Satoshi Nakamoto führte 2007 das Konzept einer Blockchain und ihren ersten Anwendungsfall, Bitcoin, ein. Seitdem sind Blockchains für Kryptowährungen und andere Tokenisierungsbemühungen von zentraler Bedeutung geworden. Die Konzepte von Kryptowährungen und Blockchains sind jedoch nicht unbedingt untrennbar, und mehrere neue Projekte zielen darauf ab, Alternativen einzuführen.
In diesem Artikel erfahren Sie, warum nicht alle Kryptowährungen Blockchain-Technologien nutzen und welche alternativen Ansätze derzeit auf dem Vormarsch sind.
Was ist eine Blockchain?
Eine Blockchain ist ein digitales Transaktionsbuch, das dezentralisiert und sicher ist. Mithilfe dieser einzigartigen Technologie kann jeder Transaktionen transparent und unveränderlich aufzeichnen, d. h. sie können nachträglich nicht geändert oder gelöscht werden. Und natürlich sind Kryptowährungen mit großem Abstand der beliebteste Anwendungsfall für Blockchain geworden.
Allerdings sind Blockchains im Vergleich zu zentralisierten Diensten notorisch langsam. Bitcoin und Ethereum haben beispielsweise einen Durchsatz von sieben bzw. 30 Transaktionen pro Sekunde. Zum Vergleich: Visa kann 1,700 Transaktionen pro Sekunde verarbeiten (und aus technologischer Sicht theoretisch 24,000 Transaktionen pro Sekunde).
Blockchains müssen Dezentralisierung, Sicherheit und Skalierbarkeit in Einklang bringen, aber nur zwei der drei Punkte sind gleichzeitig erreichbar. Diese sogenannte „Blockchain-Trilemma” ist der Kern der Skalierbarkeitsprobleme der Technologie und bleibt ein offenes Problem. Während einige Ebene 2 Lösungen und Sharding könnten helfen, die Skalierbarkeit bleibt jedoch problematisch.
Aus diesem Grund stellen einige Kryptowährungsprojekte die Notwendigkeit der Blockchain-Technologie grundsätzlich in Frage.
Gerichtete azyklische Graphen (DAGs)
Gerichtete azyklische Graphen (DAGs) sind zu einer beliebten Alternative zur Blockchain geworden. Obwohl es sich bei Blockchains und DAGs beide um Distributed-Ledger-Technologien handelt, die es Benutzern ermöglichen, einen Konsens über den Status zu erzielen, nutzen sie einen anderen zugrunde liegenden Mechanismus, der die Skalierbarkeit beeinflusst. Und das könnte ein erhebliches Problem lösen, das die heutigen Blockchains betrifft.
Die wichtigste Neuerung ist der Umgang mit „verwaisten Blöcken“ oder die Erstellung von Blöcken vor dem Konsens. Während Blockchains immer nach der tiefsten oder arbeitsintensivsten Kette suchen, erfordern DAGs für jede Transaktion nur die Genehmigung von zwei vorherigen Transaktionen. Und das Ergebnis ist eine Datenstruktur, in der jeder neuere Block an mehrere ältere angehängt ist.
Mithilfe dieser Datenstruktur verwenden DAGs ein führerloses, probabilistisches Konsensprotokoll, das eine schnelle Validierung von Transaktionen ermöglicht, ohne dass eine vollständige Reihenfolge erforderlich ist. Insbesondere die parallele Validierung von Transaktionen schafft eine viel leistungsfähigere Konsens- und Ledger-Lösung als Blockchains, bei denen jeder Block propagiert werden muss, bevor der nächste Block geändert werden kann.
Der Aufstieg der DAGs veranlasste viele Kryptowährungen, mit alternativen Konsensmechanismen zu experimentieren.
Hashgraphen
Hashgraphen bieten wie DAGs eine überzeugende Alternative zur traditionellen Blockchain-Technologie. Obwohl sie ebenfalls eine Distributed-Ledger-Technologie sind, nutzen sie einen anderen zugrunde liegenden Mechanismus, der mehr Skalierbarkeit und Effizienz bietet als Blockchains. Daher könnten sie auch für zukünftige Kryptoprojekte eine praktikable Alternative darstellen.
Die wichtigste Neuerung bei Hashgraphen ist die Verwendung eines „Gossip-Protokolls“ zur Übermittlung von Informationen über Transaktionen und Ereignisse. Netzwerkteilnehmer tauschen mit ihren Kollegen Informationen über Transaktionen aus, von denen sie Kenntnis haben, mit einem Zeitstempel und einer kryptografischen Signatur. Die Daten bilden einen DAG, in dem jedes Ereignis auf zwei vorherige verweist.
Hashgraphs kombinieren die parallele Verarbeitung von DAGs mit schnellem Informationsaustausch über Gossip-Protokolle, um schnellere Transaktionen und ein effizienteres Netzwerk zu ermöglichen. Und wie bei DAGs ist kein Proof-of-Work- oder Proof-of-Stake-Konsensmechanismus erforderlich. Stattdessen sorgt der Swirlds-Mechanismus für Fairness und Sicherheit.
Aber DAGs und Hashgraphs sind nicht die einzigen Blockchain-Alternativen, die Projekte und Investoren in Betracht ziehen sollten.
Holoketten
Holochains sind eine weitere interessante Alternative zu herkömmlichen Blockchains. Im Gegensatz zu Blockchains, Hashgraphs oder DAGs verwenden sie eine agentenzentrierte Architektur, bei der jeder Teilnehmer eine einzigartige Kette hat. Sie zeichnen Transaktionen auf und interagieren über diese Kette mit dem Netzwerk, was zu sehr wenigen Durchsatzbeschränkungen führt.
Einzelne Ketten werden über eine verteilte Hash-Tabelle (DHT) verknüpft und validiert, die als globaler Datenspeicher dient. Da jeder Teilnehmer seine eigene Historie pflegen kann, ist kein globaler Konsens über ein einziges, gemeinsames Hauptbuch mehr erforderlich, wodurch viele Engpässe vermieden werden. Auch eine DAG-ähnliche Datenstruktur, die alle Transaktionen enthält, ist nicht erforderlich.
Bemerkenswerte Projekte
Die meisten Blockchain-Alternativen verwenden das Konzept eines azyklischen Graphen (DAG), implementieren jedoch unterschiedliche Konsensmechanismen.
Nano, ehemals Raiblocks, verwendet einen Block-Lattice-Ansatz, bei dem jeder Benutzer seine eigene Kette betreibt und gleichzeitig eine Kopie aller anderen Ketten besitzt. Jede Transaktion besteht aus einem Sendeblock in der Kette des Absenders und einem Empfangsblock in der Kette des Empfängers. Dieser Ansatz könnte jedoch anfällig für „Penny-Spending“-Angriffe sein.
Der Konsensmechanismus von Byteball beinhaltet den Aufbau einer Hauptkette, die die meisten von Zeugen veröffentlichten Einheiten enthält – oder vertrauenswürdige und verifizierte Adressen, die regelmäßig aufeinanderfolgende Einheiten veröffentlichen. Jeder Benutzer enthält eine Liste von 12 Zeugen, deren Blöcke Teil der Hauptkette werden und denen ein erheblicher Teil des gesamten Netzwerks vertraut.
Fazit
Blockchain-Technologien haben die Bühne für eine Krypto-Revolution bereitet, aber die Konzepte von Kryptowährungen und Blockchains sind nicht untrennbar. Azyklische Graphen, Hashgraphen und Holochains stellen drei beliebte Blockchain-Alternativen dar, die die Skalierbarkeit drastisch verbessern und die Tür zu spannenden neuen Anwendungsfällen öffnen könnten.
Einige dieser ehrgeizigen Projekte streben künftig die Interoperabilität mit bestehenden Blockchains an, darunter Ethereums EVM. Auf diese Weise könnten sie wichtige Herausforderungen der Krypto-Bewegung angehen und gleichzeitig Abwärtskompatibilität bieten, um die Akzeptanzraten zu steigern.
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