11. Februar 2018

Die Blockchain ist veraltet - was kommt danach?

Der alte Mann, die BitcoinBlockchain, macht ihre Arbeit seit 2009 mit höchster Zuverlässigkeit.

In meinem letzten Artikel "Krypto: Tulip Mania 2.0 oder mehr?" habe ich mir den aktuellen Stand von Krypto angesehen. Tatsächlich habe ich besonders auf die Kompromisse zwischen Dezentralisierung und

  • Geschwindigkeit / Skalierung
  • Benutzererfahrung und
  • Wirtschaftliche Kosten (insbesondere Energie).

Ich kam zu dem Schluss, dass die Zukunft von Krypto davon abhängt, ob oder wie wir diese Probleme lösen. Etwa 2/3 des Artikels schrieb ich über das Geschwindigkeits-/Skalierungsproblem der heutigen Blockchain, da ich dies als das dringendste Problem betrachte. Ich habe versprochen, einen weiteren Artikel über alternative Ansätze zu 'distributed Ledgers' und Konsens zu schreiben. Eine dieser Alternativen heißt Directed Acyclic Graph (DAG) und wird von einigen Start-ups implementiert. Ein anderer wird als Hashgraph bezeichnet und ist eine patentierte Lösung, die von der Firma Swirlds entwickelt wird.

Im Folgenden möchte ich näher erläutern, wie sie sich von einer Blockchain unterscheiden und wie sie das Durchfluss Problem mit wesentlich höheren Transaktionen/Sekunde lösen könnten.

Das Konzept des BlockchainStand-Alone Technologiebegann 2015 an Popularität zu gewinnen. Davor war es nur als Datenstruktur bekannt, die Bitcoin Technologiezugrunde liegt.

In Satoshi Nakamotos Whitepaper erschienen die beiden Wörter "Block" und "Chain" zusammen. Es wurde nur "eine Kette von Blöcken" genannt.

Der Aufstieg von Bitcoin in die Popularität führte dazu, dass es als Blockchain 1.0. Da Ethereum als dezentrale Plattform für Anwendungen, die genau so laufen, wie programmiert, Wellen schlägt, begannen immer mehr Menschen, Ethereum als Blockchain 2.0. In der Zwischenzeit haben wir die Einschränkung von Ethereums Blockchain mit dem Hype um Cryptokitties. Jetzt kämpft der Markt darum, wer genannt wird. Blockchain 3.0.

Einige Startups behaupten sogar, dass sie an der Blockchain 4.0 oder 5.0 arbeiten. Das ist natürlich lächerliches Marketing.

Man sollte sich bewusst sein, dass die meisten Menschen den Begriff "Blockchain" gleichgesetzt mit der "Distributed Ledger Technology" (DLT) verwenden, was nicht wirklich korrekt ist, da ein DLT keine Blockchain sein muss.

Blockchain ist nur eine Kategorie von DLT.

Allerdings ist der Begriff Blockchain hat eine so hohe Popularität erlangt, dass wir über die Blockchain 3.0, obwohl es höchstwahrscheinlich keine Blockchain.

Directed Acyclic Graph (DAG)

DAG ist eine gerichtete Diagrammdatenstruktur, die eine topologische Ordnung verwendet. Die Sequenz kann nur von früher nach später gehen. Die DAG wird häufig bei Problemen im Zusammenhang mit der Datenverarbeitung, der Planung, der Suche nach dem besten Weg in der Navigation und der Datenkompression eingesetzt.

Die Bitcoin Blockchainwar aufgrund des Proof-of-Work (POW)-Systems immer ineffizient. Blöcke können nicht gleichzeitig erstellt werden. Die verknüpfte Speicherstruktur ermöglicht nur eine Kette im gesamten Netzwerk. Alle Transaktionen, die etwa zur gleichen Zeit stattfinden, werden im gleichen Block gehalten. Die Miner konkurrieren dann um die Blockvalidierung. Etwa alle 10 Minuten wird ein einzelner Block erstellt.

Die erste Community, die auf die Idee kam, die kettenartige Speicherstruktur in eine DAG aus Blöcken zu verwandeln, war NXT. Wenn die Zeit vom Mining unverändert bleibt, kann der Speicher um X mal mit X-Blöcken im Netzwerk gleichzeitig erweitert werden.

Die Blockchain-Kombination mit der DAG kommt noch aus der Idee der Ketten, den so genannten 'Side Chains'. Verschiedene Arten von Transaktionen werden in verschiedenen Ketten gleichzeitig ausgeführt. Die DAG der Blöcke stützt sich immer noch auf das Konzept der Blöcke.

IoT Chain (ITC), IOTA, Nano (ehemalige Raiblocks) und Byteball sind die derzeit am Markt glänzenden blocklosen Projekte. Bei Bitcoin oder Ethereum ist die Geschwindigkeit der Blockerstellung ein Engpass. Bitcoin generiert alle 10 Minuten einen neuen Block. Ethereum ist besser, aber es dauert etwa 15-20 Sekunden für die Blockvalidierung.

Aber warum brauchen wir überhaupt einen Block? Auf dem Bitcoin-Netzwerk werden viele Transaktionen in Blöcke zerlegt und die Transaktionsreihenfolge wird durch die Prehashes zwischen den Blöcken aufrechterhalten. Was passiert, wenn Sie Blöcke und Transaktionen miteinander kombinieren? Führen Sie jede Transaktion durch, die direkt mit der Pflege der Sequenzen zusammenhängt. Nachdem die Transaktion platziert wurde, können Sie den Prozess des Mining überspringen, was sie blockfrei und effizienter macht.

DAGs haben kein Mining, keine Blöcke, keine Transaktionsgebühren. Die Sicherheit und der Konsens des Netzwerks ist nicht zwischen Minern, Validatoren und Benutzern aufgeteilt. Die Benutzer des Netzwerks validieren eine Reihe alter Transaktionen (durch 'proof of work'), um eine eigene durchführen zu können. Niemand erhält eine Belohnung und niemand muss Transaktionsgebühren zahlen. Eine Miner-Zentralisierung wie im Bitcoin oder im Ethereum Netzwerk ist daher nicht möglich.

Sein Anwendungsbereich ist im IoT, wie Technologiefür Datenintegrität und Industriegeräte, festgelegt. Darüber hinaus Pay on Demand, Micro-Payments und Machine to Machine Kommunikation wie SensorTechnologie, Smart Cities, Adaptive Systeme etc.

Als Abwicklungsebene strebt sie die Interoperabilität zwischen vielen bestehenden Systemen an. Gängige Blockchains können nicht auf eine gebührenfreie Abwicklungsebene umgestellt werden, da die Gebühren von vornherein integriert sind: als monetärer Anreiz für Miners und damit: als Schutz für das Netzwerk.

Durch das Engineering der DAG und deren Umsetzung ist ihre Skalierbarkeit nahezu unbegrenzt.

Im Gegensatz zu Blockchain-basierten Netzwerken, die mit zunehmender Anzahl der Benutzer langsamer werden, wird die DAG mit zunehmender Benutzerzahl sogar schneller. Denn eine steigende Anzahl von Benutzern führt zu schnelleren Validierungszeiten. Die geringere Hashing-Leistung, die für Transaktionen über das DAG-Netz benötigt wird, ist auch ein zusätzlicher Anreiz für neue Nutzer, die DAG zu nutzen.

Swirld's Hashgraph

Der Konsensalgorithmus von Hashgraph bietet eine neue Plattform für den verteilten Konsens. Einige der Attribute, die häufig verwendet werden, um Blockchain zu beziehen oder zu beschreiben, sind verteilt, transparent, konsensorientiert, transaktional und flexibel. Der Hashgraph trägt all diese Merkmale. Es handelt sich um eine Datenstruktur und einen Konsensalgorithmus, der viel schneller, fairer und sicherer ist als eine Blockchain.

Es verwendet zwei spezielle Techniken, um einen schnellen, fairen und sicheren Konsens zu erreichen:

  1. Gossip about Gossip
  2. Virtual Voting

Gossip about Gossip bedeutet im Grunde genommen, dem Gossip eine kleine zusätzliche Informationsmenge beizufügen, das sind zwei Hashes, die die letzten beiden Gesprächspartner enthalten. Anhand dieser Informationen kann ein Hashgraph erstellt und regelmäßig aktualisiert werden, wenn auf jedem Knoten mehr Informationen ausgetauscht werden.

Sobald der Hashgraph fertig ist, ist es leicht zu wissen, was ein Knoten wählen würde, da wir uns der Informationen bewusst sind, die jeder Knoten hat und wann er sie kannte. Diese Daten können somit als Input für den Abstimmungsalgorithmus verwendet werden und um festzustellen, welche Transaktionen schnell einen Konsens erzielt haben. Der beschriebene Prozess wird als Virtual Voting bezeichnet.

Im Gegensatz zu anderen DLT's hat sich der Hashgraph als vollständig 'asynchronous Byzantine Fault Tolerant (aBFT)' erwiesen. Das bedeutet, dass es keine Annahmen darüber trifft, wie schnell Nachrichten über das Internet übermittelt werden. Diese Fähigkeit macht es widerstandsfähig gegen DDoS-Angriffe, Botnets und Firewalls. Bitcoin zum Beispiel ist nicht BFT, auch nicht unter schlechten Annahmen. Bei Bitcoin gibt es nie einen Moment, in dem man weiß, dass man einen Konsens hat.

Wenn du mehr über Hashgraph erfahren möchtest, dann schlage ich vor, dir das folgende Video anzusehen, in dem Dr. Leemon Baird es in einfachem Englisch und mit vielen Bildern erklärt.

Fazit

Im Laufe der Zeit sehen wir einige Probleme mit der Blockchain. Obwohl es immer noch Dezentralisierung und Unveränderlichkeit bietet, ist ein großes Problem, das auftaucht, die Frage der Transaktionszeiten aufgrund der Art und Weise, wie die Blockchain funktioniert. Ein neuer Kandidat mit neuer Technologie hat die DAG erreicht und bietet eine Lösung, wo die Blockchain vom Weg abgekommen ist.

Das von einem DAG und einem Hashgraph Technologieverwendete ist im Wesentlichen das gleiche. Es gibt natürlich Nuancen, aber das ist wie die Beschreibung des Unterschieds zwischen Mac OS X Sierra und Mac OS X High Sierra.

Der entscheidende Faktor ist vielleicht kommerziell. Hashgraph hat eine eigene, patentierteTechnologie. Dies ist das Gegenteil des Open-Source-Ansatzes, dem die meisten DAG-Lösungen folgen. Der proprietäre, patentierte TechnologieAnsatz eignet sich hervorragend für unternehmensweit zugelassene Netzwerke. Das ist ein großer Markt und Hashgraph ist wirklich eine Alternative zu Lösungen wie Ripple oder R3 oder Hyperledger. Man kann sich ein großes unternehmensübergreifendes Netzwerk wie SWIFT vorstellen, das Hashgraph DAG als Alternative zu BlockchainUnternehmenslösungen betrachtet.

Was ein privates Berechtigungssystem wirklich von einem öffentlichen, erlaubnislosen unterscheidet, sind die im Netzwerk integrierten Anreize.

Ein privates Berechtigungssystem benötigt kein externes Anreizsystem. Der Knoten befindet sich im Besitz eines Unternehmens, das ein Geschäftsmodell hat.

Wenn die DAG für eine breitere Nutzung in Anspruch genommen wird, zeigt sie wirklich einige Vorteile gegenüber der Blockchain auf fast allen Ebenen. Da Probleme immer wieder innerhalb der Blockchain System können Benutzer versuchen, auf ein neueres, technologisch fortschrittlicheres System wie die DAG zu migrieren. Wird dies der Weg der Zukunft für DLT sein? Wer weiß, aber es ist wahrscheinlich unklug, im Moment gegen eine der beiden zu wetten. Was wir jedoch wissen, ist, dass ein DAG (permissionless) nicht in einer realen Umgebung im Maßstab getestet wurde. Der alte Mann, die BitcoinBlockchain, macht ihre Arbeit seit 2009 mit höchster Zuverlässigkeit.

Forschungskontakt
Schlossberg&Co
research@schlossbergco.com
+41 44 586 30 60

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