Liquid Network

Anna möchte Pavel Geld schicken. Beide nutzen eine Wallet mit Unterstützung für Liquid Network und wünschen sich schnellere Bestätigungen und vertrauliche Beträge. Anna nimmt dafür keine schnellere Abkürzung für eine gewöhnliche Bitcoin-Zahlung. Sie verwendet ein eigenes Netzwerk, eine Sidechain, mit eigener Historie und eigenen Regeln. Bitcoin wird dort durch Liquid Bitcoin repräsentiert, abgekürzt L-BTC oder LBTC. Es soll BTC in einer Reserve im Verhältnis 1:1 abbilden und ist kein neu geschürfter Bitcoin. Transaktionen werden in Blöcken erfasst, die die eigene Historie von Liquid bilden. Das Netzwerk verwaltet außerdem UTXO, noch nicht ausgegebene Transaktionsausgänge: Jeder legt einen Vermögenswert, einen Betrag und die Bedingungen für das Ausgeben fest. Eine Bitcoin-Wallet unterstützt deshalb nicht automatisch Liquid; der Empfänger muss das richtige Netzwerk wählen. [2] [3]

Anna kann L-BTC von einem anderen Besitzer oder über einen Dienst erhalten. Der direkte Zugang aus Bitcoin heißt peg-in. In unserem Beispiel schickt sie 0,1 BTC an eine eigens erzeugte Bitcoin-Adresse, die von der Föderation verwaltet wird, der Betreibergruppe von Liquid. Nach 102 Bitcoin-Bestätigungen kann sie auf Liquid die entsprechenden 0,1 L-BTC beanspruchen; Gebühren lassen wir zur Übersicht weg. Bei durchschnittlich zehn Minuten pro Block ergibt das etwa 17 Stunden, tatsächlich schwankt die Wartezeit. Als Nachweis dienen die ursprüngliche Transaktion und ein Merkle proof, der ihre Aufnahme in einen Block belegt. Das Geld wurde nicht verdoppelt: Anna kann die ursprünglichen BTC nicht mehr selbst ausgeben und kontrolliert stattdessen L-BTC. Der Kauf bereits vorhandener L-BTC ist ein anderer Weg und erfordert nicht für jeden Käufer einen neuen peg-in. [4] [9]

Benötigt Pavel BTC im Bitcoin-Hauptnetz, reicht der Schlüssel zu seinen L-BTC nicht aus, um die Reserve freizugeben. Ein privater Schlüssel ist eine geheime Information, mit der die Wallet eine digitale Signatur für das Ausgeben der entsprechenden Mittel auf Liquid erstellt. Er gibt Pavel aber keine Berechtigung, eine Ausgabe aus der Bitcoin-Reserve zu signieren. Der direkte Rückweg, peg-out, steht autorisierten Teilnehmern mit einem Peg-out Authorization Key, kurz PAK, offen. Die entsprechenden L-BTC werden unausgebbar gemacht, oft als Verbrennen bezeichnet; anschließend geben die Betreiber BTC an eine zugelassene Adresse frei. Gewöhnliche Nutzer verwenden dafür meist einen solchen Teilnehmer, eine Börse oder einen Swap, also einen Tausch von Vermögenswerten. Ein Swap muss kein direkter peg-out sein: Die Gegenpartei kann bereits vorhandene BTC liefern. Deshalb zählen Dienstverfügbarkeit, Gebühren, Liquidität — die verfügbaren Mittel — und Bedingungen. Die Reservequote 1:1 verspricht keinen kostenlosen, sofortigen Umtausch. [5] [9]

Anna möchte vielleicht nicht, dass jeder Besucher eines Explorers, einer Website zum Nachschlagen von Transaktionen, ihre Zahlung an Pavel beziffern kann. Confidential Transactions können Betrag und Art des übertragenen Vermögenswerts verbergen. Knoten, also Computer, die die Netzwerkregeln überprüfen, prüfen weiterhin mit kryptografischen Beweisen, dass nicht mehr ausgegeben wird als vorhanden ist. Berechtigte Empfänger lesen die Daten mithilfe eines blinding key, eines Schlüssels zum Offenlegen dieser Angaben; allein berechtigt er nicht zum Ausgeben. Bestimmte Daten lassen sich freiwillig etwa einer Buchhalterin offenlegen. Verbindungen zwischen Transaktionen, Zeitpunkte und weitere Angaben bleiben jedoch öffentlich; auch peg-ins und peg-outs hinterlassen Spuren auf Bitcoin. Confidential Transactions bedeuten daher weder automatische Anonymität noch Unsichtbarkeit sämtlicher Vorgänge. [6] [10]

Den regulären Betrieb übernimmt die Strong Federation. Ihre Betreiber erfüllen zwei unterschiedliche Aufgaben: blocksigners signieren Blöcke, watchmen verwalten die Schlüssel zu den BTC-Reserven und deren Freigabe. Es handelt sich nicht um einen offenen Wettbewerb von Minern mit Proof of Work, der Rechenarbeit zum Finden eines Bitcoin-Blocks. Entscheidungen benötigen eine festgelegte Zahl von Signaturen; ein Betreiber soll normalerweise nicht allein für alle entscheiden können. Schlüssel werden außerdem durch HSM geschützt, spezielle Sicherheitsgeräte mit eingeschränkten Signiermöglichkeiten. Eine funktionierende Buchführung und eine sichere Reserve sind zu unterscheiden: Eine korrekt bestätigte Zahlung beweist nicht, dass BTC-Auszahlungen jederzeit möglich bleiben. Jeder kann einen prüfenden Knoten betreiben, wird dadurch aber nicht zum Verwalter der Reserve. [2]

Im normalen Betrieb strebt Liquid ungefähr einen Block pro Minute an. Nach zwei Bestätigungen gilt eine Transaktion innerhalb der Sicherheitsannahmen der Föderation als endgültig: Regeln der Signiergeräte verhindern tiefergehende Änderungen der Historie. Das ist keine bedingungslose Garantie gegen jeden Angriff und Ausfall. Das Whitepaper von 2020 beschreibt eine Konfiguration mit 11 von 15 Signaturen, also mehr als zwei Dritteln; dieses Beispiel ist keine aktuelle Mitgliederliste. Fehlen genügend Unterzeichner, kann die Blockproduktion stoppen. Schnellere Zahlungen innerhalb von Liquid beseitigen außerdem weder die Wartezeit beim peg-in noch die Bearbeitung des Rückwegs zu Bitcoin. Anna sollte deshalb nicht erwarten, dass die gesamte Übertragung zwischen den Netzwerken nur eine Minute dauert. [1] [2]

Ein prüfender Knoten kontrolliert die Liquid-Regeln und Transaktionsbeweise. Ist die peg-in-Prüfung aktiviert, kontrolliert er außerdem die Bitcoin-Nachweise über einen Bitcoin-Knoten. Die Deckung von L-BTC hängt somit nicht nur von einer Zahl auf der Website eines Betreibers ab. Daraus folgt aber weder, dass Anna die Reserveschlüssel besitzt, noch dass das Netzwerk immer erreichbar bleibt. Die Blocksignierung kann ausfallen, die Freigabe der Reserve scheitern oder Sicherheitsgeräte können kompromittiert werden. Die Notfallwiederherstellung der Föderation ist kein Knopf, mit dem jeder L-BTC-Besitzer eigenständig BTC abheben kann. Eine eigene Wallet kann vor der Insolvenz eines Kontoverwahrers schützen, beseitigt jedoch nicht die Abhängigkeit von der Brücke zwischen den Netzwerken. [1] [2] [9]

Neben L-BTC lassen sich weitere Vermögenswerte ausgeben, etwa digitale Gutscheine oder Token, deren Herausgeber den Umtausch gegen anderes Eigentum verspricht. Jeder Vermögenswert besitzt eine eindeutige asset ID; ähnliche Namen oder Symbole beweisen keine Identität. Der Herausgeber kann auch einen reissuance token erzeugen, der die Ausgabe weiterer Token erlaubt. Ein Namensregister erleichtert die Zuordnung, bestätigt jedoch weder die Zahlungsfähigkeit des Herausgebers noch die Durchsetzbarkeit seines Versprechens. Die Deckungsregeln von L-BTC gelten nicht automatisch für andere Token. Nimmt Pavel einen digitalen Gutschein an, kann dessen Übertragung korrekt aufgezeichnet werden, obwohl der Herausgeber später seine Verpflichtung nicht erfüllt. [7] [11]

Liquid basiert auf Elements, einer quelloffenen Weiterentwicklung des Codes von Bitcoin Core für mehrere Vermögenswerte und vertrauliche Transaktionen. Fortgeschrittene Nutzer können elementsd als Knoten betreiben und die Regeln selbst prüfen. PSET, Partially Signed Elements Transaction, überträgt vorbereitete Transaktionen zwischen Werkzeugen: Das Format bündelt Angaben für die Prüfung, das Verbergen von Beträgen und das Signieren. Es beweist nicht, dass die Zahlung schon versendet wurde. Netzwerkgebühren werden auch beim Übertragen anderer Vermögenswerte in L-BTC bezahlt. Eine gewöhnliche Wallet verbirgt die meisten technischen Einzelheiten; die Unterstützung des Netzwerks, des Vermögenswerts und eines verwendeten Signiergeräts muss dennoch geprüft werden. [8] [13]

Vor einer größeren Übertragung wählt Anna eine passende Wallet, prüft das Empfangsnetzwerk und klärt einen konkreten Rückweg zu BTC samt Kosten. Sie sichert die Wallet nach deren Vorgaben. Neben den Ausgabeschlüsseln müssen auch die Daten zum Offenlegen vertraulicher Beträge wiederherstellbar sein. Der Seed ist das geheime Ausgangsmaterial, aus dem die Wallet Schlüssel ableitet. Manche Wallets leiten blinding keys aus dem Seed ab, etwa nach SLIP-0077; andere Konfigurationen benötigen möglicherweise eine zusätzliche Sicherung. Man muss also nicht grundsätzlich jeden Schlüssel manuell exportieren. Eine kleine Übertragung hin und zurück zeigt praktische Probleme besser als der bloße Blick auf den Kontostand. Liquid kann für bestimmte Zahlungen und Vermögenswerte nützlich sein, wenn man die angebotene Geschwindigkeit und Vertraulichkeit ebenso versteht wie die damit verbundenen Bedingungen. [9] [12]