Was ist SegWit (Segregated Witness) und wie funktioniert es?

Bitcoin und seine Skalierbarkeit

In Lektion 15 der Bitpanda Academy für Fortgeschrittene haben wir das Thema der “Skalierbarkeit“ im Zusammenhang mit Bitcoin und anderen Blockchain-Netzwerken vorgestellt. Obwohl das Bitcoin-Netzwerk bereits seit mehr als 10 Jahren ohne nennenswerte Zwischenfälle funktioniert, gab es bereits mehrere Zeitpunkte, in denen die Transaktionskosten Ausmaße erreichten, die nicht mehr hinnehmbar waren. Infolgedessen diskutierten Bitcoin-Entwickler darüber, wie das Netzwerk am besten skaliert werden könne, um künftig steigende Transaktionsvolumina abzuwickeln.

2017 spitzte sich diese Debatte mit einer Spaltung der Bitcoin Development Community in zwei Fraktionen zu. Die eine Fraktion unterstützte die Implementierung einer Soft Fork namens SegWit. Du erinnerst dich, dass die Diskussion, wie in Lektion 8 über Hard Forks und Soft Forks beschrieben, einen erheblichen Dissens in der Bitcoin-Community verursacht hat, der bis heute besteht.

Was ist SegWit?

Der Hauptzweck von SegWit besteht darin, die Menge an Daten, die ein Blockchain-Netzwerk verarbeiten kann, zu erhöhen. Es ist erwähnenswert, dass die erste Kryptowährung, die die SegWit-Schicht implementierte, nicht Bitcoin, sondern Litecoin war.

Im Grunde reduziert SegWit das Gewicht von Transaktionen in einem Block in der Blockchain, indem eine Transaktion in zwei Abschnitte unterteilt wird. Dadurch wird die Anzahl der Transaktionen, die in einen Block derselben Größe aufgenommen werden können, effektiv erhöht. 

Der erste Teil einer Transaktion enthält die Wallet Adressen des Absenders und Empfängers, und der zweite Teil enthält die "Zeugen-Daten" (engl. witness data), welche die Transaktionssignaturen enthalten. SegWit entfernt die "Zeugen-Daten" aus dem Hauptblock, wodurch die Transaktionsgröße erheblich reduziert wird. Die Transaktionen benötigen folglich weniger Speicherplatz, was mehr Transaktionen pro Block ermöglicht und die Kapazität des Bitcoin-Netzwerks erheblich erhöht.

Der erste Teil einer Transaktion enthält die Wallet Adressen des Absenders und Empfängers, und der zweite Teil enthält die "Zeugen-Daten" (engl. witness data), welche die Transaktionssignaturen enthalten.

Darüber hinaus hat SegWit die Lösung für einen Fehler im Bitcoin-Protokoll implementiert. Durch diese Lücke konnten User zuvor Transaktions-Hashes von Transaktionen ändern, als Resultat ergab die Änderung lediglich eines Zeichens in einer digitalen Signatur einen völlig anderen Transaktions-Hash. Da nun mit SegWit die Signatur aus den Transaktionsdaten in die getrennten Zeugen-Daten verschoben wird, kann die Transaktions-ID nicht mehr geändert werden. Folglich ist SegWit eine Lösung für das Risiko, dass unbestätigte Transaktionen geändert werden, ohne diese selbst, jedoch Folgetransaktionen ungültig zu machen (engl. transaction malleability). 

Was sind die Vorteile von SegWit?

SegWit ist eine Funktion des Bitcoin-Protokolls, die allmählich von den meisten auf Bitcoin basierenden Diensten übernommen wurde. Nutzer von Bitcoin und Kryptowährungs-Exchanges können mit einer schnellen Google-Suche leicht überprüfen, ob die von ihnen verwendete Exchange SegWit-Transaktionen unterstützt. Der Vorteil von SegWit für Bitcoin geht jedoch noch über die einfache Verkleinerung von Blöcken und die Beschleunigung des Netzwerks hinaus.

Wie in Lektion 15 für Fortgeschrittene über die Skalierbarkeit erläutert, bildet SegWit den ersten Schritt Richtung Skalierung für Bitcoin und mehrere andere wichtige Kryptowährungs-Netzwerke. Damit das Bitcoin-Netzwerk funktioniert, sind schnelle und effiziente Blockchain-Netzwerke eine Grundvoraussetzung, und SegWit ebnete den Weg für die Skalierung von Blockchain-Netzwerken auch für die Akzeptanz durch die breite Masse, sowohl direkt als auch indirekt.

Was sind die Nachteile von SegWit?

Trotz der Tatsache jedoch, dass die Akzeptanz von SegWit-Transaktionen im Bitcoin-Netzwerk zunimmt und Anfang 2020 ein Allzeithoch von mehr als 65% erreichte, dauern mögliche Anpassungen des Bitcoin-Netzwerks aufgrund der Größe und der bloßen Bedeutung von Bitcoin viel länger als bei Altcoin-Netzwerken - es steht einfach zu viel auf dem Spiel. Außerdem befürworten auch jetzt noch nicht alle in der Bitcoin Community SegWit-Transaktionen.

Die anhaltende Debatte über Skalierungsmaßnahmen war in den letzten Jahren mehrmals der Hauptgrund für mehrere Hard Forks der Bitcoin-Blockchain. Die bekannteste dieser Forks war die Bitcoin Cash-Abspaltung, die am 1. August 2017 stattfand. Bitcoin Cash führte am 15. November 2018 erneut eine Hard Fork durch und erhöhte die Beschränkung der Blockgröße im Netzwerk von 1 MB auf 8 MB.

Es bleibt spannend zu sehen, welche Lösung zur Skalierbarkeit von Kryptowährungs-Netzwerken langfristig die weiteste Verbreitung finden wird.