Experteninterview: Raiden Network und Payment Channels
Raiden Network ist eine „Ethereum“-Version des Bitcoins Lightning Network. Die Plattform bietet nahezu sofortige, gebührenarme, skalierbare und datenschutzfreundliche Zahlungen.
Transaktionen werden ohne Beteiligung der eigentlichen Blockchain, also off-Chain, ausgeführt. Die Blockchain ist lediglich am Anfang und am Ende involviert, wenn die Transaktion erstellt und der Payment Channel geschlossen wird.
Raiden Network für on-Chain Zahlungen
Blockchainwelt: Hallo Luis, vielen Dank für deine Zeit. Wir sind gespannt darauf, zu hören, welche interessanten Informationen du uns über das Raiden Network und Brainbot Labs geben kannst. Fangen wir direkt mit Raiden an! Worum geht es dabei genau?
Luis: Ganz simple ausgedrückt ist Raiden das Gegenstück zum Bitcoin Lightning. Also ein Netzwerk für Zahlungen und Token-Transfers. Raiden hat jedoch den großen Vorteil, dass es theoretisch jeden ERC20 kompatiblen Token unterstützt.
Wie funktioniert Raiden Network?
Blockchainwelt: Kannst du uns das Prinzip von Raiden ein wenig detaillierter erklären?
Luis: Klar, also die Basis bildet in beiden Fällen die Blockchain. Die Technologie hat viele Vorteile, jedoch ist sie unglaublich langsam. Um zu verstehen, wie Raiden arbeitet, hilft uns eine Analogie:
Nehmen wir theoretisch an, die Blockchain wäre eine teure, langsame, jedoch sehr sichere Bank. Dann kann der Nutzer auf Raiden Network Schecks off-Chain, also außerhalb der langsamen Blockchain, an andere Benutzer im Raiden Network senden.
Die Unterschrift auf dem „Scheck“ ist in diesem Beispiel jedoch kryptografischer Natur. Der Besitzer des Schecks hat demnach keine Schuldverschreibung in der Hand, sondern die praktische Verfügungsgewalt über die Token via der kryptografischen Signatur.
Genau wie früher, als man Schecks noch ohne die Bank zu involvieren, an Dritte weitergeben oder damit bezahlen konnte, erfolgt auch in unserem Beispiel die Weitergabe des kryptografischen Schlüssels ohne die Bank oder einen anderen Mittelsmann.
Der gesamte Handel und die Kommunikation finden off-Chain statt, während die Token für die Transaktion auf der Blockchain gesperrt sind. Das Ganze dauert häufig weniger als 1 Sekunde, ist also sehr schnell und günstig. Das ist im Grunde das Prinzip von Raiden Network (und auch das von Bitcoin Lightning).
Balance-Proofs sorgen für Sicherheit
Blockchainwelt: Also ein vertrauensloses Netzwerk, das trotzdem die Sicherheit der Blockchain bietet?
Luis: Ja, genau. Die Token auf der Blockchain sind gesperrt. Off-Chain werden nur Balance-Proofs erzeugt, die keinen Vertrauensanspruch haben, sondern einen kryptografischen Anspruch.
Das vertrauenslose Netzwerk von Raiden nutzt Balance-Proofs, um Transaktionen außerhalb der Blockchain durchzuführen.
Die kryptografische Signatur ist der Beweis, dass dem Inhaber die Token auf der Blockchain gehören. Diese können dann on-Chain eingelöst werden.
Was sind Payment Channels?
Payment Channels ermöglichen praktisch unbegrenzte, bidirektionale Überweisungen zwischen zwei Teilnehmern, solange die Nettosumme ihrer Überweisungen die hinterlegten Token nicht überschreitet.
Die Transaktionen können sofort und weitestgehend ohne Beteiligung der Blockchain durchgeführt werden.
Im Smart Contract des Payment Channels sind die Token als Guthabennachweis sicher und verbindlich hinterlegt.
Beide privaten Schlüssel müssen die Transaktion signieren, damit sie gültig ist.
Payment Channels bei Raiden verkettet
Die Verkettung von Payment Channels wurde eingeführt, damit Transaktionen nicht nur zwischen Anwendern stattfinden können, die unmittelbar miteinander verbunden sind, sondern auch zwischen Anwendern, die über die Verkettung miteinander verbunden sind.
Die off-Chain Payment Channels sind miteinander verkettet und es entstehen immer mehr Verknüpfungen zwischen den Anwendern. Das Netzwerk wird also dichter, wenn neue Nutzer hinzukommen.
Der Hashlock garantiert, dass die Token entweder vollständig oder gar nicht transferiert werden. Es gibt also keine Fälle, in denen nur ein Teil der Token transferiert wird. Derzeit sind die beiden verfügbaren Token-Netzwerke auf Raiden WETH und DAI.
Raiden Network bietet hohe Skalierbarkeit
Blockchainwelt: Raiden Network richtet sich nicht an Endbenutzer. Für wen ist die Second-Layer-Lösung geeignet?
Luis: Unsere Lösung ist grundsätzlich für Anbieter von Wallets oder Bezahl-Apps entwickelt. Wir richten uns an alle, die eine hohe Skalierbarkeit für ihre User benötigen. Das können Mikrozahlungen sein, bei denen es um kurze Latenzen geht.
Raiden Network bietet beides: hohe Skalierbarkeit und weitestgehend Latenzen unter 1 Sekunde. Andere Skalierungslösungen wie Roll-ups versprechen aktuell bis zu 2.000 Transaktionen pro Sekunden auf Ethereum.
Das reicht derzeit für viele Anwendungen aus. Geht es aber darum, auch den Kaffee mit Stablecoins übers Handy zahlen zu können, benötigen wir Infrastrukturen mit noch höheren Transaktionsraten.
Blockchainwelt: Welche Skalierbarkeitslösungen sind denn derzeit im Einsatz?
Luis: Nach dem aktuellen Stand der Forschung ist der Trend bei Entwicklern erkennbar, Roll-ups als Skalierbarkeitslösungen zu verwenden. Sie ermöglichen die Skalierung bis 2.000 Transaktionen.
Jedoch sind sie bisher vom Aufbau her zwar vertrauenslos (non-custodial), aber nicht dezentral (und damit beispielsweise nicht zensurresistent). Der Operator kann folglich keine Werte stehlen, aber Transaktionen ignorieren / zensieren.
Sie sind daher nicht vollständig dezentral. Wir gehen deshalb bei der Weiterentwicklung für Raiden Network von zukünftigen Anforderungen aus und orientieren uns an dem aktuellen Bedarf durch steigende Akzeptanz von Kryptowährungen als Zahlungsmittel.
Raiden will vollständig dezentral sein
Blockchainwelt: Die Anbieter von Wallets sind also noch zögerlich bei der Integration von Raiden?
Luis: Ja, denn derzeit suchen diese Anbieter vor allem Second Layer Lösungen mit einem breit eingeführten Portfolio an Kooperationspartnern. Das kann Raiden derzeit noch nicht bieten, aber auch viele andere Second Layer Lösungen nicht. Wir sprechen da vom Netzwerkeffektproblem.
Bedingt durch die derzeitigen Anforderungen reichen bei den Wallets häufig Side-Chain-Lösungen wie Polygon, denn sie sind einfacher zu integrieren.
Diese Lösungen werden zwar auch als Second Layer bezeichnet, was aber technisch gesehen nicht korrekt ist, denn die Nodes der Sidechain benötigen Vertrauen.
Es gibt also kein vollständig dezentrales, vertrauensloses Netzwerk wie bei Raiden Network.
Bei Rollups werden Sidechain-Transaktionen zu einer einzigen Transaktion gebündelt bzw. „zusammengerollt“. Dabei entsteht ein kryptografischer Beweis (SNARK = succinct non-interactive argument of knowledge), welcher in die Ethereum Mainchain einfließt. Somit können mit Rollups sämtliche Ausführungen auf Sidechains stattfinden, während die Ethereum Mainchain nur Transaktionsdaten speichert.
Bespin und Ashvini
Blockchainwelt: Das Mainnet wurde 2018 eingeführt, was gibt es an aktuellen Releases von Raiden?
Luis: Da gibt es ganz aktuell zwei große Veröffentlichung. Erstens Bespin (ist übrigens der Name eines Planeten in Star Wars) und zweitens Ashvini.
Bespin ist ein Gasriese im Anoat-Sektor und im gleichnamigen Bespin-System, auf dem hauptsächlich Tibanna-Gas abgebaut wird. Im Jahr 3 NSY wurde der Planet vom Imperium besetzt, um auf Wunsch von Darth Vader, Han Solo foltern zu lassen, Prinzessin Leia und Chewbacca gefangen zu halten und somit Luke Skywalker in eine Falle zu locken. Quelle
Bespin
Bespin führt zahlreiche Verbesserungen im Backend ein, wie bei der Zuverlässigkeit der Verwendung des Netzwerks und der allgemeinen Benutzererfahrung. Das Netzwerk ist ganz grundsätzlich privater geworden.
Die größten Änderungen gab es an der Transportschicht und den Synchronisierungszeiten, die jetzt deutlich schneller sind. Bespin ist die dritte Hauptversion des Raiden-Netzwerks im Ethereum-Mainnet.
Die verbesserte Zuverlässigkeit der Transportschicht haben wir dadurch erreicht, dass wir keine Matrixräume mehr verwenden. Die Verringerung der Last auf den Matrix-Servern hatte dem bisher entgegengestanden.
Ashvini
Ashvini ist das Release des Light Client, der über Handy oder Browser funktioniert. Die Implementierung ist in TypeScript geschrieben und kann in jedem Ethereum-fähigen Browser ausgeführt werden.
Grund für die Entwicklung ist die steigende Bedeutung von UX / UI bei der Massenadaption, die jedoch gleichzeitig auch eine große Herausforderung im Kryptobereich darstellt.
Wir wollen Benutzern eine bequeme und einfache Möglichkeit bieten, mit Raiden Network zu interagieren, ohne einen vollständige Full-Node ausführen zu müssen.
Eigentlich ist es kein echter Light Client, sondern ein vollständiger Raiden Client, der weniger Ressourcen zum Ausführen braucht. (lightclient.raiden.network)
Benutzer können nach der Einrichtung der Light Client dApp schnell und günstig ERC20-Token an jeden anderen Benutzer im Raiden-Netzwerk senden, der einen Node betreibt.
Der Vorteil dabei ist die Unabhängigkeit von schwankenden Gaspreisen im Ethereum-Netzwerk.
Die dApp ist Open Source und dient auch als Referenzimplementierung, um zu zeigen, wie dApps erstellt werden können, um die Leistungsfähigkeit des Raiden SDK zu nutzen.
Brainbot Labs ist Teil der Brainbot Group
Blockchainwelt: Kommen wir jetzt zur Brainbot Group. Ihr seid an einem Forschungsprojekt des Bundesministeriums für Bildung und Forschung beteiligt, der iBlockchain. Kannst du uns hierzu mehr erzählen?
Luis: iBlockchain ist ein Forschungsprojekt zum Einsatz von Blockchain für die Industrie 4.0. Brainbot bringt hier das Wissen um Second Layer Lösungen ein und plant, Off-Chain-Protokolle wie Raiden Network für Demonstratoren einzusetzen.
Es geht um Pay-per-Use Anwendungen im industriellen Kontext. Die IoT-Wirtschaft ist für Raiden Network von besonderem Interesse, da hier viele kleine Transaktionen auftreten, die eine schnelle Finalisierung erfordern.
Die Probleme der Skalierbarkeit und Nachhaltigkeit werden im Projekt iBlockchain unter Einsatz von Off-Chain-Technologien adressiert. Dadurch kann die große Menge an Transaktionen außerhalb der Blockchain in einem Second-Layer-Netzwerk verarbeitet werden, wodurch die Effizienz der Transaktionsverarbeitung drastisch gesteigert werden kann.
KI, Blockchain und Pay-per-Use-Modelle
Blockchainwelt: Was genau macht Brainbot Labs, das zur Brainbot Group gehört?
Luis: Brainbot Labs gehört zur Brainbot Group und kümmert sich organisatorisch um die Entwicklung von Raiden Network.
Dazu gehörte auch 2017 der Token-Launch sowie ganz allgemeine Dinge wie der Markenschutz oder das Githup-Repository.
Derzeit arbeiten ca. 15 Mitarbeiter an Raiden Network. Die laufenden Kosten werden durch die Einnahmen aus dem damaligen Tokenverkauf getragen. Bei der Brainbot Group arbeiten insgesamt 41 Mitarbeiter.
Blockchainwelt: Kommen wir zu Künstlicher Intelligenz. Wie siehst du die Möglichkeiten von KI und Blockchain in der Zukunft? Passen die beiden Technologien zusammen?
Luis: Auf jeden Fall, es sind Lösungen und Anwendungen denkbar, bei denen es beispielsweise verschiedene Ökosysteme von KI gibt.
Ähnlich wie bei einem Daten-Marktplatz könnte es sein, dass Anbieter eigene Künstliche Intelligenz entwickeln und trainieren und dann über die Blockchain auf einem Marktplatz anbieten.
Ich habe die Hoffnung, dass nicht nur ein großer Anbieter seine KI zur Verfügung stellt, sondern ein offener Marktplatz mit vielen Anbietern für Microservices KI entsteht.
Für den benötigt man flexible und schnelle Bezahlungen, also kann dabei Blockchain und Raiden eine Rolle spielen.
Zahlen Maschinen in der Zukunft selbst?
Blockchainwelt: Von Mikrozahlungen zu Maschinenzahlungen, M2M. Für wie realistisch hältst du dieses Szenario in der Zukunft?
Luis: Ich glaube, dass physische Maschinen nicht der erste Use Case von Blockchain sein werden.
Was mehr Sinn macht, ist der Einsatz der Technologie im Internet, beispielsweise Social Media.
Wir alle geben für lau unsere privaten Daten an Facebook und das Unternehmen monetarisiert sie ausgesprochen lukrativ.
Vielleicht lassen wir uns in Zukunft bezahlen, wenn ein soziales Netzwerk unsere Daten haben will. Auch beim Filesharing könnte ich mir ein solches M2M-Szenario durchaus zeitnah vorstellen.
User bezahlen dann für das Downloaden von Daten, die jemand anders freigegeben hat. Die Abwicklung erledigen die Computer im Hintergrund auf vorher festgelegten Standards und Regeln.
Ein hervorragender Blockchain Use Case, wenn sich im Internet Computer als „selbstständig“ handelnde Maschinen einsetzen ließen.
Derzeit herrscht ja im Internet ein absolutes Chaos aus Daten, Nutzerkonten, Anmeldeprozessen und so weiter. Das ließe sich hervorragend mit der Technologie optimieren.
Raiden Network Roadmap der Zukunft
Blockchainwelt: Bleiben wir in der Zukunft. Wo siehst du das Raiden Netzwerk in der Zukunft?
Luis: Wir möchten unsere ursprüngliche Version wahrmachen, dass jeder mit seinem Mobiltelefon in Kryptowährungen bezahlen kann.
Dabei begrüßen wir den direkten Wettbewerb mit anderen Anbietern. Wir können uns aber auch Kombinationen unterschiedlicher Ansätze oder Lösungen vorstellen, beispielsweise mit Roll-ups.
Chat & enjoy a refreshing beer with the Raiden team!
Meet us on the 3rd Floor, Salon Saint-Victor.
First come, first served 🍻 pic.twitter.com/2iXymmbDTy
— Raiden Network (@raiden_network) July 21, 2021
Raiden, Trustlines und Shutter
BW: Wo siehst du die Brainbot Group in den nächsten Jahren? Welche Projekte stehen im Fokus?
Luis: Die Brainbot Group ist in den nächsten 5 bis 10 Jahren in mindestens drei Projekten involviert. Das Raiden Network, das Trustlines Network und das Shutter Network.
Trustlines ist ein ökonomischer Ansatz zur Financial Inclusion von Unbanked People im Zahlungsbereich und ermöglicht Zahlungen ohne Zwischenhändler zu tätigen und zu empfangen.
Shutter ist eine Technologie zur Vermeidung von Unfairness und Ineffizienz (speziell Frontrunning und Miner Extractable Value (MEV)) für dezentrale Krypto-Börsen.
Auch zukünftig wird die Brainbot Group an Deep Tech Themen arbeiten. Insbesondere im Kontext der aktuellen ETH 2.0 Roadmap.
Blockchainwelt: Vielen Dank Luis für dieses wirklich sehr interessante Interview mit den detaillierten Einblicken und dem Blick in die Zukunft für das Raiden Netzwerk und Brainbot. Danke auch, für deine Zeit sowie die angenehme Unterhaltung.
Luis: Sehr gerne, wir freuen uns schon auf die Veröffentlichung.
