Montag, Oktober 21, 2019

Die Bitcoin-Blockchain war der erste Vorstoß eines dezentralen Netzwerks und der Bitcoin die erste Kryptowährung, die das Licht der Welt erblickt hat. Neben dem Pionierstatus und der Integrierung einer neuen Art von Zahlungsmethode muss sich der Bitcoin durch seinen Erstlingsstatus aber auch mit bisher unbekannten Problemen auseinandersetzen, die bei neuen Technologien aufkommen.

Alle 10 Minuten wird ein neuer Block in der Bitcoin-Blockchain erzeugt. Der neu erstellte Block hat eine Größe von maximal einem MegaByte. Das heißt, dass nur eine begrenzte Anzahl an Transaktionen auf diesem Block gespeichert werden können. Bei einer Größe von 1 MB entspricht das einigen tausend Transaktionen. Zur Veranschaulichung: Alle 10 Minuten werden also maximal einige tausend Transaktionen in die Bitcoin-Blockchain eingetragen und bestätigt. Weltweit.

In früheren Zeiten, als der Bitcoin noch nicht so verbreitet und populär war, hat das einwandfrei funktioniert. Mittlerweile hat die Bitcoin-Blockchain aufgrund der stark wachsenden Nutzerzahlen aber mit extremen Skalierungsproblemen zu kämpfen. Aufgrund der hohen Nutzerzahlen werden die Transaktionszeiten immer länger und die Gebühren immer teurer. Wenn man nur eine geringe Transaktionsgebühr einstellt, kann es mitunter Tage dauern, bis die Transaktion in der Blockchain abgespeichert wurde.

Segregated Witness

 

Ein Lösungsansatz, der im August 2017 in das Bitcoin-Protokoll implementiert wurde, ist Segregated Witness, kurz SegWit. Segregated Witness bedeutet übersetzt so etwas wie „abgetrennter Zeuge„, oder „abgetrennter Nachweispunkt“ und beschreibt den Kern der Änderung am Bitcoin-Protokoll ganz gut.

SegWit ist so etwas wie ein Update für die Bitcoin-Blockchain. Es ändert das Format der Transaktionen innerhalb der Blockchain, indem es die Transaktionen in zwei Segmente aufteilt.

Um das zu verstehen, schaut man sich am besten zuerst die Beschaffenheit einer Transaktion an. Diese besteht aus drei Teilen: Dem Sender, dem Empfänger und der Signatur, die durch den Private Key des Senders generiert wird und sicherstellt, dass die Transaktion auch wirklich vom Sender in Auftrag gegeben wurde. Der meiste Speicherplatz wird für diese Signatur verwendet und liegt bei ca. 60 – 65 Prozent.

SegWit teilt die Transaktion in zwei Segmente auf, indem es die Signatur (man kann es auch „Zeugendaten“ nennen) aus den Originaldaten entfernt und innerhalb einer separaten Struktur einfügt, die dann ans Ende des Blockes angehängt wird. Der ursprüngliche Abschnitt enthät also weiterhin die Sender- und Empfängerdaten und die neue „Witness“-Struktur enthält alle Signaturen, die zur Entsperrung und Bestätigung von Transaktionen nötig sind.

Innerhalb einer klassischen Bitcoin-Transaktion wird jeder Byte als 4 „Gewicht“-Einheiten gezählt. Innerhalb der SegWit-Datei wird jeder Byte nur als 1 „Gewicht“ gezählt. Daher wird die separierte SegWit-Datei, die ans Ende des Blockes angehängt wird, nur als ein Viertel ihrer eigentlichen Größe gezählt. Somit kann man den maximalen Speicherplatz des Blockes effizienter ausnutzen und es können viel mehr Transaktionen auf ihm abgespeichert werden.

SegWit ist eine sogenannte „Soft Fork„, das heißt, kein Nutzer ist gezwungen, dieses Update des Bitcoin-Protokolls zu benutzen. SegWit ist damit auch rückwärtskompatibel, denn Teilnehmer ohne das Update können die Bitcoin-Blockchain weiterhin nutzen und können auch Bitcoins an Wallets senden, die SegWit nutzen und auch Bitcoins von ihnen empfangen.

Seit seiner erfolgreichen Einführung in Bitcoin, wurde es auch eingebaut in: Litecoin, Decred und Vertcoin.

SegWit als Vorreiter für Lightning

SegWit soll desweiteren das geplante Lightning Network für die Bitcoin-Blockchain ermöglichen. Das Lightning Network soll die ultimative Lösung für das Bitcoin-Skalierungsproblem sein, da es theoretisch unendlich verfügbare Off-Chain-Zahlungskanäle mit verschwindend geringen Transaktionsgebühren ermöglichen soll.

Dadurch, dass SegWit die Signatur-Daten aus den eigentlichen Transaktionsdaten herausnimmt, macht es das Benutzen des Lightning Networks, dass auf Zahlungskanälen zwischen zwei Parteien basiert, die nicht direkt mit der Blockchain verbunden sind, sondern die Zahlungskanäle nur bei deren Schließung an die Blockchain melden und verifizieren lassen, sicherer.

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