Die IOTA Foundation hat kürzlich eine Reihe von Forschungspapieren veröffentlicht, die als Grundlage für die nächste Generation des IOTA-Protokolls, IOTA 2.0, dienen. Diese Papiere bilden die wissenschaftliche Grundlage für eine Reihe von Innovationen, die das Protokoll robuster, effizienter und sicherer machen sollen. In diesem Blog-Beitrag werden wir die wichtigsten Erkenntnisse aus diesen Papieren zusammenfassen und ihre Bedeutung für die Zukunft von IOTA erläutern.
Die Trilogie der Forschungspapiere
IOTA 2.0 basiert auf drei Schlüsselpapieren:
- Das Networking-Papier: “Access Control for Distributed Ledgers in the Internet of Things: A Networking Approach”
- Das Ledger-Papier: “Reality-Based UTXO Ledger”
- Das Konsens-Papier: “A Leaderless Nakamoto Consensus on IOTA 2.0”
Diese Papiere haben strenge Peer-Reviews durchlaufen und bieten eine solide wissenschaftliche Grundlage für die Weiterentwicklung des Protokolls.
Das große Bild
Die drei Papiere arbeiten synergetisch zusammen, um ein umfassendes Framework für IOTA 2.0 zu schaffen. Das Networking-Papier legt den Grundstein für den Konsensmechanismus, der im Konsens-Papier weiter ausgearbeitet wird. Beide Papiere bauen auf den Prinzipien des Ledger-Papiers auf, das eine “reality-based” Ledger-Struktur einführt.
Netzwerk und Konsens
Das Networking-Papier stellt den IOTA Congestion Control Algorithm (ICCA) vor, der als Pre-Konsens-Checkpoint dient. Er filtert Transaktionen vor der Weiterleitung an den Hauptkonsensprozess. Das Konsens-Papier baut darauf auf und konzentriert sich auf die Validierung und Verifizierung der Transaktionen.
Ein tiefgehender Blick auf den ICCA
Der ICCA ist ein entscheidender Bestandteil des Networking-Papiers. Er dient als Vorfilter für Transaktionen und sorgt dafür, dass nur authentische Transaktionen in den Konsensprozess gelangen. Dies ist besonders wichtig in einem dezentralisierten System, in dem die Integrität der Transaktionen von entscheidender Bedeutung ist. Der ICCA verwendet eine Reihe von Parametern, darunter den “Arbeitswert” eines Blocks, um die Echtheit einer Transaktion zu bestimmen.
Ledger und Konsens
Das Ledger-Papier und das Konsens-Papier versprechen eine effiziente Konfliktlösung und Systemstabilität. Aber was passiert, wenn die Realitäten, die das Ledger-Papier schafft, zu komplex werden? Und wie wird der ‘heaviest DAG’-Ansatz in der Praxis funktionieren?
Die Realität der “Realitäten”
Das Ledger-Papier stellt ein neues Konzept vor, das als “Reality-Based Ledger” bezeichnet wird. Dieses Konzept ermöglicht es dem System, mehrere Versionen der Realität zu verwalten, bis ein Konsens erreicht ist. Dies ist ein radikaler Ansatz, der sich von der traditionellen Blockchain-Struktur unterscheidet, in der nur eine Version der Realität existiert. Die Frage ist, wie effizient dieses System in der Praxis sein wird, insbesondere wenn es darum geht, Konflikte zwischen verschiedenen Realitäten zu lösen.
Tiefere Einblicke: Theorie vs. Praxis
Das Networking-Papier
- Effiziente Staukontrolle: Kann der ICCA wirklich eine faire Durchsatzregelung gewährleisten?
- Ressourcenbewusster Mechanismus: Ist es realistisch, dass alle Knoten die “Arbeitsbewertung” eines Blocks effizient verarbeiten können?
Das Ledger-Papier
- Reality-Based Ledger: Ist es praktikabel, mehrere Realitäten in einem dezentralisierten System zu haben?
- Optimistische Ausführung: Kann das System wirklich effizient arbeiten, wenn es mit konfliktbehafteten Transaktionen überflutet wird?
Das Konsens-Papier
- Heaviest DAG: Ist dieser Ansatz wirklich besser als die traditionelle “längste Kette”?
- Führerloser Konsens: Wie sicher ist ein System, in dem niemand die Autorität hat?
Fazit
Während IOTA 2.0 aktuell sehr umfangreich ist, gibt es viele Fragen, die beantwortet werden müssen. Die Herausforderung besteht nicht nur darin, eine solide wissenschaftliche Grundlage zu schaffen, sondern auch darin, diese Theorien in die Praxis umzusetzen. Bis diese Fragen geklärt sind, bleibt IOTA 2.0 ein ungetestetes Konzept.
“Das Ledger-Papier stellt ein neues Konzept vor, das als “Reality-Based Ledger” bezeichnet wird. Dieses Konzept ermöglicht es dem System, mehrere Versionen der Realität zu verwalten, bis ein Konsens erreicht ist. Dies ist ein radikaler Ansatz, der sich von der traditionellen Blockchain-Struktur unterscheidet, in der nur eine Version der Realität existiert.”
Das ist natürlich kompletter Unfug (nicht persönlich gemeint).
Nehmen wir mal den “Exoten” Bitcoin: Da ist es absolut üblich, dass mehrere Kettenenden parallel fortgeführt werden, bis sich eine als die längste durchsetzt. Das ist ja auch der Grund, weshalb man bei einer 10-Minuten Blockzeit trotzdem ca. eine Stunde (soweit ich mich erinnere) warten sollte, bis man die Transaktion auch tatsächlich als “durch” ansieht.
Meiner Ansicht nach ist es auch der einzig praktikable Ansatz, bei einem DLT temporäre Uneindeutigkeit zu erlauben. Wichtig ist nur:
1. Sorge dafür, dass ein DLT _immer_ dass Bestreben hat, diese Uneindeutigkeiten aufzulösen.
2. Diese Uneindeutigkeiten sollten transparent sein, sodass man immer eine Aussage über die Wahrscheinlichkeit einer Nichtausführung einer Transaktion treffen kann.
3. Idealerweise: Definiere oder leite her, wie schnell im Schnitt so eine Uneindeutigkeit aufgelöst wird. Wird wahrscheinlich nachher irgendeine Normalverteilung sein.