KAPITEL 2
Ziel von Coordicide ist es, dass das Netzwerk ohne den Koordinator einen Konsens erzielt und gleichzeitig die folgenden Eigenschaften aufweist:
- Skalierbar: Die Transaktionsrate im Netzwerk ist nicht durch das Protokoll begrenzt.
- Sicher: Ein Angreifer kann den Konsens nicht beeinflussen.
- Dezentral: Alle ehrlichen Nodes können Teil des Konsensprozesses sein.
Aktuelle DLT-Lösungen können maximal zwei dieser drei Eigenschaften gleichzeitig garantieren. Dieses Problem wird als “Skalierbarkeitstrilemma” bezeichnet.
Ein Beispiel für das Trilemma finden Sie in PoW-basierten Blockchains wie Bitcoin. Diese Netzwerke bieten Sicherheit und Dezentralisierung, sind jedoch nicht skalierbar:
- Sicherheit: Miner schließen PoW ab, um Transaktionsblöcke miteinander zu verketten. Die kombinierte Rechenleistung (Hash) der Miner sichert das Netzwerk.
- Dezentralisierung: Miner sind über das Netzwerk verteilt. Kein einzelner Miner kontrolliert den Großteil der Hashing-Kraft.
Bitcoin steht jedoch vor einem grundlegenden Problem der Skalierbarkeit. Um Dezentralisierung und Sicherheit zu gewährleisten, müssen die Blöcke in der Bitcoin-Blockkette eine begrenzte Größe haben. Diese Blockgrößenbegrenzung begrenzt die Transaktionsrate und schränkt die Skalierbarkeit des Netzwerks ein. Da immer mehr Transaktionen über das Netzwerk gesendet werden, entscheiden sich die Miner dafür, die Transaktionen mit den höchsten Gebühren zu validieren, was zu steigenden Transaktionskosten und langen Wartezeiten führt. Der revolutionäre Charakter dieser PoW-basierten Lösung sollte nicht unterschätzt werden – aber gleichzeitig können wir die damit verbundenen Einschränkungen des Netzwerkdurchsatzes nicht überbewerten.
IOTA mit dem Koordinator ist skalierbar und sicher, aber nicht vollständig dezentralisiert:
- Skalierbar: Jede Transaktion referenziert und genehmigt zwei vorherige. Transaktionen können jederzeit und überall an das Tangle angehängt werden. Es sind keine Miner beteiligt.
- Sicher: Der Koordinator sichert das Netzwerk durch die Ausgabe von Meilensteintransaktionen. Nodes betrachten Transaktionen nur dann als vertrauenswürdig, wenn sie von einem gültigen Meilenstein referenziert und genehmigt wurden.
Das Tangle ermöglicht es Benutzern, neue Transaktionen an jeden Teil des Tangle anzuhängen. Aufgrund der DAG-Struktur ist lediglich erforderlich, dass jede neue Transaktion zwei weitere Transaktionen genehmigt. Durch die Möglichkeit, mehrere Anhängepunkte zu verwenden und die Notwendigkeit von Blöcken zu vermeiden, ist das Tangle von Natur aus skalierbar.
Der Koordinator gewährleistet zwar die Netzwerksicherheit, stellt aber auch einen Single Point of Failure (einzige Fehlerquelle) dar und verhindert somit, dass IOTA ein vollständig dezentrales Netzwerk ist.
Ein verbesserter Tangle: dezentral und sicher
Die Entfernung des Koordinators allein reicht nicht aus, um eine Dezentralisierung zu erreichen.
In der Tat, der ursprünglich im IOTA whitepaper vorgeschlagene Konsensmechanismus machte es erforderlich, dass die Mehrheit der Transaktionen immer von ehrlichen Netzteilnehmern kommen. Mit anderen Worten, ehrliche Teilnehmer müssten einen Großteil der Hashing-Macht des Netzwerks besitzen. Ohne Miner hat IOTA jedoch kein Konzept einer konstanten, ehrlichen Hashing-Power. Die Implikation ist, dass ehrliche Nodes einen kontinuierlichen Strom von Transaktionen senden müssten, unabhängig davon, ob sie das Netzwerk tatsächlich nutzen.
Ziel von Coordicide ist es, das Skalierbarkeitstrilemma zu lösen, indem ein dezentrales, sicheres Netzwerk bereitgestellt wird und gleichzeitig eine hohe Transaktionsrate erhalten bleibt. Kern der Lösung ist ein Abstimmungsmechanismus, über den Nodes die Meinungen anderer Nodes anfordern, um zu entscheiden, welche Transaktionen in das Tangle aufgenommen und welche abgewiesen (verwaist) werden sollen.
Um den Koordinator zu entfernen, müssen eine Reihe von Herausforderungen gelöst werden. Aufgrund der Komplexität der Lösung wird Coordicide in verschiedene Komponenten zerlegt. Dieser Ansatz macht unseren Coordicide-Vorschlag modular, so dass jedes Modul unabhängig voneinander ersetzt werden kann, wenn neue Forschungsergebnisse weitere Verbesserungen ergeben.
Unser Ziel ist es, IOTA zum Goldstandard zu machen: unternehmensfähiges DLT in Zusammenarbeit mit wichtigen Organisationen und Normungsorganisationen unter Verwendung von Open Source Governance.