaltungen.
Wenn jemand Lust auf konstruktive Diskussionen hat, kann gerne hier schauen: https://web.getmonero.org/resources/research-lab/ und in den IRC channels mit den Devs unterhalten und/oder an den bi-wöchentlichen meetings in den Channels teilnehmen und wird dort auch gehört.
Ich merke schon, ich hab schon wieder viel zu weit ausgeholt…
Wie du richtig sagst, verdienen die Miner nichts am Second-Layer, und selbstverständlich “nur” an der initialen Transaktion. Richtig ist auch, das bei gleichbleibender Fee um 0.5 BTC der Kurs nach oben gehen muss, damit Mining, bei gleicher Sicherheit, rentabel bleibt.
Das ist aber nicht das einzige Zukunftsszenario. Man könnte auch versuchen Anreize zu schaffen, dass die Fees pro Transaktion höher werden, dass also pro Transaktion mehr Wert generiert werden kann, und damit höhere Fees rechtfertigen. Sowas kann durch verschiedene Second-Layer Produkte erreicht werden.
Stellen wir uns mal vor, man könnte mit einer Transaktion tausende von Lightning-Channels auf einmal öffnen und dadurch ermöglichen, dass tausende Menschen damit ein anonymes, in Echtzeit stattfindendes und praktisch unbegrenzt nutzbares Zahlungsmittel bekommen. Wie viel Fee wäre diese Leute bereit einmalig zu bezahlen?
Oder lass mal die guten spezifischen Altcoin-Ideen, die oft genug an der Sicherheit ihrer Blockhain scheitern auf eine Sidechain von Bitcoin gehen. Dadurch würde das Investment der Unterstützer in Bitcoin abgesichert sein. Welche Fee würden hier z.B. bei einem Millionen-Investment bereitwillig gezahlt werden?
Wenn man es schafft, mehr Wert pro Transaktion, bzw. besser pro Transaktionsvolumen zu generieren, dann wird Bitcoin einen Fee-Markt ausbilden und weiterhin erfolgreich sein. Und dazu sind 2-Layer wie Lightning und Sidechains essenziell.
> Stellen wir uns mal vor, man könnte mit einer Transaktion tausende von Lightning-Channels auf einmal öffnen und dadurch ermöglichen, dass tausende Menschen damit ein anonymes, in Echtzeit stattfindendes und praktisch unbegrenzt nutzbares Zahlungsmittel bekommen. Wie viel Fee wäre diese Leute bereit einmalig zu bezahlen?
Um mich da mal einzumischen. Das Szenario an sich würde schon funktionieren. Aber dabei geht ein wenig unter, wie man dorthin gelangt. Du setzt voraus, dass es eine gigantische Nachfrage nach Bitcoin-Transaktionen gibt. Diese Nachfrage ist derzeit offensichtlich nicht gegeben. Eventuell kann sie einmal erreicht werden. Aber ich denke, dazu muss es so einfach wie möglich sein, Bitcoin zu benutzen. Die Aufsplittung in onchain und offchain ist imho hier dafür schon zuviel. Wenn es dann noch zwei Offchain-Lösungen gibt (LN / Liquid), wird es noch einmal mehr zuviel, wenn man dafür auch noch 6 oder 102 Bestätigungen warten und unter Umständen ein Channel-Management betreiben muss … ist eine seltsame Falle, die Lösung an sich würde funktionieren, aber der Weg dorthin macht die Lösung quasi kaputt …
Simon, vielen Dank für die sachliche und interessante Diskussion.
Das ist richtig, aber noch nicht einmal im Ansatz entwickelt. Um dies dezentral zu ermöglichen, dafür müsste man aber wohl ein komplexes Multisig Konstrukt entwickeln, was ich nicht ausschließe, aber höchstwahrscheinlich bräuchte man ein neues Signaturschema jenseits von SegWit. Dann bliebe noch das Settlement und die steigende Gefahr eines böswilligen Settlements durch die Gegenpartei bei hohen Fees… ETA? Falls überhaupt, 4 Jahre +, wenn man sich überlegt, wie lange man für jeden Konsens unter den Devs benötigt. Dann muss noch die Adoption kommen, wie man bei Lightning nach zwei Jahren sieht, dauert das dann eben noch einmal so lange.
Das wäre durchaus eine Vorstellung, aber die meisten kommerziellen Blockchains werden statt Merge Mining wohl lieber auf eigene “Masternode” ähnliche Konstrukte oder Konsortien setzen, ähnlich wie es Liquid tut, nur eben in direkter Konkurrenz zu Bitcoin selbst, da sie BTC tokenisieren und dabei noch die Convenience verbessern. Warum? Weil man die Kontrolle nicht verlieren will und sich mit den Unsicherheiten Bitcoins wie der Mining Zentralisierung und der damit verbundenen Erpressbarkeit durch Miner, eine Side Chain tatsächlich “mitzunehmen”.
Wie gesagt, meiner Meinung hat die Strategie der strikten Blöcke nur sehr viele User von Bitcoin abgeschreckt, insbesondere als sie auf der Höhe der Blase Ende 2017 gemerkt haben, dass sie ihre Coins gar nicht verkaufen können, weil sie mehrere Tage auf eine Transaktionsbestätigung warten müssen. Das hat am stärksten diejenigen getroffen, die allen “Best Practices” gefolgt sind und ihre Coins nicht auf der Börse gelassen haben und damit gerade nicht die “Get Rich Quick” Fraktion. In meinen Augen fährt Core Bitcoin, wie wir es kennen, langsam aber sicher an die Wand, es sei denn man wertet eine fast vollständige Tokenisierung auf nicht kompatiblen Nebenschauplätzen wie Liquid oder börseninternen Transfers trotzdem als Erfolg. Die meisten, die ich kenne, die sich tiefgründig mit den Details auseinandergesetzt haben, sehen das übrigens sehr ähnlich. Viele Early Adopter sind leider komplett raus, andere sind weitergezogen…
Gerne, für eine sachliche Diskussion bin ich immer zu haben.
Zu deinem gesagten kann ich nur “Gut Ding hat Weile” erwidern. Ich glaube das Potential in Bitcoin ist nach wie vor sehr hoch und es gibt eben auch den anderen Teil der Early Adopter, die dabei geblieben sind und genau so eine positive Vision von Bitcoin haben. Projekte wie die Schnorr Signaturen, Taproot oder Eltoo sind nicht nur theoretisches Gespinste sondern praktische Meilensteine, die dafür zurückgelegt werden müssen.
“Es würde auch nicht reichen, Mal eben die Block Size zu verdoppeln”
Wenn man in BTC rechnet, natürlich nicht. In Fiat aber schon. Denn durch eine doppelt so hohe Block Size haben auch doppelt so viele Transaktionen in einem Block Platz. Gegenwärtig sind die Blöcke voll. Wenn mehr Nachfrage nach BTC entsteht, steigen die Fees in Fiat gemessen, so dass die Nachfrage automatisch wieder abnimmt. Würde man die Block Size hingegen verdoppeln, dann wäre bei einer höheren Nachfrage nach BTC nicht mehr Fees in Fiat fällig, so dass die Nachfrage nach BTC viel mehr steigen könnte. Und eine höhere Nachfrage bei gleichbleibendem Angebot lässt den Kurs steigen, so dass die Einnahmen der Miner in Fiat gemessen steigen würden. Jedoch operiert der Bitcoin aufgrund der starren Block Size an der Grenze, was den Kurs deckelt und wenn der Reward in zwei Wochen halbiert wird, dann halbieren sich auch die Einnahmen der Miner in Fiat.
@Christoph, da kann ich die leider nicht zustimmen. Wie man dorthin gelangt sein wird, spielt keine Rolle mehr, wenn man es geschafft hat. Schau die doch nur mal das Internet an. Es interessiert keinen wie einfach oder komplex das Protokoll ist und wieviele Layer oben drauf gepackt wurden. Die UX Entwicklung wird an einer ganz anderen Stelle stattfinden und es wird sehr einfach sein, wenn damit viel Geld verdient werden kann. Ein gutes Beispiel ist da die Pheonix-Wallet von Acinq – es interessiert einen normalen Nutzer schlichtweg nicht, was da alles unter der Haube passiert.
Bleibt also dein Punkt zur geringen Nachfrage – auch das sehe ich komplett anders. Es ist richtig, dass es nur eine geringe Nachfrage für das Produkt gibt, das Kryptowährungen im Moment bereitstellen können. Aber seien wir mal ehrlich, was die Kryptowährungen bisher leisten ist noch nicht wirklich toll für die Allgemeinheit. Die massentauglichen Anwendungen gibt es noch nicht – aus den unterschiedlichsten Gründen (Altcoins eingeschlossen). Aber der Traum von einem privaten, einfachem, stabilen, globalen, elektronischen Zahlungsmittel lebt und da wird Bitcoin sich hin entwickeln stetig und unaufhaltsam.