Was ist Bitcoin SegWit und wie funktioniert es?

Die Skalierbarkeit von Bitcoin ist ein ständiges Problem für die weltweit beliebteste Krypto und eines, mit dessen Lösung die Bitcoin-Entwickler zu kämpfen haben. Eine eingeführte Lösung war der SegWit Soft Fork, der die Anzahl der Bitcoin-Transaktionen, die gleichzeitig verarbeitet werden konnten, veränderte.

Während die Erhöhung der Anzahl der Transaktionen pro Bitcoin-Block wie ein todsicherer Sieg klingt, hatte SegWit auch Probleme.

Wie funktionieren Bitcoin-Transaktionen?

Bitcoin-Transaktionen verwenden das UTXO-Modell (Unspent Transaction Output), bei dem jede Transaktion die die Ausgabe der vorherigen Transaktion auf der Blockchain und generiert eine neue Ausgabe, die im Folgenden ausgegeben werden kann Transaktion.

Von Natur aus besitzen Sie kein Bitcoin-Token. Sie besitzen stattdessen die nicht ausgegebene Ausgabe einer festgelegten Anzahl früherer Transaktionen. Sie können das Eigentum an dieser Ausgabe durch die erforderliche Adresse, den digitalen Schlüssel und die digitale Signatur nachweisen.

Nehmen wir an, Sie möchten Bitcoin an Ihren besten Freund senden. Sie verwenden zunächst einen privaten Schlüssel, um eine Nachricht zu signieren, die die Eingabe, die Ausgabe und den Betrag enthält. Die Transaktion wird an das gesamte Bitcoin-Netzwerk gesendet, und alle Benutzer können sie sehen.

Wenn ein Knoten die Transaktion empfängt, prüft er, ob:

• Ihr privater Schlüssel stimmt mit dem öffentlichen Schlüssel überein, den Sie zu besitzen beanspruchen
• Die Summe der Eingänge ist größer als die Summe ihrer Ausgänge
• Die Ausgabe wird nicht ausgegeben.

Wenn die Transaktion diese drei Regeln erfüllt, wird sie verifiziert und an andere Knoten weitergegeben, die den Verifizierungsprozess wiederholen. Dieser Prozess beinhaltet komplexe mathematische Rätsel, die die Bergleute mit am höchsten lösen Krypto-Hash-Rate haben die besten Chancen, zuerst zu lösen.

Miner-Knoten konkurrieren darum, die Rätsel zu lösen, und wenn sie erfolgreich sind, bauen sie die Blockvorlage in einen unveränderlichen Block in der Blockchain ab. Der Block wird an das gesamte Netzwerk gesendet, und es ist klar, dass Ihr bester Freund die neue nicht ausgegebene Ausgabe besitzt.

Was ist der Transaktions-Formbarkeitsfehler?

Skalierbarkeit und Geschwindigkeit sind nicht die einzigen Probleme, die die Bitcoin-Blockchain plagen. Leider gibt es auch den „Transaktionsformbarkeitsfehler“, einen Fehler, der die Änderung der digitalen Signatur einer Transaktion ermöglicht, bevor sie in der Blockchain bestätigt wird.

Diese Modifikation wird so vorgenommen, dass die Transaktion ihre mathematische Logik beibehält, aber ein anderes Ergebnis liefert, wenn sie einen Hash-Algorithmus durchläuft.

Nehmen Sie zum Beispiel den Signaturwert Ihrer Transaktion mit Ihrem besten Freund, der (5) war. Wenn es in (5-10+10) geändert wird, ist der mathematische Wert immer noch 5, aber wenn wir diese verschiedenen Versionen hashen, erhalten wir unterschiedliche Ergebnisse.

Da der Hash die Identifizierung der Transaktion in der Blockchain ist, verursacht diese Änderung einige Probleme.

• Schlechte Akteure können eine zweite widersprüchliche Transaktion erstellen, bevor die erste bestätigt ist, was zu Verwirrung, Verzögerung und Überlastung im Netzwerk führt.
• Es macht es für Blockchain-Entwickler problematisch, Second-Layer-Lösungen zu entwickeln, die die Geschwindigkeit und Skalierbarkeit des Mainnets verbessern sollen.

Dies ist also ein Fehler mit dem Potenzial, die Blockchain-Buchhaltung zu einem Albtraum zu machen, und es wurden mehrere Lösungen implementiert, um ihn zu beheben. Und hier kommt Bitcoin SegWit ins Spiel.

Was ist Bitcoin SegWit?

Segregated Witness (SegWit) ist ein Upgrade des Bitcoin-Blockchain-Protokolls, das in erster Linie entwickelt wurde, um vor der Verformbarkeit von Transaktionen zu schützen.

SegWit wurde erstmals 2015 als Blockchain-Gabel um die Skalierbarkeit zu verbessern. SegWit würde dies erreichen, indem es digitale Signaturen von Transaktionsdaten trennt, wodurch mehr Transaktionen in einem einzigen Block gespeichert werden können und die für die Verarbeitung eines einzelnen Blocks erforderliche Zeit reduziert wird.

Die SegWit-Soft-Fork wurde schließlich 2017 implementiert und führte neben der Lösung des Formbarkeitsfehlers und der Verbesserung der Transaktionseffizienz viele Verbesserungen in die Bitcoin-Blockchain ein.

Was ist SegWit2x?

Bevor SegWit implementiert wurde, gab es in der Bitcoin-Community aufgrund eines Vorschlags für ein Hard-Fork-Upgrade ein bisschen Streit zielt darauf ab, die Blockgrößenbegrenzung von 1 MB auf 2 MB zu erhöhen, um die Transaktionsverarbeitungsgeschwindigkeit zu verbessern, daher der Begriff "SegWit2x."

Während viele Interessenvertreter die Idee unterstützten, kam es innerhalb der Gemeinschaft zu Meinungsverschiedenheiten, und ein Mangel an Konsens führte zu einer Spaltung. Die abtrünnige Fraktion gründete Bitcoin Cash (BCH), während die Muttergruppe SegWit implementierte.

Wie funktioniert Bitcoin SegWit?

SegWit funktioniert, indem einige Daten vom Block getrennt werden, wodurch sie für Änderungen nicht verfügbar sind. Diese Trennung erzeugt zwei Abschnitte. Der erste Abschnitt des Blocks enthält die Wallet-Adressen von Absender und Empfänger, während der zweite Abschnitt die digitalen Signaturen enthält, die auch als „Zeugendaten“ bekannt sind.

Da Witness-Daten vom Hauptblock getrennt sind, wird mehr Platz im Block freigegeben, damit mehr Transaktionsdaten aufgezeichnet werden können. Dies wiederum erhöht die Kapazität des Blocks und wirkt sich direkt auf die Leistung des Bitcoin-Netzwerks aus, wodurch die Skalierbarkeit erheblich verbessert wird.

Andererseits werden die getrennten Daten, also die digitale Signatur, verschlüsselt und in einer Sidechain gespeichert. Diese zusätzliche Sicherheitsebene zusätzlich zur Trennung vom Hauptnetz macht es unmöglich, die digitale Signatur der Transaktion zu ändern, wodurch der Formbarkeitsfehler behoben wird.

Vorteile von Bitcoin SegWit

SegWit bietet dem Bitcoin-Netzwerk mehrere Vorteile.

• Löst Transaktionsverformbarkeit: Wie bereits erwähnt, behebt SegWit den Fehler der Transaktionsformbarkeit, der für viel Verwirrung und Staus in der Bitcoin-Blockchain gesorgt hat. Dies ermöglichte zuverlässigere und sicherere Transaktionen.
• Verbesserte Sicherheit: Durch die Lösung der Transaktionsformbarkeit hat SegWit das Bitcoin-Netzwerk sicherer und weniger anfällig für Angriffe gemacht. Es erleichterte auch die Implementierung neuer Sicherheitsfunktionen in der Zukunft.
• Verbesserte Skalierbarkeit: Skalierbarkeit ist die Leistungssteigerung eines Systems. Das ist mit Bitcoin nach dem SegWit Soft Fork passiert. Aufgrund des frei gewordenen Speicherplatzes könnten mehr Transaktionen in Blöcke aufgenommen werden, was zu reduzierten Transaktionsgebühren und schnelleren Transaktionsbestätigungszeiten führt.
• Niedrigere Transaktionsgebühren: Da mehr Transaktionen in einen Bitcoin-Block passen konnten, verringerte sich der Wettbewerb um den Blockplatz, was wiederum die Transaktionsgebühren senkte. Dies war besonders vorteilhaft für kleine Transaktionen.
• Verbesserte Kompatibilität: Da SegWit ein Soft Fork ist, ermöglichte es die Erweiterbarkeit der Blockchain und öffnete gleichzeitig die Tür für zukünftige Upgrades (wie das Taproot-Upgrade) an das Bitcoin-Netzwerk. Diese Flexibilität gibt der Blockchain die Möglichkeit, neue Funktionen und Verbesserungen zu implementieren.
• Inspirierte Erstellung von Lightning Network (LN): Als SegWit die Skalierbarkeit verbesserte, inspirierte sein Code die Entwicklung einer Layer-2-Lösung: das Lightning-Netzwerk. Der Code von LN ermöglicht die Schaffung eines Off-Chain-Zahlungskanals zwischen zwei Transaktionsparteien, wodurch die Geschwindigkeit des Hauptnetzes verbessert und die Transaktionskosten gesenkt werden.

SegWit war ein entscheidendes Upgrade für das Bitcoin-Netzwerk, da es Lösungen anbot, die seine Leistung verbesserten und die Erfahrung für Bitcoin-Benutzer verbesserten. Es kam jedoch nicht ohne seinen fairen Anteil an neuen Herausforderungen.

Nachteile von SegWit

Die SegWit Soft Fork führte einige potenzielle Nachteile ein.

Während beispielsweise viele Börsen und Wallets SegWit übernommen haben, unterstützen nicht alle Nodes das neue Protokoll. Da SegWit die Transaktionsgebühren senkt und gleichzeitig Unterstützung für die Zeugendaten-Sidechain erfordert, mögen gewinnorientierte Bergleute es nicht und können es zögern, es anzuwenden.

Darüber hinaus reicht SegWit aufgrund der schieren Größe des Bitcoin-Netzwerks nicht aus, um sein Skalierbarkeitsproblem zu lösen. Es besteht die Notwendigkeit einer erheblichen Anpassung der Blockchain, um ihre Größe zu reduzieren und die Skalierbarkeit auf ein ähnliches Niveau wie bei alternativen Blockchains zu erhöhen.

Auch wenn SegWit diese Nachteile hat, ist klar, dass die Sicherheits- und Skalierbarkeitsvorteile die Probleme bei weitem überwiegen.

War Bitcoin SegWit eine gute Idee?

SegWit verhinderte, dass ein Fehler so viel Verzögerung in der Bitcoin-Blockchain verursachte, zu einer Zeit, als ihre Einführung an Bedeutung gewann. Tatsächlich ließ es lange auf sich warten, bis die Entwicklung umgesetzt wurde. Während einige Miner negative Auswirkungen auf ihre Brieftaschen hatten, verbesserte die Soft Fork die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Blockchain und wirkte sich positiv auf das Bitcoin-Netzwerk aus.