In der einen oder anderen Form ist jede Blockchain ein verteiltes Ledger, aber nicht jedes verteilte Ledger ist eine Blockchain. Bitcoin als sequentielle Kette von Blöcken hat sich als eine neue Art von DLT-Technologie (Distributed Ledger Technology) herausgestellt – Informationsspeichersysteme. Dies bedeutet, dass eine Blockchain nicht die einzige Lösung für die sichere Datenspeicherung ist.

In dem heutigen Artikel werden wir über alternative Systeme sprechen, die die Speicherung von Informationen ermöglichen, ihre Vor- und Nachteile sowie darüber, wo es besser ist, Blockchain zu verwenden und wo Alternativen eine bessere Lösung bieten können.

Verteilte Ledgersysteme

Blockchain-Technologie wurde erfunden bereits 1991 von Stuart Huber und Scott Stornetta. Sie entwickelten den Prototyp einer Blockchain, das Surety-System. Das wichtigste Kapital von Surety war das Äquivalent einer digitalen Signatur – AbsoluteProof. Ein Beispiel für ein verteiltes Hauptbuch wurde in der Ausgabe 1995 der New York Times im Abschnitt „Bureau of Lost and Found“ gefunden, in dem die Hash-Datenbank veröffentlicht wurde. Die von den Erstellern von Surety beschriebenen Prinzipien sind in der Beschreibung von Bitcoin enthalten.

Verteilte Systeme in Form einer Blockchain haben dieselben Funktionen und Merkmale wie ihre Alternativen. Das Hauptmerkmal eines DLT-Systems ist die Verteilung von Daten zwischen allen Benutzern. Der einzige Unterschied besteht in Designformen, Geschwindigkeit, Skalierbarkeit und Sicherheit. Abgesehen von der Blockchain gibt es folgende Formen verteilter Hauptbücher:

  • IPFS – InterPlanetary File System;
  • DAG – ein gerichteter azyklischer Graph;
  • Hyperledger;
  • Holochain;
  • Radix (Tempo).

Heute werden wir über jene Lösungen sprechen, die eine direkte Alternative zur Blockchain-Technologie darstellen.

Directed Acyclic Graph

Lassen Sie uns über die Prinzipien der DAG sprechen, ohne auf technische Details einzugehen.

In Bitcoin muss der Benutzer zum Hinzufügen einer Transaktion zu einem Block über Miner mit dem Hauptbuch interagieren, da es Miner sind, die Transaktionen Blöcken zuordnen. Dies bedeutet, dass der Benutzer keinen direkten Zugriff auf das Ledger hat. Aufgrund der Prinzipien der Technologiekonstruktion selbst wird es jedoch nicht möglich sein, den Vermittler im Rahmen einer Blockchain loszuwerden. 

Bis vor kurzem stand das Problem der Zentralisierung des Bergbaus in den Händen von 4 bis 5 Pools und der Veröffentlichung des aktualisierten Stratum V2-Protokolls zur Lösung dieses Problems im Mittelpunkt der Diskussion über die Krypto-Community. Wenn Sie PoW (Proof of Work) durch PoS (Proof of Stake) oder einen anderen Konsensalgorithmus ersetzen, muss der Prozess der Zuordnung von Transaktionen zu Blöcken von einigen Parteien durchgeführt werden. Dies ist ein grundlegender Unterschied zwischen einer Blockchain und anderen Systemen verteilten Typs. 

Die DAG bietet Benutzern einen Mechanismus für den Zugriff auf die Registrierung, sodass Knoten Transaktionsvalidatoren sein können. Das Erreichen eines Konsenses im Netzwerk wird erreicht, indem alle Knoten alle Transaktionen überprüfen, ohne Blöcke zu bilden. Jede nachfolgende Transaktion enthält einen Verweis auf die vorherige und ihren Hash und bildet einen „Transaktionsbaum“, in dem alle bestätigt und unveränderlich sind.

Es fallen nur minimale oder keine Transaktionsgebühren an, da die Bergleute für die Abwicklung Ihrer Transaktionen nicht bezahlt werden müssen.

Die verteilte DAG-Registrierung ist die Grundlage der IOTA-Kryptowährung „Internet of Things“. IOTA verwendet eine Modifikation der DAG namens Tangle, bei der Sie beim Hinzufügen einer neuen Transaktion zwei zufällige Transaktionen in der Kette bestätigen müssen, nicht eine. 

Mit DAG in IoT können Sie einen schnellen Datenaustausch zwischen Netzwerkgeräten erreichen. Eine Erhöhung der Anzahl der Geräte, die miteinander interagieren, erhöht die Verarbeitungsleistung. Aufgrund dieser Systemstruktur ist das Problem der Netzwerkskalierbarkeit gelöst.

Die Technologie der „Richtungsgraphen“ wird auch von Hashgraph verwendet, um einen Konsens zu erzielen. Durch die Verwendung von DAG in Verbindung mit dem Gossip-Protokoll, mit dem ein Knoten nur mit benachbarten Knoten interagieren kann, ist Hashgraph eine hervorragende Lösung für Geräte mit begrenzten Ressourcen, wie z. B. Smartphones.

Holochain

Blockchain ist ein dezentrales System, dh jeder Knoten trifft unabhängige Entscheidungen, und ein nachhaltiges System basiert auf den Gesamtentscheidungen aller Knoten. Einfach ausgedrückt wird ein Konsens durch die Interaktion aller mit dem Netzwerk verbundenen Knoten erreicht. 

Holochain ist aufgrund seiner Struktur ein verteiltes Netzwerk, in dem Knoten miteinander interagieren, jedoch nicht von den Entscheidungen anderer Knoten abhängen. Jeder Knoten im Netzwerk verfügt über ein eigenes Hauptbuch und arbeitet unabhängig von anderen Knoten, die mit ihnen interagieren. Mit anderen Worten, jeder Knoten verarbeitet Daten unabhängig, aber der dezentrale Ansatz manifestiert sich in Datenaustausch und -speicherung.

Im Gegensatz zu Blockchain verfügt Holochain über keine Algorithmen, um einen Konsens zu erzielen – weder PoW noch PoS. Die Integrität aller Daten wird sichergestellt, indem Informationen von jedem Knoten empfangen und weiter analysiert werden. Tatsächlich erstellen Benutzer lokale Zahlungssysteme in Holochain. Anschließend analysieren sie neue Informationen und laden sie in das DHT hoch (ein Protokoll zum Erstellen der meisten verteilten Systeme wie BitTorrent)..

Ein weiteres Merkmal von Holochain ist die Fähigkeit, dezentrale Anwendungen in gängigen Programmiersprachen zu erstellen sowie die Anpassung an die Verarbeitungsfähigkeiten neuer Sprachen. Für Holo wurden bereits Prototypen dezentraler Anwendungen wie Twitter P2P – Clutter oder dezentrales Wikipedia – Fractal Wiki erstellt.

Die Lösung von Holochain kann zum Erstellen von sozialen Netzwerken und Medien, P2P-Plattformen, Bereitstellungskanälen und Partnernetzwerken sowie für gegenseitige Gutschriften verwendet werden.

Radix (Tempo)

Bevor wir über die Radix-Lösung sprechen, möchten wir einige Besonderheiten des Mining-Prozesses am Beispiel von Bitcoin in Erinnerung rufen.

Neue Blöcke im Bitcoin-Netzwerk werden ungefähr alle 10 Minuten angezeigt. Um die Geschwindigkeit der Blockerzeugung konstant zu halten, wird die Schwierigkeit des Netzwerks korrigiert: Wenn die Zeit der Blockerzeugung weniger als 10 Minuten beträgt, wird es schwieriger, Blöcke zu erzeugen, und wenn sie mehr als 10 Minuten beträgt, wird die Schwierigkeit verringert … Dieser Ansatz hängt von der Wahrnehmung der Zeit ab, daher müssen die Bergleute in jeden Block einen Zeitstempel einfügen. Bei Verwendung des Zeitstempels kann das System aufgrund eines Problems wie der Netzwerklatenz dasselbe Ereignis zu unterschiedlichen Zeiten beobachten. 

Eine Blockchain wird gebildet, indem Transaktionen in Blöcken organisiert werden, und die Rechenleistung ist darauf ausgelegt, eine Entscheidung zu treffen. Dieser Ansatz gewährleistet die Integrität und Sicherheit des gesamten Systems, nicht der einzelnen Teilnehmer.

Radix bietet einen Mechanismus, um einen Konsens zu erzielen, indem die allgemeine Reihenfolge der Ereignisse registriert wird. Bei Verwendung von logischen Uhren ist das, was vor dem Ereignis passiert ist, wichtiger als der genaue Zeitpunkt des Ereignisses, d. H. Ereignisse sind sequentiell. Gleichzeitig gilt der Konsensbildungsmechanismus nicht für alle Ereignisse, sondern nur für die umstrittenen.

Die Entwickler haben ein ganzes Ökosystem mit einer eigenen Terminologie oder, wie sie es nennen, “Universum” geschaffen, wobei jedes Ereignis ein “Atom” ist. Die Skalierbarkeit wird erreicht, indem das Hauptbuch auf Knotencluster verteilt wird.

Dies ist bereits in der ersten Entwicklungsphase eine der innovativsten und vielversprechendsten Lösungen zur Erstellung verteilter Systeme.

Warum ist Blockchain kein Allheilmittel??

Die Entstehung von Bitcoin ist ein wichtiges Ereignis unserer Zeit. Immerhin war es Bitcoin, das die Fähigkeiten der Blockchain-Technologie in einer der mächtigsten Nischen unserer Zeitfinanzierung demonstrierte. Als wichtiger Aspekt unseres Lebens begann sich die Finanzwelt zu verändern und zu verändern, wodurch sowohl Bitcoin als auch die zugrunde liegende Technologie immer mehr Beachtung fanden. Diese Popularität der verteilten Hauptbuchtechnologie wird durch die Tatsache gerechtfertigt, dass wir nach Möglichkeiten suchen, sie in möglichst vielen Bereichen unseres Lebens umzusetzen: Logistik, Medizin, Bildung, Werbung, Telekommunikation, Verteidigungsindustrie usw..

Aufgrund unserer Erfahrung wird jedoch klar, dass die Blockchain in bestimmten Bereichen eine eigene, wenn auch begrenzte Anwendung finden wird, die anderen verteilten Technologien Platz macht. Der ICO Boom 2017 hat gezeigt, dass die Fähigkeiten der Blockchains grenzenlos, aber nicht gleichermaßen gefragt und relevant sind. Obwohl Blockchain Probleme mit Skalierbarkeit, Bandbreite und Datenschutz gelöst hat, ist ihre Anwendung, Struktur und Funktionsweise begrenzt. Mit dem Strukturwechsel wurden neue Lösungen für die Datenspeicherung geschaffen, deren Weiterentwicklung wir genau verfolgen werden.

Mike Owergreen Administrator
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