Das Lightning-Netzwerk einfach erklärt

Bitcoin ist sicher und unabhängig, aber nicht besonders schnell: Etwa alle zehn Minuten entsteht ein Block, und der Platz darin ist begrenzt. Für einen Kaffee am Bahnhofkiosk ist das unpraktisch. Das Lightning-Netzwerk löst dieses Problem, ohne die Stärken von Bitcoin aufzugeben. Dieser Beitrag erklärt, wie es funktioniert, wofür es sich eignet und wo es noch hakt.

Die Geschichte in Kürze

Die Idee einer zweiten Schicht ist fast so alt wie Bitcoin. Der Kryptograph Hal Finney – er empfing 2009 die allererste Bitcoin-Überweisung von Satoshi Nakamoto – schrieb schon 2010, Bitcoin werde eine zweite Ebene von Zahlungssystemen brauchen, um im Alltag zu funktionieren. 2015 beschrieben Joseph Poon und Thaddeus Dryja in einem Fachaufsatz, wie ein solches Netzwerk aussehen könnte. Sie nannten es Lightning, Blitz.

Möglich wurde es erst durch das Upgrade SegWit im Jahr 2017, das eine technische Schwachstelle in Bitcoin-Überweisungen behob. Im März 2018 erschien die erste Version für das echte Netzwerk, damals noch als Testversion mit Warnhinweis. Seither ist Lightning stark gewachsen und wird laufend weiterentwickelt. Es ist aber immer noch ein junges System.

Lightning ist eine sogenannte «zweite Schicht» (Layer 2). Es baut auf der Bitcoin-Blockchain auf, der ersten Schicht, und erweitert sie: Es macht Zahlungen schneller und ermöglicht Neues, etwa Kleinstzahlungen und mehr Privatsphäre.

Warum es Lightning braucht

Die Bitcoin-Blockchain ist ein weltweites Kassenbuch, das jeder vollständige Knoten prüft und für immer speichert. Genau das macht Bitcoin so sicher – und gleichzeitig schwer skalierbar. Bitcoin will ein sicheres, freies und unzensierbares Geldsystem sein. Visa oder PayPal auf der Basisschicht zu ersetzen, ist nicht das Ziel. Sicherheit und Dezentralität haben Vorrang.

Die Blöcke sind in ihrer Grösse begrenzt und entstehen im Schnitt alle zehn Minuten. Wollen mehr Menschen gleichzeitig überweisen, als in die nächsten Blöcke passen, stauen sich die Überweisungen im Mempool, und die Gebühren steigen. Wer wenig zahlt, wartet unter Umständen Stunden oder Tage. In Spitzenzeiten, etwa in den Jahren 2017, 2021 oder 2024, kostete eine gewöhnliche Überweisung zeitweise mehrere Franken oder sogar über zehn Franken. Für einen Kaffee ist das untragbar.

Man könnte die Blöcke einfach grösser machen oder schneller hintereinander erzeugen. Doch dann würden Speicherbedarf und Datenmengen für jeden Knoten explodieren. Um so viele Zahlungen abzuwickeln wie Visa, bräuchte es nach einer Schätzung aus dem Fachbuch «Mastering the Lightning Network» Blöcke von rund 8 Gigabyte – das wären etwa ein Terabyte neue Daten pro Tag. Nur noch grosse Rechenzentren könnten sich einen Knoten leisten, und Bitcoin wäre nicht mehr dezentral. Wie heftig darüber gestritten wurde, erzähle ich in Die Spaltung des Bitcoin-Netzwerks.

Fachleute sprechen vom Trilemma: Ein verteiltes Kassenbuch kann von den drei Eigenschaften Sicherheit, Dezentralität und Skalierbarkeit höchstens zwei voll erreichen. Bitcoin setzt auf Sicherheit und Dezentralität. Lightning ergänzt die Skalierbarkeit, indem es die meisten Zahlungen ausserhalb der Blockchain abwickelt – und trotzdem die Sicherheit von Bitcoin nutzt. Das Trilemma wird damit nicht gelöst, aber geschickt umgangen.

Was Lightning bietet

• Zahlungen in Echtzeit: Eine Lightning-Zahlung ist in der Regel in wenigen Sekunden erledigt, ohne auf einen Block warten zu müssen.
• Tiefe Kosten: Für Zahlungen innerhalb des Netzwerks fallen keine Miner-Gebühren an, nur kleine Gebühren für die Weiterleitung – oft wenige Satoshi, also Bruchteile eines Rappens.
• Kleinstbeträge: In der Blockchain ist ein Satoshi die kleinste Einheit. Lightning rechnet intern sogar in Tausendstel-Satoshi. Damit werden Zahlungen von wenigen Rappen oder noch weniger sinnvoll.
• Mehr Privatsphäre: Einzelne Lightning-Zahlungen erscheinen nicht in der öffentlichen Blockchain. Wer zahlt und wer empfängt, ist für Aussenstehende viel schwerer nachzuvollziehen als bei normalen Bitcoin-Überweisungen. Ganz anonym ist aber auch Lightning nicht: Das Öffnen und Schliessen von Kanälen ist öffentlich, und Empfänger sowie manche Knoten erfahren einzelne Angaben.

So funktioniert es: Zahlungskanäle

Das Herzstück von Lightning sind Zahlungskanäle zwischen zwei Teilnehmenden. Um einen Kanal zu eröffnen, legen beide – oder auch nur einer – Bitcoin in eine gemeinsame Adresse, die nur mit beiden Unterschriften bewegt werden kann (eine 2-von-2-Multisig-Adresse). Diese Überweisung landet ganz normal in der Blockchain. Der hinterlegte Betrag ist die Kapazität des Kanals.

Ab jetzt können die beiden beliebig oft hin und her zahlen, ohne die Blockchain zu benutzen. Bei jeder Zahlung unterschreiben beide eine neue Version der Aufteilung: wem wie viel vom gemeinsamen Topf gehört. Es zählt immer nur der neueste Stand, nicht jede einzelne Zahlung.

Ein Beispiel: Anna und Beat eröffnen einen Kanal und legen je 0,05 Bitcoin hinein. Die Kapazität beträgt 0,1 Bitcoin, der Stand ist 0,05 zu 0,05.

• Anna zahlt Beat 0,01 Bitcoin. Neuer Stand: 0,04 zu 0,06.
• Beat zahlt Anna 0,03 Bitcoin zurück. Neuer Stand: 0,07 zu 0,03.
• Anna zahlt Beat 0,005 Bitcoin. Neuer Stand: 0,065 zu 0,035.

So können beliebig viele Zahlungen fliessen, solange der Topf reicht. Die Blockchain wird nur zum Eröffnen und Schliessen des Kanals gebraucht.

Was technisch dahintersteckt

Jeder neue Stand des Kanals ist eigentlich eine fertige, von beiden unterschriebene Bitcoin-Überweisung, die den gemeinsamen Topf entsprechend aufteilt – nur wird sie nicht veröffentlicht. Man nennt sie Commitment-Transaktion. Jede Seite hält ihre eigene Version davon in der Hand und könnte sie jederzeit in die Blockchain senden, um den Kanal zu schliessen. Weil diese Überweisungen schon unterschrieben sind, braucht niemand die Erlaubnis des anderen, um an sein Geld zu kommen. Genau das macht Lightning vertrauenslos: Selbst wenn die Gegenseite verschwindet, kommst du an deinen Anteil.

Damit niemand einen veralteten Stand verwenden kann, enthält jede Commitment-Transaktion eine Zeitsperre für den eigenen Anteil und einen Ausweg für die Gegenseite. Wie das zusammenspielt, zeigt der Abschnitt über das Schliessen von Kanälen.

Ein Vergleich aus der Beiz

Man kann sich einen Zahlungskanal wie eine Rechnung in der Stammbeiz vorstellen. Statt jedes Bier einzeln zu bezahlen, führt die Wirtin eine Liste, und abgerechnet wird erst am Ende des Abends. Stammgäste rechnen vielleicht nur einmal im Monat ab. Der Unterschied bei Lightning: Das Geld liegt von Anfang an hinterlegt im gemeinsamen Topf, und niemand muss dem anderen vertrauen, dass am Ende bezahlt wird.

Kanäle schliessen

Irgendwann wird ein Kanal geschlossen. Dabei wird der letzte gemeinsam unterschriebene Stand in die Blockchain geschrieben, und jeder erhält seinen Anteil auf seine eigene Adresse. Es gibt drei Fälle:

Gemeinsam

Beide sind einverstanden und unterschreiben gemeinsam eine Abschlussüberweisung. Sobald sie bestätigt ist, stehen die Bitcoin beiden zur Verfügung. Das ist der schnellste und günstigste Weg.

Einseitig

Ist die Gegenseite nicht erreichbar, kann jede Seite den Kanal auch allein schliessen, mit dem letzten Stand, den sie hat. Dann muss sie allerdings eine Wartezeit abwarten, bevor sie über ihren Anteil verfügen kann – je nach Einstellung des Kanals typischerweise zwischen einem Tag und zwei Wochen, gemessen in Blöcken. Die Gegenseite erhält ihren Anteil dagegen sofort. Erhebt die Gegenseite in dieser Zeit keinen Einspruch, werden die Bitcoin freigegeben.

Bei einem Betrugsversuch

Jeder Stand ist ein unterschriebenes Dokument. Was hält jemanden davon ab, den Kanal mit einem alten Stand zu schliessen, der für ihn günstiger war? Zurück zum Beispiel: Beat könnte versuchen, den Kanal mit dem Anfangsstand 0,05 zu 0,05 zu schliessen, obwohl ihm jetzt nur noch 0,035 zustehen.

Genau dafür gibt es die Wartezeit. Mit jedem neuen Stand tauschen beide Seiten nämlich auch einen «Strafschlüssel» für den alten Stand aus. Versucht Beat zu betrügen, kann Anna während der Wartezeit mit diesem Schlüssel eine Strafüberweisung veröffentlichen – und erhält dann die gesamte Kapazität des Kanals. Beat verliert alles. Betrug ist also nicht nur sinnlos, sondern teuer.

Wächter

Das setzt voraus, dass Anna in dieser Zeit die Blockchain beobachtet. Wer nicht ständig online ist, kann diese Aufgabe einem Wächter (Watchtower) übertragen: einem Dienst, der die Blockchain überwacht und bei einem Betrugsversuch automatisch die Strafüberweisung veröffentlicht. Der Wächter erfährt dabei nicht, um welche Beträge es geht, und kann selbst nichts stehlen.

Lightning und die Gebühren in der Blockchain

Lightning ist eng mit der Bitcoin-Blockchain verbunden. Jedes Öffnen und Schliessen eines Kanals ist eine gewöhnliche Überweisung, die eine Miner-Gebühr kostet. Sind die Gebühren tief, ist das kaum der Rede wert. In Phasen mit hoher Nachfrage kann das Eröffnen eines Kanals aber mehrere Franken kosten. Für Kleinstbeträge lohnt sich ein eigener Kanal dann nicht.

Darin liegt auch ein Sicherheitsaspekt: Muss jemand einen Kanal einseitig schliessen, etwa weil die Gegenseite betrügen will, muss die Überweisung rechtzeitig in einen Block kommen. Ist die Blockchain überlastet, wird das teuer oder knapp. Lightning und die Basisschicht sind also aufeinander angewiesen: Lightning entlastet die Blockchain, braucht sie aber als sicheres Fundament.

Routing: Nicht mit allen einen Kanal

Müsste man mit jeder Person einen eigenen Kanal eröffnen, der man Geld schicken will, wäre Lightning unpraktisch. Zum Glück ist das nicht nötig: Zahlungen können über mehrere Kanäle weitergeleitet werden. Hat Anna einen Kanal mit Beat und Beat einen mit Claudia, kann Anna über Beat an Claudia zahlen. Beat leitet den Betrag weiter und erhält dafür eine kleine Gebühr. In der Praxis laufen Zahlungen oft über mehrere solcher Stationen; die Wallet sucht in der Regel den günstigsten Weg.

Dabei gilt:

• Kein Vertrauen nötig: Die Weiterleitung funktioniert nach dem Alles-oder-nichts-Prinzip. Entweder kommt die Zahlung vollständig beim Empfänger an, oder sie scheitert und alle behalten ihr Geld. Niemand unterwegs kann sie abzweigen.
• Privatsphäre: Die Zahlung wird wie eine Zwiebel in mehrere verschlüsselte Schichten verpackt. Jede Station kennt nur ihren direkten Vorgänger und Nachfolger, nicht aber Absender und Empfänger.
• Netzwerkeffekt: Je mehr Menschen teilnehmen, desto mehr Kanäle und Wege gibt es, und desto nützlicher wird das Netzwerk für alle.

Was eine Weiterleitung kostet

Jeder Knoten legt selbst fest, was er für die Weiterleitung verlangt: meist einen kleinen Grundbetrag pro Zahlung und einen winzigen Anteil am Betrag. Ein Beispiel: Beat verlangt 1 Satoshi pro Zahlung plus 0,01 Prozent. Leitet er 100'000 Satoshi von Anna an Claudia weiter, erhält er 1 + 10 = 11 Satoshi. Läuft eine Zahlung über drei solcher Stationen, kommen ein paar Dutzend Satoshi zusammen – immer noch Bruchteile eines Rappens. Bei grossen Beträgen und langen Wegen kann es mehr werden, die Wallet zeigt die Gebühr aber vor dem Bezahlen an.

Findet die Wallet keinen einzelnen Weg mit genug Liquidität, teilt sie die Zahlung auf mehrere Wege auf. Beim Empfänger kommen die Teile zusammen, und erst wenn alle angekommen sind, gilt die Zahlung als ausgeführt. Dieses Verfahren heisst Multi-Path Payment.

Wie das ohne Vertrauen geht: HTLC

Möglich macht das eine besondere Art von Vertrag, der «Hashed Time-Lock Contract» (HTLC). Der Empfänger erzeugt ein Geheimnis und schickt dessen Hash mit der Rechnung an den Absender. Jede Station auf dem Weg verspricht der nächsten: «Du bekommst den Betrag, sobald du mir das Geheimnis zu diesem Hash zeigst – aber nur bis zu einer bestimmten Frist.» Der Empfänger enthüllt das Geheimnis, um sein Geld zu erhalten, und damit kann jede Station rückwärts ihren Teil einfordern. Wird das Geheimnis nicht rechtzeitig geliefert, fliessen alle Beträge automatisch an die Absender zurück. Das Geheimnis dient gleichzeitig als Quittung: Wer es kennt, hat bewiesen, dass bezahlt wurde.

Wie privat ist Lightning?

Lightning bietet deutlich mehr Privatsphäre als normale Bitcoin-Überweisungen, aber keine vollständige Anonymität:

• Einzelne Zahlungen erscheinen nicht in der Blockchain. Wer nur die Blockchain beobachtet, sieht sie nicht.
• Weiterleitende Knoten sehen nur den Betrag und ihre direkten Nachbarn, nicht Absender und Empfänger.
• Der Empfänger gibt mit seiner Rechnung bisher in der Regel seine Knoten-Kennung preis. Neuere Rechnungsformate können den Empfänger hinter verschleierten Wegen verbergen.
• Das Öffnen und Schliessen von Kanälen ist öffentlich. Wer einen Kanal mit Bitcoin aus einer bekannten Adresse eröffnet, verknüpft diese mit seinem Lightning-Knoten.
• Verwaltete Wallets sehen alles: Der Anbieter weiss, wer wann wie viel an wen zahlt.

Lightning im Alltag

Um Lightning zu nutzen, brauchst du eine Lightning-fähige Wallet. Viele Wallet-Apps beherrschen heute sowohl normale Bitcoin-Überweisungen als auch Lightning und kümmern sich im Hintergrund um die Kanäle. Bezahlt wird meist per QR-Code: Der Empfänger erstellt eine Rechnung, die mit lnbc beginnt, du scannst sie und bestätigst. Immer häufiger gibt es auch Lightning-Adressen, die wie eine E-Mail-Adresse aussehen.

Es gibt zwei Arten von Lightning-Wallets:

• Verwaltete Wallets: Ein Anbieter verwaltet die Kanäle und die Bitcoin für dich. Das ist sehr einfach, aber du vertraust dem Anbieter – wie bei einer Bank.
• Selbstverwaltete Wallets: Die Schlüssel liegen bei dir, die App öffnet und verwaltet Kanäle selbst, oft mit Hilfe eines Dienstleisters. Etwas mehr Aufwand, dafür bleibst du unabhängig.

So fängst du an

1. Installiere eine Lightning-fähige Wallet-App, am besten eine selbstverwaltete. Notiere die Sicherungswörter wie bei jeder anderen Wallet.
2. Lade einen kleinen Betrag auf, entweder über eine normale Bitcoin-Überweisung oder direkt per Lightning von einer Kauf-App. Viele Apps eröffnen dabei automatisch einen Kanal, wofür einmalig eine Gebühr anfällt.
3. Probiere eine kleine Zahlung aus, zum Beispiel an eine Freundin oder in einem Geschäft, das Lightning annimmt.
4. Lass dir auch einmal etwas schicken, um zu sehen, wie das Empfangen funktioniert.

Eine Besonderheit gegenüber normalen Wallets: Bei selbstverwalteten Lightning-Wallets genügen die Sicherungswörter allein unter Umständen nicht, um die Bitcoin in offenen Kanälen zurückzuholen. Viele Apps legen deshalb zusätzlich eine verschlüsselte Kanal-Sicherung an, oft automatisch in der Cloud. Lies nach, wie deine App das handhabt – und halte den Betrag auf Lightning so, wie du es mit Bargeld im Portemonnaie tun würdest.

Für Alltagsbeträge ist Lightning ideal, für das Ersparte bleibt ein Hardware-Wallet die bessere Wahl.

Lightning in der Schweiz

Ein Vorreiter ist Lugano. Die Stadt hat 2022 zusammen mit einem Partner aus der Bitcoin-Branche das Programm «Plan B» gestartet. Seither können Steuern und städtische Gebühren in Bitcoin bezahlt werden, und zahlreiche Geschäfte, Restaurants und Bars in der Stadt nehmen Zahlungen per Lightning an. Jedes Jahr findet dort zudem eine grosse Bitcoin-Konferenz statt. Auch in anderen Schweizer Städten gibt es Läden, Cafés und Bitcoin-Treffen, an denen man Lightning ausprobieren kann. Steuerlich gilt für Bitcoin auf Lightning dasselbe wie für alle anderen Bitcoin: Sie gehören in die Steuererklärung und unterliegen der Vermögenssteuer.

Mehr als nur Bezahlen

Weil Lightning Kleinstbeträge in Echtzeit ermöglicht, entstehen Anwendungen, die mit herkömmlichem Geld kaum denkbar wären:

• Trinkgeld für Inhalte: In Podcast-Apps, die den offenen Standard «Podcasting 2.0» unterstützen, können Hörerinnen und Hörer mit einem Klick einen kleinen Betrag samt Nachricht an die Macher schicken – sogenannte «Boosts». Das Geld fliesst direkt, ohne Plattform dazwischen.
• Geld als Strom: Statt einmal zu bezahlen, kann Geld fortlaufend fliessen. Podcast-Apps erlauben es zum Beispiel, Macherinnen und Machern pro gehörter Minute ein paar Satoshi zu schicken – direkt, ohne dass eine Plattform einen grossen Teil abschöpft oder Inhalte zensiert. Denkbar ist auch ein Lohn, der sekundengenau ausbezahlt wird.
• Spiele: Es gibt Spiele, in denen man für gute Leistungen Satoshi verdient, die direkt in die eigene Wallet fliessen – vom einfachen Handyspiel bis zum Mehrspieler-Shooter, in dem jeder Treffer ein paar Satoshi wert ist. Plattformen bieten Spieleentwicklern fertige Bausteine dafür an. Weil die Beträge so klein sind und sofort fliessen, entsteht ein ganz neues Spielerlebnis.
• Nachrichten: Schon früh entstanden Messenger, die Nachrichten über Lightning verschicken – jede Nachricht mit einer winzigen Zahlung. Es gibt keinen zentralen Server, der mitliest oder abgeschaltet werden kann.
• Soziale Netzwerke: Mit einer Zahlung lassen sich auch Daten mitschicken. In dezentralen sozialen Netzwerken wie Nostr gehören kleine Lightning-Trinkgelder, sogenannte «Zaps», längst zum Alltag. Kosten Nachrichten einen winzigen Betrag, wird Spam unattraktiv.
• Anmelden ohne Passwort: Mit der eigenen Lightning-Wallet kann man sich bei manchen Diensten anmelden – ohne E-Mail-Adresse, ohne Passwort und ohne persönliche Daten preiszugeben. Man scannt einen QR-Code, die Wallet unterschreibt eine Anfrage, und der Dienst erkennt einen beim nächsten Mal wieder. Es gibt keine Passwort-Datenbank, die gestohlen werden könnte, und keine E-Mail-Adresse, an die Werbung geschickt wird.
• Bezahlen pro Nutzung: Statt eines Abonnements bezahlt man nur, was man tatsächlich nutzt – etwa ein paar Satoshi für einen einzelnen Zeitungsartikel oder eine Abfrage bei einem Online-Dienst. Auch Programme und KI-Agenten können so untereinander kleine Beträge abrechnen.

Kritik und offene Probleme

So eindrücklich Lightning ist, es hat auch Schwächen, die man kennen sollte.

Bedienung

Wer einen eigenen Lightning-Knoten betreibt, braucht technisches Wissen. Fertige Lösungen wie Umbrel oder RaspiBlitz und einfache Apps haben das deutlich erleichtert. Viele nutzen aber verwaltete Wallets – bequem, aber auf Kosten der Unabhängigkeit.

Verwaltete Wallets bergen zudem dasselbe Risiko wie jede Plattform: Der Anbieter kann pleitegehen, gehackt werden oder Konten sperren. Mehrere Anbieter haben ihre verwalteten Lightning-Wallets in den letzten Jahren auch aus regulatorischen Gründen in einzelnen Ländern eingestellt. Wer ernsthaft Geld auf Lightning halten will, sollte eine selbstverwaltete Lösung wählen.

Liquidität

Um Zahlungen zu empfangen, muss in einem Kanal auf der Gegenseite genug Geld liegen – man spricht von «eingehender Liquidität». Wer einen Kanal nur mit eigenem Geld eröffnet, kann zunächst nur bezahlen, nicht empfangen. Ein Beispiel: Ein Café eröffnet einen Kanal mit 0,01 Bitcoin. Am Anfang liegt alles auf seiner Seite – das Café kann bezahlen, aber keine einzige Zahlung von Kundinnen und Kunden empfangen, weil auf der Gegenseite nichts liegt. Erst wenn das Café selbst etwas ausgibt oder jemand Liquidität zur Verfügung stellt, kann Geld hereinfliessen. Dienstleister, sogenannte Lightning Service Provider, stellen diese Liquidität gegen eine Gebühr zur Verfügung, und moderne Wallets regeln das automatisch. Wer selbst Liquidität für andere bereitstellt, kann damit kleine Gebühren verdienen.

Erreichbarkeit

Um Zahlungen zu senden oder zu empfangen, muss ein Lightning-Knoten online sein. Für einen Laden ist das kein Problem, für ein Handy, das nachts ausgeschaltet ist, schon eher. Für Handy-Wallets gibt es inzwischen Lösungen, bei denen ein Dienstleister eingehende Zahlungen kurz zurückhält, bis die App wieder online ist.

Routing

Grosse Zahlungen scheitern manchmal, weil es keinen einzelnen Weg mit genug Liquidität gibt. Abhilfe schafft das Aufteilen einer Zahlung auf mehrere Wege, was heute die meisten Wallets automatisch machen. Der Lightning-Entwickler Alex Bosworth nannte sechs typische Gründe für gescheiterte Weiterleitungen: fehlende eingehende Liquidität, schlechte Erreichbarkeit, Kapital in Kanälen zu Zielen mit viel Konkurrenz, Kapital in Kanälen zu Zielen, an die niemand zahlen will, zu hohe Gebühren und zu wenig eingehende Liquidität weiter vorne auf dem Weg.

Weil sich Kanäle und Stände ständig ändern und es keine zentrale Übersicht gibt, muss jeder Knoten die Wege laufend neu berechnen. Kritiker befürchten, dass kleine Knoten auf schwacher Hardware dabei auf Dauer nicht mithalten können und sich das Netzwerk um wenige grosse Knoten zentralisiert.

Zentralisierung

Je komplexer der Betrieb eines eigenen Knotens ist, desto mehr Menschen weichen auf grosse Dienstleister aus. Viele Zahlungen laufen heute über einige wenige grosse Knoten mit viel Liquidität. Das macht Lightning effizient, aber auch anfälliger: Grosse Knoten könnten Zahlungen verweigern oder Daten sammeln. Kritiker sehen darin eine Rückkehr zu den Mittelsmännern, die Bitcoin eigentlich überflüssig machen wollte. Befürworter halten dagegen, dass jede und jeder jederzeit eigene Kanäle zu anderen Knoten eröffnen kann – niemand ist auf einen bestimmten Anbieter angewiesen.

Angriffe

Es gibt auch Angriffe, gegen die Lightning noch nicht vollständig geschützt ist:

• Blockieren von Kanälen: Ein Angreifer schickt Zahlungen durch einen Kanal, die er absichtlich nie abschliesst. Ein Kanal kann nur eine begrenzte Zahl solcher offenen Zahlungen gleichzeitig führen, höchstens 483 pro Richtung. Sind alle belegt, ist der Kanal blockiert. Manche Angreifer verlangen dann Lösegeld, andere schädigen so Konkurrenten, um selbst mehr Weiterleitungsgebühren zu verdienen. Erste Schutzwerkzeuge begrenzen, wie viele offene Zahlungen ein einzelner Partner verursachen darf. Das Heimtückische an diesem Angriff: Er kostet den Angreifer kaum etwas, weil er sein Geld am Ende zurückerhält. Auch wer Lösegeld bezahlt, hat keine Garantie, dass der Angriff aufhört.
• «Flood and Loot»: Ein Angreifer eröffnet viele Kanäle zu seinen Opfern, leitet Zahlungen über einen zweiten eigenen Knoten und schliesst sie absichtlich nicht ab. Die Opfer müssen ihre Kanäle dann einseitig schliessen, um ihr Geld zu erhalten. Tun das viele gleichzeitig, verstopft die Blockchain, und manche schaffen es nicht rechtzeitig. Die Forscher Jona Harris und Aviv Zohar zeigten 2020, dass sich ein solcher Angriff schon ab etwa 85 Opfern gleichzeitig lohnen könnte.

Hinzu kommt: Das Öffnen und Schliessen von Kanälen sind normale Bitcoin-Überweisungen. Sind die Gebühren in der Blockchain hoch, wird auch das teuer.

Andere Ansätze im Vergleich

Lightning ist nicht die einzige Idee, um Bitcoin schneller und günstiger zu machen. Sogenannte Sidechains wie Liquid sind eigene Blockchains, auf die man Bitcoin übertragen kann. Sie sind schneller und bieten zusätzliche Funktionen, werden aber von einer Gruppe bekannter Firmen betrieben – man muss ihnen vertrauen. Neuere Konzepte wie «Ark» wollen viele Zahlungen auf eine einzige Überweisung bündeln, ohne dass jede Nutzerin einen eigenen Kanal braucht. Sie befinden sich aber noch in einem frühen Stadium. Lightning ist bisher der am weitesten verbreitete Ansatz und der einzige, der ohne vertrauenswürdige Dritte auskommt und bereits im grossen Massstab funktioniert.

Laufende Verbesserungen

Lightning entwickelt sich rasch weiter. Mit «Splicing» lässt sich ein bestehender Kanal vergrössern oder verkleinern, ohne ihn zu schliessen. Kanäle auf Basis von Taproot verbessern die Privatsphäre, und neue Rechnungsformate ermöglichen wiederverwendbare Zahlungsadressen und Abonnements. Viele der oben genannten Probleme sind damit kleiner geworden – gelöst sind sie aber noch nicht alle.

Die wichtigsten Begriffe

• Kanal (Channel): eine gemeinsame Bitcoin-Adresse zweier Teilnehmender, über die sie beliebig oft hin und her zahlen können.
• Kapazität: der gesamte Betrag in einem Kanal.
• Liquidität: wie viel davon gerade auf welcher Seite liegt; ausgehende Liquidität zum Bezahlen, eingehende zum Empfangen.
• Rechnung (Invoice): die Zahlungsanforderung des Empfängers, meist als QR-Code, beginnt mit lnbc.
• Knoten (Node): die Software, die Kanäle verwaltet und Zahlungen weiterleitet.
• Lightning Service Provider (LSP): ein Dienstleister, der Kanäle und Liquidität bereitstellt.
• Wächter (Watchtower): ein Dienst, der die Blockchain auf Betrugsversuche überwacht.
• HTLC: der Vertrag, der Zahlungen über mehrere Stationen ohne Vertrauen ermöglicht.
• Kanal-Sicherung: eine verschlüsselte Sicherung, mit der sich Bitcoin aus offenen Kanälen zurückholen lassen.
• Splicing: das Vergrössern oder Verkleinern eines Kanals, ohne ihn zu schliessen.

Fazit

Das Lightning-Netzwerk ist eine beeindruckende Erweiterung von Bitcoin. Es macht Zahlungen schnell und günstig und eröffnet Anwendungen, die weit über das Bezahlen hinausgehen. Gleichzeitig ist es noch jung, und einige Probleme sind ungelöst. Die Entwicklung ist aber schnell, der Netzwerkeffekt wirkt, und mit jeder Verbesserung der Bedienung wächst die Verbreitung. Für den Kaffee am Kiosk ist Lightning heute schon eine gute Wahl – für das Ersparte bleibt die Bitcoin-Blockchain der sichere Hafen.