Was sind Wachtürme im Lightning-Netzwerk von Bitcoin?

Was sind Wachtürme?

Wachtürme wurden im ursprünglichen Lightning Network (LN) konzipiert. Papier- und wurden seitdem verbessert und optimiert, da Bitcoin’s LN zu einem globalen P2P-Zahlungsnetzwerk werden soll.

Wachtürme sind im Wesentlichen ein Ökosystem von Dritten, mit dem Benutzer die Überwachung von Transaktionen in der Kette auslagern, die für ihre Blitzkanäle relevant sind.

Wachtürme fungieren effektiv als „Wachhunde“ der Blockchain, um böswillige Akteure zu identifizieren und zu bestrafen, die andere Benutzer innerhalb von Kanälen betrogen haben. Sie bewerten, ob ein Teilnehmer eines LN-Kanals einen vorherigen Kanalstatus nicht ordnungsgemäß gesendet hat oder nicht. Dies kann verwendet werden, um Geld zurückzufordern, nachdem der Kanal mit einem ungültigen Status geschlossen wurde.

Für ihre Dienste erhalten sie Gebühren von Benutzern, und es könnten verschiedene Monetarisierungsmethoden eingesetzt werden. Benutzer können die Kanalüberwachung sogar an mehrere Wachturmdienste auslagern, falls einer ausfällt.

Jüngste Entwicklungen wie die im Neutrino-Protokoll verwendete Filterung auf der Seite von Kompaktclients reduzieren die Gesamtbelastung, die Wachtürme auf sich nehmen müssen, spielen jedoch eine entscheidende Rolle in der LN-Umgebung – insbesondere bei der Skalierung.

Umsichtige LN-Benutzer müssen von Zeit zu Zeit den Status ihrer Off-Chain-Kanäle überprüfen, der mit der On-Chain-Aktivität korreliert, und Wachtürme bieten rund um die Uhr eine Absicherung gegen Sicherheitsrisiken, die durch ungültige Kanalzustände entstehen.

Die LN von Bitcoin verfolgt einen datenschutzorientierten Ansatz. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, die Fähigkeit von Wachtürmen, Transaktionen mit bestimmten Kanälen zu verknüpfen, zu verringern. Mehrere Innovationen wirken sich direkt auf die Fähigkeit des Mesh-Netzwerks aus, die Privatsphäre zu skalieren und aufrechtzuerhalten.

Wie Wachtürme funktionieren

Wachtürme sind Dritte, die die Bitcoin-Blockchain im Auftrag ihrer Kunden rund um die Uhr überwachen.

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Sie suchen nach Diskrepanzen zwischen Transaktionen in der Kette und dem Schließen von Kanälen außerhalb der Kette mit ungültigen Zuständen. Jede Off-Chain-LN-Kanalzahlung erfordert eine gültige Verpflichtung, die einen aktuellen Status des Kanalsaldos erstellt. Der Status kann von jeder Partei in einem Kanal aktualisiert werden und wird durch die nächste iterative Verpflichtung aktualisiert, die mit einer Übertragung einhergeht.

Ein Verpflichtungspfad gibt den Ausgleichsstatus des Kanals an, aber eine Gegenpartei kann vergangene (ungültige) Ausgleichszustände senden, wenn sie von diesen Zuständen besser profitieren können – da sie am Ende des Kanals mehr BTC hätten. Solche Szenarien können auftreten, wenn Partei A nach einer ausgehenden Transaktion einen vorherigen Kontostand an Partei B in dem Kanal sendet, der den Kontostand von Partei A verringert.

Aufgrund der Art der zeitlichen Einschränkungen innerhalb eines Kanals (d. H. HTLCs) muss ein Kanalteilnehmer eine bestimmte Zeit warten, bevor er Geld in seiner Brieftasche beansprucht.

Dies setzt jedoch voraus, dass die Benutzer regelmäßig online bleiben, um zu überprüfen, ob ein ungültiger Status nicht gesendet wurde und ob eine Gegenpartei nicht böswillig handelt.

Dies stellt die meisten Menschen vor offensichtliche Unannehmlichkeiten, die einfach nicht über die Zeit oder das technische Fachwissen verfügen, um solche widrigen Situationen zu erkennen oder ständig online zu bleiben.

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Wachtürme betreten. Ein Wachturm überwacht die Blockchain rund um die Uhr, indem er im Namen des Benutzers gegen Gebühr online bleibt. Daher können Benutzer sicher sein, dass sie nicht betrogen werden, während sie offline sind.

Der grundlegende Ablauf der Funktionsweise eines einfachen Wachturmmechanismus zwischen zwei Teilnehmern in einem einzigen Zahlungskanal lautet wie folgt:

  • Alice aktualisiert den Statuskanal, indem sie Bob 1 BTC innerhalb ihres Kanals sendet.
  • Alice sendet gleichzeitig einen “Hinweis” oder ein “Geheimnis” einer bestimmten Transaktion an einen Wachturm, der eine bestimmte Transaktion angibt, nach der gesucht werden muss, ohne den Transaktionsinhalt preiszugeben.
  • Die an den Wachturm gesendete Unterschrift von Alice autorisiert vorab, dass die Kanalmittel im Falle eines Verstoßes an sie zurückgesandt werden.
  • Der Wachturm vergleicht die “Hinweise” mit einer Hash-Tabelle mit Hinweisen, die er von seinen Kunden und der Bitcoin-Blockchain erhält.
  • Wenn der Wachturm einen Kanalbruch von Bob über eine ungültige staatliche Übertragung feststellt, erstellt er eine Strafvorrichtung unter Verwendung von Alices Unterschrift und gibt das Kanalgeld an sie zurück.

Alice wird anschließend vor einer Kanalverletzung geschützt, ohne online sein zu müssen, und Wachtürme können Statusaktualisierungen nicht mit bestimmten Kanälen verknüpfen.

Die Probleme mit dem obigen Beispiel sind jedoch sehr unterschiedlich, wenn Sie bedenken, dass das Senden früherer Kanalzustände nicht immer mit böswilliger Absicht durchgeführt wird. Wenn ein Softwarefehler dazu führt, dass Bob einen ungültigen Kanalstatus sendet, der von einem Wachturm bestraft wird, verliert er sein gesamtes Geld im Kanal – eine harte Strafe.

Entwickler haben mit einem Vorschlag eine Lösung zum Schutz vor solchen Szenarien gefunden eltoo. Im Wesentlichen erstellt eltoo zwei Transaktionen für jeden Kanalstatus: eine Aktualisierungstransaktion und eine Abrechnungstransaktion. Unter Verwendung dieser Struktur wird eine Kette wiederholter Ungültigmachungen früherer Kanalzustände in einer Kette zeitlich gesperrter Transaktionen auf einen neuen Zustand aktualisiert.

Wichtig ist, dass die Gegenparteien Zeit haben, auf frühere staatliche Sendungen zu reagieren, um die Möglichkeit zu haben, die Ansiedlung eines Kanals mit einem früheren Staat zu mildern.

Ein solches Modell würde jedoch dazu führen, dass die Transaktionskette an die Bitcoin-Blockchain gesendet werden muss, und ein aktualisierter BIP-Vorschlag, der das Problem mit dem Namen seelash_noinput behoben hat, wird derzeit in das Bitcoin-Protokoll aufgenommen BIP-0118 als weiche Gabel.

Wachtürme spielen eine wichtige Rolle bei der Skalierung von LNs Bitcoin, da sie als beständige Verteidigungslinie gegen Kanalbetrug fungieren. Sie stehen jedoch vor einigen wirtschaftlichen Hürden, und die Monetarisierungsmethoden befinden sich noch im Aufbau und in der Ideenfindung.

Wirtschaft, Monetarisierung und Herausforderungen

Wachtürme müssten als Unternehmen fungieren, da sie den Betriebsaufwand beibehalten, von den Benutzerbasen betroffen und eingeschränkt sind und Monetarisierungsmodelle bereitstellen. Die beiden vorherrschenden Monetarisierungsmethoden für Wachtürme sind Strafgebühren oder Abonnementdienste.

Wachtturmdienste arbeiten mit Overhead in Bezug auf Bandbreite, Berechnung und Speicherplatz. Mit der von Bitcoin verwendeten LN-Implementierung zum Schutz der Privatsphäre müssen Wachtürme alle vorherigen Kanalzustände ihrer Kunden speichern, was zu steigenden Kosten im Speicherplatz führen kann.

Wo Bandbreite und Berechnung mit wachsender Wachturm-Nutzerbasis skaliert werden können, liegt die potenzielle Herausforderung bei der quadratisch zunehmendes Wachstumsproblem für Speicherplatzanforderungen. Große Wachtürme müssten über genügend Ressourcen verfügen, um Millionen oder Milliarden von „Blobs“ (d. H. Zustandsdaten) zu speichern. Mit zunehmender Benutzerbasis nimmt die Anzahl der gespeicherten Zustände quadratisch zu, was zu hohen Betriebskosten für das Unternehmen in Form von Datenspeicherung führt.

Die Größe der gespeicherten Daten ist jedoch winzig – Blobs ähneln denen Größe eines Tweets – So können Wachtürme, die effektiv mit ausreichendem Kapital skalieren, die Nachfrage befriedigen. Wachtturm-Großbetriebe sind daher eine wahrscheinliche Entwicklung im Ökosystem. Wachtturm-Betriebe können Gewinne durch abonnementbasierte Dienste aufrechterhalten, die tatsächlich ihre Einnahmen ermöglichen würden parallel zur Nutzung ihres Dienstes skalieren.

Dies bietet auch langfristige Überlegungen zur negativen Leistung großer Wachtturm-Betriebe, um das LN- und Bitcoin-Ökosystem möglicherweise über Kanal- und Transaktionszuordnungen zu überwachen. Zu den Hürden für Wachtürme zählen die verschlungene Verbindung zwischen Privatsphäre und Skalierbarkeit im Wachtturm-Ökosystem. Benutzer können die Überwachungsfunktionen beträchtlicher, kolludierender Wachtürme durch die Verbindung zu zahlreichen Diensten verringern. Es ist jedoch unklar, wie sich der Markt für Wachtürme entwickeln wird und ob dies eine ausreichende Absicherung gegen Eingriffe in die Privatsphäre darstellt.

Ein weiteres vorgeschlagenes Monetarisierungsmodell besteht in einem Teil der Strafvorgänge, die die Wachtürme als Gebühren erheben. Die Anreize für ein solches Modell sind falsch ausgerichtet als Wachtürme würden Anreize für mehr Verstöße geschaffen, entgegen der Denkweise von LN-Nutzern, die so wenig Verstöße wie möglich wollen. Eine vorgeschlagene alternative Lösung kommt in Form der Olymp Server, der Wachturmdienste über Speichertoken ausführt – neben anderen Funktionen zur Wartung der LN-Brieftasche.

Der Wachtturm-Markt ist noch nicht entwickelt, da sich der LN neben Bitcoin immer noch zu einem größeren P2P-Zahlungsnetz entwickelt. Die Forschung und Innovationen auf diesem Gebiet liefern jedoch einige überzeugende Narrative für ein zukünftiges Ökosystem von LN-Wachtürmen. Es bleibt unklar, wie viel Parteilichkeit Benutzer auf die Nutzung der Dienste von Wachtürmen legen werden, aber ihre Sicherheitsgarantien können sich als entscheidend gegen Bedrohungen durch Offline-Kanäle erweisen – etwas, das umsichtige Benutzer berücksichtigen sollten.

Auf dem idealen Marktplatz für Wachtturmdienste würden die komplexen technischen Komponenten letztendlich vom Endbenutzer abstrahiert, aber es sind erhebliche Fortschritte erforderlich, bevor das gewünschte Niveau an LN-Funktionen erreicht werden kann. Der LN von Bitcoin ist mit zunehmender Benutzerakzeptanz, Kanalbilanz und Innovation weiterhin ein Schneeball. Wachtürme präsentieren einen vorausschauenden Ansatz für Sicherheitsrisiken, die sich aus dem sich entwickelnden Ökosystem der neuartigen zweiten Schicht von Bitcoin ergeben.

Mike Owergreen Administrator
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