State Channel

Technisch gesehen ist ein State Channel eine temporäre, private Vereinbarung zwischen zwei oder mehr Parteien, die einen Teil des Blockchain-Zustands, meist Funds, in einem Multisignature-Smart-Contract hinterlegen und diesen Zustand anschließend untereinander durch den Austausch kryptografisch signierter Nachrichten aktualisieren, ohne jedes Update an das Netzwerk zu senden.

Der Lebenszyklus umfasst drei Phasen. Zunächst eröffnen die Teilnehmer den Kanal mit einer On-Chain-Funding-Transaktion, die Sicherheiten in den gemeinsamen Contract einzahlt und als eine Art Kaution fungiert, um Fairness zu erzwingen. Zweitens können die Teilnehmer während der Off-Chain-Phase eine unbegrenzte Anzahl signierter Zustandsupdates sofort und kostenlos austauschen, da nichts die Blockchain berührt, bis der Kanal geschlossen wird. Drittens reichen die Parteien, sobald sie fertig sind, nur den finalen, gemeinsam vereinbarten Zustand on-chain ein, um Salden abzurechnen und Funds freizugeben. Versucht eine Partei, mit einem veralteten Zustand zu schließen, erlaubt ein eingebautes Dispute-Fenster den anderen, den Beweis eines neueren Zustands vorzulegen und den Betrüger zu bestrafen.

Dieses Design bietet nahezu sofortige Finalität, minimale Gebühren und starke Privatsphäre, da zwischenzeitliche Transaktionen nie in einem öffentlichen Ledger erscheinen. Es eignet sich am besten für eine feste Gruppe von Teilnehmern, die wiederholt Transaktionen durchführen, etwa bei Micropayments, Gaming oder Streaming-Zahlungen, statt für einmalige Überweisungen zwischen Fremden.

Das bekannteste Beispiel ist Bitcoins Lightning Network, das zahlreiche bilaterale Kanäle zu einem routingfähigen Zahlungsnetzwerk verknüpft. Ethereums Raiden Network wendet dasselbe Prinzip auf Token-Transfers an. Der wichtigste Kompromiss ist Liveness: Teilnehmer müssen in der Regel online bleiben, oder dies an einen Watchtower-Dienst delegieren, um betrügerische Schließversuche innerhalb des Dispute-Fensters zu erkennen.