Die Vor- und Nachteile eines Bitcoin Full-Nodes

Bitcoin gilt als die weltweit erste Peer-to-Peer-Währung. Für die Mehrheit der Benutzer ist dies jedoch nicht wirklich der Fall. Es gibt tatsächlich weniger als 10.000 Bitcoin-Peers im Netzwerk – nämlich diejenigen, auf denen aktuell Full Nodes ausgeführt werden.

Alle anderen sind weiterhin in eine Art Client-Server-Beziehung verwickelt, in der sie sich auf die Full Nodes anderer Personen verlassen müssen, um ihre Transaktionen zu übertragen. Man vertraut hier also immer noch irgendwelchen anderen.

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Full Nodes sind das Rückgrat von Bitcoin – sie tragen dazu bei, das Netzwerk dezentral zu halten und die Konsensregeln des Protokolls zu schützen. Solange genügend Full Nodes aktiv sind, kann sich jeder mit einem Computer oder Raspberry Pi als Peer dem Netzwerk anschließen, und Miner (sowie alle anderen) müssen die Bitcoin-Regeln befolgen. Das Ausführen eines Full Nodes anstelle eines Lightweight-Clients oder die Verwendung einer SPV-Brieftasche (wie es die meisten Benutzer tun) bietet Unterstützung für Bitcoin.

Im Gegensatz zum Minen gibt es keine finanziellen Anreize für den Betrieb eines Full Nodes. Man führt nur die Bitcoin Software bei sich zu Hause aus und prüft so, ob alle Transaktion der Wallets und Miner sich an die Bitcoin Regeln halten. Explizit: ein Node verfolgt jeden Satoshi im Netzwerk bis zu seinem Ursprung (Coinbase) zurück und prüft ob es ihn wirklich an der jeweiligen Adresse geben darf.

Dieser Artikel konzentriert sich auf die konkreten Gründe, warum Sie einen vollständigen Bitcoin-Node betreiben sollten.

Beginnen wir hier also mit den Vorteilen, bevor wir zu den Nachteilen von Full-Nodes übergehen.

Die Vorteile eines Full Nodes

Vertraue nur dir selbst

Wenn Sie Ihren eigenen Node betreiben, müssen Sie niemandem vertrauen, um das Netzwerk ehrlich zu halten – Sie tun es selbst. Wenn eine Transaktion gegen die Konsensregeln verstößt, wird sie von Ihrem Node automatisch abgelehnt und nicht ausgeführt, selbst wenn alle anderen die Transaktion akzeptieren.

Wenn Sie einen eigenen Node haben, können Sie auch sicher sein, dass Ihre Transaktionen an das Netzwerk gesendet werden. Wenn Sie einen Lightweight-Client ausführen, müssen Sie sich darauf verlassen, dass der Node einer anderen Person vollständig ist und arbeitet.

Es bleibt den Minern überlassen, Ihre Transaktion zu bestätigen, indem Sie sie in einen Block packen. Ein Full Node stellt sicher, dass Ihre Transaktionen tatsächlich an die Miner übertragen werden.

Die freie Wahl

Wenn eine Blockchain einen Hardfork erfährt, folgen normale Nodes automatisch der Kette mit der größten akkumulierten Schwierigkeit. Bei einigen Light Clients und SPV-Wallets können die Benutzer auswählen, welcher Kette sie in einem Split folgen möchten, bei vielen jedoch nicht. Full Nodes haben immer die Wahl.

Sicherheit & Datenschutz

Um das Peer-to-Peer-System von Bitcoin optimal nutzen zu können, müssen Sie tatsächlich ein „Peer“ sein. Das heißt, Sie betreiben Ihren eigenen Node. Andernfalls werden Ihre Transaktionen immer von einem Dritten verarbeitet – dem Node, der Transaktionen von Ihrer Wallet an das Netzwerk sendet.

Dieser Dritte hat aber nun natürlich auch Zugang zu Informationen über Ihre Transaktionen sowie zu persönlichen Daten, die Sie als Dienstleister angeben. Haben Sie Ihre Online-Wallet per E-Mail registriert? Diese E-Mail kann mit Ihren Transaktionen in Verbindung gebracht werden. Ebenso wie jedes Handy verfolgt welche Apps vom wem runtergeladen wurden und genutzt werden.

Zur Verdeutlichung: Wir sprechen uns nicht gegen die Verwendung von SPV-Geldbörsen aus. Für die überwiegende Mehrheit der Benutzer ist dies durchaus akzeptabel. Um jedoch wirklich pseudonym zu werden, müssen Sie sich selbst direkt mit dem Bitcoin-Netzwerk verbinden und nicht dem Wallet anbieter vertrauen, das er Ihre pers. Daten nicht sammelt und missbraucht. Full Nodes sind der einzige Weg, dies zu tun.

Wenn Privatsphäre und geringstmögliches Vertrauen für sie zählen, sollten Sie einen Full Node betreiben.

Durch das Einrichten eines Bitcoin Nodes erhalten Sie automatisch Ihre eigene Wallet. Das Hauptverkaufsargument für Bitcoin besteht darin, das Vertrauen in Dritte nicht mehr zu benötigen, um Ihre Finanztransaktionen zu validieren und Ihr Guthaben zu erhalten.

In der Praxis kann auch Bitcoin das Vertrauensbedürfnis nicht vollständig beseitigen, es kann es jedoch verteilen und minimieren, insbesondere wenn Sie als echter Peer auftreten. Warum entscheiden sich die meisten Benutzer trotz aller Vorteile des Betriebs eines Full Nodes immer noch für Lightweight-Clients und SPV-Wallets? Die Einrichtung und Aufrechterhaltung eines Full Nodes ist heute sehr einfach – siehe Umbrell.

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Die Nachteile eines Bitcoin Full Nodes

Verbraucht Speicherplatz und RAM

Während der RAM für die meisten modernen Computer kein Problem darstellt (Bitcoin Core benötigt nur zwischen 1 und 2 GB RAM), benötigt der Betrieb eines Full Nodes erheblichen Speicherplatz.

Für die erstmalige Synchronisierung mit dem Netzwerk müssen Sie die gesamte Bitcoin-Blockchain herunterladen – vom allerersten bis zum neuesten Block. Bitcoin Core, der beliebteste Bitcoin-Client, benötigt für diesen Vorgang heute etwa 350 GB freien Speicherplatz.

Sobald Sie Ihren Node mit dem Netzwerk synchronisiert haben, können Sie den erforderlichen Speicherplatz erheblich reduzieren, indem Sie die Aufzeichnungen aller vollständig verbrauchten Transaktionen löschen. Dies wird als Bereinigen Ihrer Kopie der Blockchain bezeichnet. Das Bereinigen wirkt sich nicht auf die Sicherheit oder Funktionalität Ihres Nodes aus, macht Sie jedoch zu einem etwas weniger produktiven Mitglied des Netzwerks. Da Sie nicht mehr die gesamte Blockchain hosten, können neue Nodes sie nicht zur ersten Synchronisierung von Ihnen herunterladen.

Nutzung der Bandbreite

Wenn Sie nur über eine begrenzte Bandbreite verfügen, ist das Ausführen eines vollständigen Bitcoin-Nodes möglicherweise keine Option. Die empfohlene Mindestbandbreite für Bitcoin Core beträgt 5 GB / Tag – Upload und 500 MB / Tag – Download.

Sie müssen einen Full Node aktiv aufrechterhalten

Es hat keinen Sinn, die Blockchain herunterzuladen, wenn Sie Ihren Node nicht ausführen. Bitcoin.org listet 6 Stunden pro Tag als Mindestlaufzeit auf, aber mehr ist offensichtlich besser. Dies kann recht unpraktisch sein, es gibt jedoch einige mögliche Lösungen für das Problem.

Ein Weg, um zu vermeiden, dass ständig ein Computer ausgeführt wird, besteht darin, Ihren Node auf einer virtuellen Maschine zu hosten. Dies ist eine nicht zu empfehlende Methode. Das Hosten Ihres Nodes auf den Servern eines anderen hat nämlich zwei Nachteile: Sie müssen die Miete zahlen und Ihrem Vermieter vertrauen. Nicht zu empfehlen.

Da die Ausführung eines Full Nodes KEINEM Dritten Ihr Vermögen anvertrauen muss, deaktivieren viele VM-Service-Benutzer die Wallet-Funktionalität auf ihrem Full Node, verbinden ihn mit SPV-Wallets und verlassen sich nur auf den Full Node, um ihre Transaktionen zu validieren.

Eine übliche Variante für Bitcoin Benutzer ist die Installation des Bitcoin-Full-Nodes auf einem Raspberry Pi.

In einigen Ländern ist ein Full Node möglicherweise illegal

Bitcoin ist in einigen Ländern tatsächlich illegal, daher kann das Betreiben eines Nodes entsprechend auch illegal sein. Kryptowährungen stecken insgesamt noch in den Kinderschuhen und es gibt viele Missverständnisse in Bezug auf die Technologie. Hoffentlich werden die Gesetzgeber zukünftig mehr erkennen, wie sinnvoll Bitcoin ist, und Bitcoin erhält die Chance, das massive Potenzial für einen positiven globalen Wandel auszuschöpfen. Wenn nicht, ist es Bitcoin aber typischerweise auch egal und das Projekt läuft ohne die Zustimmung der Gesetzgeber.

Fazit

Da haben Sie es – die Vor- und Nachteile eines Bitcoin Full Nodes. Sie können nur davon weg anderen zu Vertrauen und ihre Privatsphäre beim Versenden und Empfangen von Bitcoin zu schätzen, indem Sie Ihren eigenen Full Node betreiben.

Es gibt eine Reihe von Pros, und diese Vorteile sind für echte Bitcoiner unerlässlich. Wenn Sie jedoch nur hodln, besteht der primäre Zweck des Betriebs eines Nodes darin, die Privatssphäre zu schützen und das Bitcoin Netzwerk ehrlich und dezentral zu halten.

Im Gegensatz zum Mining werden beim Ausführen eines normalen Full Nodes keine Bitcoin generiert. Sie müssen diese von einem anderen Benutzer beziehen oder an einer Börse kaufen.

Bitcoin kaufen und/oder handeln kann man übrigens sicher und sehr einfach auf bitcoin.de. Wie genau das dort funktioniert, ist im Einzelnen hier beschrieben.

BTC „Lightning“ – Was ist das eigentlich?

Eine Klartext-Erklärung des Lightning-Netzwerks, dem derzeit populärsten und vielversprechendsten Protokoll zum Skalieren und Beschleunigen von Blockchains. Es wurde zwar entwickelt, um einige der technischen Einschränkungen der Bitcoin-Blockchain zu beseitigen, kann jedoch auch über jede andere Blockchain implementiert werden.

Stellen Sie sich vor, jeder Computer müsste jede je gesendete E-Mail speichern, um eine zu erhalten.

So funktionieren Blockchains. Mit dem Lightning Network können Computer Blockchain-Transaktionen durchführen und nur die Daten speichern, die ihnen wichtig sind – nämlich ihr eigenes Geld betreffende Transaktionen.

Die Skalierbarkeit von Bitcoin war das erste Hauptmotiv für Lightning, da die Verteilung von Bitcoin die Transaktionsrate des Netzwerks stark einschränkt. Während Visa Zehntausende von Transaktionen pro Sekunde verarbeiten kann, ist das Bitcoin-Netzwerk auf weniger als 10 Transaktionen pro Sekunde beschränkt. Ein weiterer Grund für die Entwicklung von Lightning ist, dass die Blockbestätigungszeit der Bitcoin-Blockchain ungefähr 10 Minuten beträgt. Das heißt, es dauert mind. 10 Minuten, bis eine Bitcoin-Transaktion bestätigt ist. Außerdem können die Transaktionsgebühren für die Bitcoin-Blockchain zwischen 5 und 10 Cent pro Transaktion liegen, wodurch Mikrozahlungen quasi unmöglich bzw. viel zu teuer werden. Im Gegensatz dazu kann Lightning Network Fast-Instant-Transaktionen mit einer Rate von Tausenden bis Millionen pro Sekunde mit Gebühren von einem Bruchteil eines Cent (oder sogar vollkommen kostenlos) ermöglichen.

Das Lightning Network basiert auf einer Technologie, die als Zahlungskanäle (Payment-Channel) bezeichnet wird. Ein Zahlkanal für zwei Parteien wird erstellt, wenn beide Parteien eine 2-aus-2-Transaktion mit einer Multi-Signatur in der Blockchain erstellen, wobei mindestens eine Partei Geld-Mittel einzahlt/festlegt. Jede Person verfügt hierbei über einen privaten Schlüssel und Transaktionen, die aus dem Sachkontoeintrag ausgegeben werden, können ab jetzt nur ausgeführt werden, wenn beide Schlüssel signieren. Diese anfängliche Transaktion zum Öffnen eines Lighning-Kanals dauert ca. 10 Minuten (oder wie auch immer die normale aktuelle Blockzeit sein mag), aber danach können die Teilnehmer sofort mit den im Kanal zugewiesenen Geldern miteinander verhandeln. Diese sofortigen Transaktionen werden durchgeführt, indem signierte Transaktionen hin und her geleitet werden, wobei die Ausgaben aus dem 2-aus-2-Ledger-Eintrag stammen.

Jede Transaktion wird gültig, wenn sie an die Blockchain gesendet und von den Minern des Netzwerks in die Blockchain aufgenommen wird. In einem Zahlkanal werden diese signierten Transaktionen jedoch erst gesendet, wenn die Teilnehmer möchten, dass der Lighning-Kanal nicht mehr benötigt wird. Signierte, aber nicht aufgenommene Transaktionen werden über direkte Peer-to-Peer-Kommunikation ausgetauscht und von den Teilnehmern wie einlösbare Belege aufbewahrt.

Um Lightning zu verwenden, erstellen zwei Teilnehmer, Alice und Bob, eine erste Transaktion in der Blockchain für 20 USD, wobei jede Partei 10 USD des Werts hat.

Diese anfängliche Zuordnung kann dann aktualisiert werden, sodass Alice dann 5 USD des Gesamtwerts von 20 USD und Bob 15 USD usw. hat. Wenn die Teilnehmer mit den Transaktionen fertig sind, wird die zuletzt ausgetauschte Transaktionssignatur an das Netzwerk/die Blockchain gesendet, wodurch die Bewegung der Gelder im Lighning-Kanal abgeschlossen wird – einige an eine Partei und (falls noch vorhanden) einige zurück an die andere.

Lightning nutzt die Technologie hinter den Zahlungskanälen und erstellt mithilfe von „intelligenten Verträgen“ ein Netzwerk aus diesen Kanälen, um sicherzustellen, dass das Netzwerk in einer dezentralen Kapazität ohne Gegenparteirisiko funktioniert. Zum Beispiel kann Alice einen Kanal mit Bob eröffnen, der wiederum einen Kanal mit Carol hat, der einen mit Dave offen hat. Wenn Alice mit Dave Geschäfte abwickeln möchte, kann sie Geld über Bob und Carol senden, und Dave wird sie letztendlich erhalten. Aufgrund von Multi-Signatur- und Smart-Verträgen, die dem Design von Lightning innewohnen, muss Alice Bob und Carol nicht als Vermittler vertrauen – das Protokoll verwendet Kryptografie, um sicherzustellen, dass die Gelder Dave entweder über Bob und Carol erreichen oder automatisch an Alice zurückerstattet werden.

Bob und Carol fungieren als „Knoten“ im Netzwerk. Die Knoten im Lightning-Netzwerk entsprechen in gewisser Weise den Minern im Bitcoin-Netzwerk. Sie fungieren als Server, die die Transaktionen im Netzwerk dezentral verarbeiten. Wie Miner haben sie keine Kontrolle über die Gelder, die sie quasi nur bei der Bewegung unterstützen. Bob kann Alices Bitcoin nicht stehlen, da er nur dann die eingehende Zahlung des Absenders erhält, wenn er die ausgehende Zahlung bereits an den Empfänger gesendet hat. Der Erhalt einer Zahlung hängt also davon ab, dass Sie diese bereits weitergeleitet haben. Blitzzahlungen sind von der Offenlegung eines kryptografischen Geheimnisses abhängig und die Kenntnis dieses Geheimnisses ermöglicht das Einlösen von früheren Knoten (wenn Dave von Carol einlöst, kann Carol jetzt von Bob einlösen).

Was passiert jedoch, wenn Bob offline geht? Bleiben die Gelder für immer in einem 2-aus-2-Zahlungskanal? Um mit unzuverlässigen Knoten umzugehen, verfügt Lightning über integrierte intelligente Vertragsmechanismen, sodass Benutzer ihre Kanäle einseitig schließen können. Lighning verwendet hierfür einen „Hash-Timelock-Vertrag„, um sicherzustellen, dass Alice ihr Geld immer zurückbekommt, wenn Bob verschwindet. Für diesen Vertrag ist ein Zeitwert festgelegt, in der Regel in Stunden oder Tagen, sodass Alice eine Rückzahlung erhalten kann, selbst wenn Bobs Server ausfällt.

Was passiert in ähnlicher Weise, wenn Alice Geld von ihrer Multi-Signatur-Adresse an Dave im Lightning-Netzwerk sendet, dann aber versucht, den Vorgang zu beenden? Sie könnte dies z. B. tun, indem sie eine ältere Transaktion an die Blockchain sendet und dabei versuchte, den Kanal in dem Zustand zu schließen, in dem er war, bevor sie eine Transaktion an Dave sendete. Während die Lightning-Software diese alten Transaktionszustände löscht, könnte Alice die Software geändert haben, um sie zu speichern. Wenn Alice versucht, zu behaupten, dass sie noch über ihr altes Guthaben verfügt, überwacht Daves Software (oder andere dafür vorgesehene Server) die Blockchain auf eine solche Transaktion. Wenn sie die gesendete Transaktion von Alice auffängt, verliert sie als Strafe ihr gesamtes Geld an Dave. Infolgedessen ist es nicht ratsam, zu versuchen, einen alten, ungültigen Zustand an die Blockchain zu senden.

Was ist, wenn Alice und Bob beide online sind und bereit sind, ihren Kanal zu schließen? Wenn beide Parteien gemeinsam einen Zahlungskanal schließen, kann das Guthaben in den 10 Minuten Blockzeit in die Blockchain überwiesen werden. Dies ist die Zeit, die eine Bitcoin-Transaktion benötigt, um bestätigt zu sein. Alice und Bob haben in dieser Zwischenzeit möglicherweise tausende Transaktionen via Lightning Network durchgeführt.

Lightning Network verlässt sich für seine Sicherheit letztendlich auf die zugrunde liegende Blockchain, sei es die von Bitcoin oder auch eine andere. Im Fall von Bitcoin wird der zugrunde liegende Proof-of-Work-Algorithmus verwendet, der das gesamte Netzwerk schützt, um es ebenfalls zu sichern. Die Blockchain ist der ultimative Schiedsrichter oder praktisch ein automatisierter Richter. Mit Lightning wissen Sie immer, wie der Richter entscheidet, da dies in die Transaktionen vordefiniert ist, die zum Erstellen der Zahlungskanäle verwendet werden, aus denen das Lightning-Netzwerk besteht. Dies ist ein Richter, der nicht beschworen oder bestochen werden kann. In der Tat ermöglicht Lightning einen „lokalen Konsens“ -Staat, der letztendlich durch den „globalen Konsens“ (die Blockchain) erzwungen wird. Dieser lokale Konsensstaat hat kein Depotvertrauen wie herkömmliche Modelle, da jeder Teilnehmer einseitig seine Gelder ohne die Kooperation anderer Teilnehmer glattstellen und einlösen kann. Letztendlich verwendet Lightning die zugrunde liegende Blockchain als Mittel zur Batch-Abwicklung von Transaktionen, die außerhalb der Kette ohne Gegenpartei-Vertrauen stattgefunden haben.

Das Lightning Network kann der Bitcoin-Blockchain oder anderen Blockchains dienlich sein und auch zum sofortigen Übertragen verschiedener Assets zwischen versch. Blockchains mithilfe von „Cross-Chain-Atomic-Swaps“ verwendet werden. Die Konsensregeln für jede Blockchain können auch unterschiedlich sein und ermöglichen so ein sicheres Handeln von Assets ohne Depotbank.

Mit Lightning können kleine Transaktionen oder Zahlungen über das Netzwerk abgewickelt werden, ähnlich wie Pakete über das Internet übertragen werden. Es bietet das Potenzial, neue Anwendungsfälle zu erstellen, die zuvor nicht möglich waren, wie zum Beispiel Zahlungen von Maschine zu Maschine, Mikrozahlungen von Inhalten und sofortige Asset-Swaps.

Das englische Original von Elizabeth Stark findet ihr auf Jameson Lopps Webseite.