Wie sicher ist das Bitcoin Lightning-Netzwerk?

Forscher der University of Illinois untersuchten die möglichen Schwachstellen des Bitcoin-Lightning-Netzwerks.

Forscher der University of Illinois untersuchten die möglichen Schwachstellen des Bitcoin-Lightning-Netzwerks. Das sind die Fakten.

Forscher Cosimo Sguanci und Anastasios Sidiropoulos haben ihre Studie über potenzielle Angriffsoptionen des Bitcoin-Lightning-Netzwerks veröffentlicht. In dem Forschungsdokument wird näher darauf eingegangen, wie Angreifer zwei Schwachstellen des Netzwerks ausnutzen könnten.

Die beiden Angriffe sind ein sogenannter "Zombie-Angriff" und ein "massiver Double-Spending-Angriff". Das Lightning-Netzwerk ermöglicht der relativ langsamen Bitcoin-Blockchain, Zahlungen schnell und dennoch sicher zu verarbeiten. Es erreicht höhere Transaktionsgeschwindigkeiten, indem Nutzer im Netzwerk direkt über Zahlungskanäle verbunden werden.

Die erste und die letzte Transaktion werden auf die Bitcoin-Blockchain gesendet. Alle anderen Transaktionen dazwischen werden vom Lightning-Netzwerk der Bitcoin-Blockchain verarbeitet. Die Anzahl der Knoten ist unter anderem wichtig für die Gesundheit des Lightning-Netzwerks.

Wie funktionieren die Angriffe?

Beim "Zombie-Angriff" werden bestimmte Knoten deaktiviert, wodurch Coins, die sich zu diesem Zeitpunkt im Zahlungskanal befinden, unzugänglich werden. In dem Dokument der Forscher wird dies als Form von Vandalismus bezeichnet.

Der Schaden, der entstehen könnte, ist begrenzt. Für Nutzer, die legitime Zahlungen tätigen, wäre eine solche Attacke nur frustrierend durch die Erhöhung der Transaktionskosten, aber nicht tödlich.

Ein "massiver Double-Spending-Angriff" hingegen könnte einigen Lesern bekannt vorkommen. Wenn ein Bösewicht beispielsweise in der Lage ist, 51 Prozent der Rechenleistung einer Proof-of-Work-Blockchain zu kontrollieren, kann er Transaktionen manipulieren und Geld mehrfach senden (ausgeben). Was auf der Bitcoin-Blockchain sehr kostspielig wäre, könnte im Lightning-Netzwerk jedoch leichter möglich sein, so die Studie. Grundsätzlich wäre es möglich, die Bitcoin-Blockchain mit betrügerischen Transaktionen zu bombardieren.

Wir erinnern uns: Nur die erste und die letzte Transaktion im Lightning-Netzwerk werden gesendet. Ein Sammelsurium größerer Knoten könnte eine unbegrenzte Flut von betrügerischen Transaktionen zur Blockchain senden.

Wenn diese Knoten dann mehr Kosten für die Validierung bezahlen als legitime Transaktionen, könnten sie die Warteschlange überspringen und falsche Transaktionen senden. Die Folgen davon wären fatal.

Das Problem der doppelten Ausgaben

Als ihm das gefragt wurde, erklärte der Bitcoin-Lightning-Entwickler Rene Pickhardt, dass er vor einigen Jahren bereits mit solchen Angriffen der doppelten Ausgaben konfrontiert war. Er lenkte die Aufmerksamkeit darauf in einer E-Mail an andere Entwickler.

Eine solche Attacke könnte im Lightning-Netzwerk noch schwerer wiegen als in der Main Chain. Was die Main Chain betrifft, so ist es an sich nur möglich, die eigenen Mittel zweimal zu verwenden. Im Lightning-Netzwerk könnten Angreifer jedoch beliebig viel stehlen, solange genügend Zahlungskanäle offen sind, so Pickhardt.

Sind seine Angriffe verteidigbar?

Der Lightning-Netzwerk ist natürlich nicht ohne Sicherheitsmechanismen. Einer davon sind sogenannte Wachttürme. Diese führen den Zustand des Netzwerks Buch und können, mit Unterstützung ehrlicher Knoten, unehrliche Transaktionen aufdecken. Diese Wachttürme müssten gelegentlich scheitern, damit eine solche massenhafte Doppelspionage-Attacke erfolgreich wäre.

Die Forscher der University of Illinois waren in der Lage, einen solchen Angriff anhand von Verbindungsdaten aus der Vergangenheit der Bitcoin-Blockchain zu modellieren. Sie kamen zu dem Schluss, dass ein entsprechender Angriff bei einer festgefrorenen Transaktion verheerende Ergebnisse hätte.

Pickhardt erklärte in seiner ursprünglichen Bewertung, dass er keinen Weg sah, eine solche Attacke zu verhindern. Die Forscher fassen in ihrem Paper auch zusammen, dass die Schwachstellen bis heute ungelöst bleiben. Sie empfehlen, die bestehenden Sicherheitsstrukturen zu optimieren und die Überlastung der Haupt-Chain streng zu überwachen. In einem weiteren Dokument wird ein präziseres Modell der Angriffe untersucht, wobei auch die Transaktionskosten berücksichtigt werden.