Was ist das Blockchain Trilemma?

Eine Blockchain ist vereinfacht eine Datenbank, bzw. ein digitales Grundbuch für Signaturen und Zeitstempel. Das Blockchain Trilemma besagt, das physikalische Limitierungen die Eigenschaften einer Blockchain definieren, diese drei Eigenschaften sind Dezentralität, Skalierbarkeit und Sicherheit, eine Blockchain kann demnach nur zwei dieser Eigenschaften erfüllen.

Dezentral -  Soll eine Blockchain möglichst dezentral und sicher sein, muss die Blockzeit langsam sein & eine begrenzte Anzahl an Transaktionen pro Block aufnehmen können. Diese Eigenschaften treffen genau auf Bitcoin zu, die Basis Ebene soll sicher und dezentral sein, die Skalierbarkeit wird durch "Second Layer" Technologien, oder auch "Transaction layer" genannt, auf der zweiten Ebene wie Sidechains und das Lightning Network erreicht.

Dezentral und Sicher - Soll eine Blockchain möglichst dezentral und sicher sein, kann sie weniger schnell & viele Transaktionen pro Sekunde verarbeiten. Diese Eigenschaften treffen genau auf Bitcoin zu, die Skalierbarkeit wird durch Second Layer wie Sidechains und Lightning Network erreicht. Hierzu zählen vor alle Öffentliche Blockchains

Sicher und Skalierbar -  Ist eine Blockchain hoch skalierbar und sicher, kann sie nicht gleichermaßen dezentral sein.

Skalierbar und Dezentral -Ist eine Blockchain Skalierbar und dezentral, ist es sehr schwierig gleichermaßen die Sicherheit zu gewährleisten.

Das Design einer Blockchain bestimmt also die Eigenschaften des Trilemmas. Die maßgebenden Parameter sind dabei die Blockzeit, die Blockgröße, die Signatur Algorithmen (z.B. ECDSA, Schnorr & Taproot) und der Konsensus Algorithmus.

Ist die Blockzeit kurz, werden die Transaktionen schnell Versifiziert. Nun kommt es auf die Blockgröße und Blockzeit an, die bestimmen wie skalierbar die Blockchain sein soll. Je größer der Block ist, umso mehr Transaktionen passen in diesen Block. Bei einer kurzen Blockzeit darf die Blockgröße nicht zu groß sein, da sonst der Datentransfer zu groß für die Bandbreite der Nodes wird.

Wenn nach einigen Jahren, sich eine neue Node Synchronisieren will, wird es erheblich länger dauern und teurer sein. Die Vergrößerung der Blockgröße kann sogar dazu führen, dass sich neue Nodes gar nicht mehr Synchronisieren können, was zu einer Zentralisierung führt. Wurde die Blockgröße einmal angehoben im Protokoll, kann sie nicht mehr rückgängig gemacht werden.

Dies ist der Grund, weshalb sich beim Bitcoin das Netzwerk und damit die Community, gegen die Maßnahme entschieden hat den Block zu vergrößern sondern sich für SegWit entschieden hat, beim Hard-fork im Juli 2017. 

"On Bitcoin the first layer is for security and decentralisation and the second layer we can use for scalebility" - Andreas Antonopoulos

Bei Bitcoin ist die erste Ebene für Sicherheit und Dezentralität, die zweite Ebene können wir zum Skalieren benutzen.