Was ist IOTA? – Eine Zusammenfassung

IOTA ist keine Blockchain, IOTA ist ein skalierbares Open-Source Kommunikationsprotokoll mit Token (Kryptowährung) für einen Wertetransfer, es wird entwickelt und bereitgestellt von der nicht gewinnorientierten IOTA Foundation (Stiftung nach deutschem Recht) mit Hauptsitz in Berlin. 

Der Name IOTA stammt aus dem altgriechischen Alphabet (Ἰῶτα „der kleinste Buchstabe”) und bezeichnet “etwas Geringes”. Das Iota ist der 9. Buchstabe des altgriechischen Alphabets und wurde in der Antike wie heute identisch, nämlich i ausgesprochen; von ihm stammt auch der lateinische Buchstabe i ab. Im IOTA Kommunikationsprotokoll steht das i für 1 Iota und ist im Netzwerk die kleinste handelbare Werteinheit, hier schließt sich der Kreis zu “etwas Geringes”.

Das Ziel der IOTA Foundation ist es, eine Vertrauensschicht (engl. Trust Layer) für das Internet of Everything (IoE) zu erschaffen, die es Geräten im IoE ermöglicht unveränderlich Daten und Werte untereinander gebührenfrei auszutauschen. IOTA strebt in Zusammenarbeit mit der Industrie und der Object-Management-Group, eine Standardisierung ihres Kommunikationsprotokolls an. Mit einer hohen Interoperabilität wird IOTA das “Ledger Of Everything” sein, dessen Infrastruktur auch von externen Anwendungen ohne Erlaubnis genutzt werden kann.

Link zur interaktiven Übersicht über das IOTA-Ökosystem

IOTA ermöglicht eine schnelle, manipulationssichere und dezentrale Übertragung von Werten und Daten über viele Nodes, dabei werden Werte- und Daten-Transaktionen grundsätzlich unterschiedlich gehandhabt, während Werte-Transaktionen von Full-Nodes validiert werden müssen, werden Daten-Transaktionen direkt bestätigt und sind notarisiert. Jetzt wird sich der ein oder andere Fragen, warum benötige ich für eine reine Daten-Transaktion die IOTA Distributed Ledger Technologie, ich kann die Daten doch einfach verschlüsseln, signieren und via TCP/IP versenden. 

Nun, abgesehen davon, dass „Man in the Middle“ Angriffe möglich wären, beweisen signierte Daten nur, dass die Daten von Ihnen kommen. Es erlaubt mir weder zu beweisen, wann Sie sie gesendet haben, noch ob Sie die gleichen Daten an alle gesendet haben. Sie könnten eine bestimmte Information an eine Person und eine andere Information an eine andere Person senden. Signaturen allein werden niemanden vor solchen Dingen schützen.

Mithilfe der „Notarisierung“ kann bewiesen werden, dass ein elektronisches Dokument in einer bestimmten Form zu einem bestimmten Zeitpunkt existiert hat und seit der Erstellung nicht verändert wurde. Bei der Erstellung einer Notarisierung wird ein eindeutiger Hash (Fingerabdruck) eines Dokumentes berechnet und gemeinsam mit einem Zeitstempel im IOTA-Ledger (Tangle) unveränderbar gespeichert. Falls zu einem späteren Zeitpunkt verifiziert werden soll, dass das betreffende Dokument zum behaupteten Zeitpunkt existiert hat und/oder nicht verändert wurde, werden die Daten aus dem Tangle abgerufen und mit den vorliegenden Informationen verglichen.

Wenn das IOTA Tangle als Transportmedium verwendet wird, dann sind diese Art von Angriffen nicht möglich und es gibt viele Anwendungsfälle, bei denen es entscheidend ist, dass alle beteiligten Parteien sicher sein können, dass alle an oder mit den gleichen Informationen arbeiten (z.B. Lieferketten, Oracle, synchronisierte Fernsteuerungssysteme und so weiter). Es geht daher primär um Anwendungsfälle die eben nicht einfach via TCP/IP zu übertragen sind, sonst könnte man auch gleich BitTorrent dafür nutzen. Sender und Empfänger benötigen eine transparente Form der Übertragung zwischen mehreren Parteien oder Organisationseinheiten.

Unterm Strich bedeutet dies, dass es nicht nur darum geht, dass niemand die Daten während der Übertragung manipuliert, sondern auch darum, dass der Empfänger diese Daten nicht manipuliert. Beispiel: Ein Sensor (mit IDoT Chip) hat einige Werte gemessen/erfasst und versendet diese Daten über den IOTA-Tangle, welcher den Hash dieser Daten speichert. Wenn diese Daten später verkauft werden sollen, kann dieser Hash als Nachweis vorgelegt werden und dem Käufer anhand des Tangle beweisen, dass die Daten vom Sensor im Nachhinein nicht verändert wurden. Die IOTA Technologie (Tangle) fungiert also wie eine Art Fingerabdruck, mit ihm können alle gesendeten Daten verifiziert werden. Hinweis: Um Missbrauchsszenarien zu verhindern und auf eine effiziente Art und Weise, die Maschinenökonomie zu ermöglichen, werden zukünftig Nodes und Geräte eine eindeutige Kennung (ID) erhalten, siehe auch Identität der Dinge (IDoT).

Die Guthaben auf den Adressen sind allen teilnehmenden Full-Nodes jederzeit bekannt, darüber hinaus versteht sich IOTA jedoch nicht als Datenspeicher, so dass die Transaktionshistorie auf den Full-Nodes nicht über einen längeren Zeitraum gespeichert wird – analog zum TCP/IP-Traffic des Internets, der ebenfalls nicht gespeichert wird. Möchte ein Nutzer oder ein Unternehmen zusätzlich auch die Transaktionshistorie über mehrere Jahre hinweg abrufen bzw. speichern, müssen dafür zusätzliche Lösungen eingesetzt werden, dies könnte ein selektiver Permanode, eine eigene Second-Layer Anwendung oder zukünftig auch ein Smart-Contract sein, welcher mehrere Nodes für diese Dienstleistung bezahlt.

Das Kommunikationsprotokoll ist modular aufgebaut, dies ermöglicht zukünftig schnellere und einfachere Updates. Für die Redundanz im Netzwerk sind sehr viele Nodes nötig, jedes Auto, Maschine, Router, usw. kann in ein paar Jahren eine Node sein. Je mehr Nodes am Netzwerk teilnehmen, umso schneller und sicherer wird das Netzwerk.

Link zur interaktiven Übersicht über das IOTA-Ökosystem

IOTA ermöglicht eine schnelle, manipulationssichere und dezentrale Übertragung von Werten und Daten über viele Nodes, dabei werden Werte- und Daten-Transaktionen grundsätzlich unterschiedlich gehandhabt, während Werte-Transaktionen von Full-Nodes validiert werden müssen, werden Daten-Transaktionen direkt bestätigt und sind notarisiert. Jetzt wird sich der ein oder andere Fragen, warum benötige ich für eine reine Daten-Transaktion die IOTA Distributed Ledger Technologie, ich kann die Daten doch einfach verschlüsseln, signieren und via TCP/IP versenden. 

Nun, abgesehen davon, dass „Man in the Middle“ Angriffe möglich wären, beweisen signierte Daten nur, dass die Daten von Ihnen kommen. Es erlaubt mir weder zu beweisen, wann Sie sie gesendet haben, noch ob Sie die gleichen Daten an alle gesendet haben. Sie könnten eine bestimmte Information an eine Person und eine andere Information an eine andere Person senden. Signaturen allein werden niemanden vor solchen Dingen schützen.

Mithilfe der „Notarisierung“ kann bewiesen werden, dass ein elektronisches Dokument in einer bestimmten Form zu einem bestimmten Zeitpunkt existiert hat und seit der Erstellung nicht verändert wurde. Bei der Erstellung einer Notarisierung wird ein eindeutiger Hash (Fingerabdruck) eines Dokumentes berechnet und gemeinsam mit einem Zeitstempel im IOTA-Ledger (Tangle) unveränderbar gespeichert. Falls zu einem späteren Zeitpunkt verifiziert werden soll, dass das betreffende Dokument zum behaupteten Zeitpunkt existiert hat und/oder nicht verändert wurde, werden die Daten aus dem Tangle abgerufen und mit den vorliegenden Informationen verglichen.

Wenn das IOTA Tangle als Transportmedium verwendet wird, dann sind diese Art von Angriffen nicht möglich und es gibt viele Anwendungsfälle, bei denen es entscheidend ist, dass alle beteiligten Parteien sicher sein können, dass alle an oder mit den gleichen Informationen arbeiten (z.B. Lieferketten, Oracle, synchronisierte Fernsteuerungssysteme und so weiter). Es geht daher primär um Anwendungsfälle die eben nicht einfach via TCP/IP zu übertragen sind, sonst könnte man auch gleich BitTorrent dafür nutzen. Sender und Empfänger benötigen eine transparente Form der Übertragung zwischen mehreren Parteien oder Organisationseinheiten.

Unterm Strich bedeutet dies, dass es nicht nur darum geht, dass niemand die Daten während der Übertragung manipuliert, sondern auch darum, dass der Empfänger diese Daten nicht manipuliert. Beispiel: Ein Sensor (mit IDoT Chip) hat einige Werte gemessen/erfasst und versendet diese Daten über den IOTA-Tangle, welcher den Hash dieser Daten speichert. Wenn diese Daten später verkauft werden sollen, kann dieser Hash als Nachweis vorgelegt werden und dem Käufer anhand des Tangle beweisen, dass die Daten vom Sensor im Nachhinein nicht verändert wurden. Die IOTA Technologie (Tangle) fungiert also wie eine Art Fingerabdruck, mit ihm können alle gesendeten Daten verifiziert werden. Hinweis: Um Missbrauchsszenarien zu verhindern und auf eine effiziente Art und Weise, die Maschinenökonomie zu ermöglichen, werden zukünftig Nodes und Geräte eine eindeutige Kennung (ID) erhalten, siehe auch Identität der Dinge (IDoT).

Die Guthaben auf den Adressen sind allen teilnehmenden Full-Nodes jederzeit bekannt, darüber hinaus versteht sich IOTA jedoch nicht als Datenspeicher, so dass die Transaktionshistorie auf den Full-Nodes nicht über einen längeren Zeitraum gespeichert wird – analog zum TCP/IP-Traffic des Internets, der ebenfalls nicht gespeichert wird. Möchte ein Nutzer oder ein Unternehmen zusätzlich auch die Transaktionshistorie über mehrere Jahre hinweg abrufen bzw. speichern, müssen dafür zusätzliche Lösungen eingesetzt werden, dies könnte ein selektiver Pyermanode, eine eigene Second-Layer Anwendung oder zukünftig auch ein Smart-Contract sein, welcher mehrere Nodes für diese Dienstleistung bezahlt.

Das Kommunikationsprotokoll ist modular aufgebaut, dies ermöglicht zukünftig schnellere und einfachere Updates. Für die Redundanz im Netzwerk sind sehr viele Nodes nötig, jedes Auto, Maschine, Router, usw. kann in ein paar Jahren eine Node sein. Je mehr Nodes am Netzwerk teilnehmen, umso schneller und sicherer wird das Netzwerk.

Technologie

Um die oben genannten Ziele zu ermöglichen, sind folgenden Merkmale von grundlegender Bedeutung:

  • Skalierbar – Verarbeiten einer beträchtlichen Anzahl von Transaktionen pro Sekunde über ein großes Netzwerk von Nodes mit schnellen Bestätigungszeiten.  
  • Schlankes System – LeistungsschwacheGeräte sollten in  der Lage sein, direkt am Netzwerk teilzunehmen.  
  • Gebührenfrei – Das Senden von Transaktionen sollte ohne Zahlung von Netzwerkgebühren erfolgen, wenn 50Mi versendet werden, kommen auch 50Mi an. 

Datenstruktur

Neben den Gebühren weisen herkömmliche DLTs wie die Blockchain weitere begrenzende Faktoren auf und sind daher für die Erreichung des IOTA-Ziels ungeeignet. Beispielsweise die inhärente Beschränkung der Geschwindigkeit von Blockchain-Netzwerken, diese wird allgemein als “Blockchain-Bottleneck” bezeichnet. In der Blockchain gibt es nur eine Seite, an dem neue Transaktionen angefügt werden können – das Ende der Kette. Die daraus resultierenden negativen Auswirkungen auf den Netzwerkdurchsatz werden in dieser einfachen Grafik dargestellt:

Im Gegensatz dazu, wird bei IOTA nicht Block an Block aneinandergereiht und es werden auch keine Miner zur Validierung von Transaktionen benötigt. Die Kerndatenstruktur bei IOTA ist von Natur aus hoch skalierbar, dies wird mit einer einfachen Regel ermöglicht: Jede Transaktion referenziert und genehmigt bis zu acht weitere Transaktionen. Diese Regel definiert die zugrundeliegende Datenstruktur von IOTA – das Tangle – das mathematisch als gerichteter azyklischer Graph (DAG) bezeichnet wird.

  • eine Menge von Transaktionen ist durch Pfade verbunden, dies ist ein Graph  
  • jeder dieser Pfade besitzt eine eindeutig festgelegte Laufrichtung, damit ist es ein gerichteter Graph  
  • lässt sich niemals ein Pfad finden, der zu seinem Ausgangspunkt zurückkehrt, ist der Graph azyklisch (im Kreis laufenden Pfade wären dagegen zyklisch)

Transaktionsstatus

grün = bestätigt (Konsens)   /   weiß = unbestätigt   /   grau = neu angehängt (Tips)

Anstatt wie bei der Blockchain auf einer einzigen Seite für das Anhängen neuer Transaktionen begrenzt zu sein, bieten DAGs mehrere Punkte an, an denen Transaktionen angehängt werden können. Benutzer können weiterhin neue Transaktionen an verschiedene Teile des Tangle anhängen, ohne auf die Bestätigung durch andere Transaktionen zu warten:

In dieser chaotischen Ordnung werden sämtliche Transaktionen parallel abgearbeitet und ermöglichen eine sehr hohe Skalierung, da mit steigender Anzahl der Transaktionen auch die Bestätigungsraten ansteigen, statt sich genau gegenläufig zu entwickeln, wie es derzeit bei den klassischen Blockchains der Fall ist. 

Konsensmechanismus

In der Blockchain teilt der Nakamoto-Konsens das Netzwerk in Miner und Nutzer auf. Miner verbrauchen große Mengen an Rechenleistung und erfüllen damit den Proof-of-Work (PoW), der für die Verkettung der Blöcke erforderlich ist. Miner werden durch die Gebühren, die Benutzer bereit sind zu zahlen, motiviert, damit ihre Transaktion in einen Block aufgenommen wird. Diese gebührenbasierte Anreizstruktur wäre eine erhebliche Barriere in einer Machine-to-Machine-Wirtschaft, in der die Mikrozahlungswerte zwischen den Maschinen niedriger sein können als die anfallenden Gebühren.

Bei IOTA gibt es keinen Unterschied zwischen Minern und Nutzern. Alle Nodes können am Konsens teilnehmen. Das bedeutet, dass ein IOTA-Node eine ganz andere Rolle spielt als ein Bitcoin-Miner. IOTA-Nodes führen nur grundlegende Operationen durch, die sie nicht viel Rechenleistung erfordern (z.B. Speichern des Ledgers, Validieren von Transaktionen). Benutzer können mit minimalen Kosten einen Node einrichten und aktiv am Netzwerkkonsens teilnehmen und so die Sicherheit des Netzwerks erhöhen.

Der Konsensmechanismus legt fest wie sich die Nodes darauf einigen, welche Transaktionen vertrauenswürdig sind, somit gewährleistet er Übereinstimmung im Netzwerk. In der aktuellen IOTA-Implementierung (Stand Juni’20) vertrauen Nodes nur (Wert-)Transaktionen, die von Meilensteinen referenziert und genehmigt werden, die vom Koordinator ausgestellt wurden. Ähnlich wie beim Bitcoin (Checkpoints bis zum 16.06.2014) ist der Einsatz dieses zentralisierten “Finalitätsvorrichtung” derzeit noch notwendig, um die Sicherheit des in den Kinderschuhen steckenden Netzwerks zu gewährleisten. 

Hinweis: Der Open-Source Koordinator kann nur Transaktionen bestätigen, Konsensregeln umgehen kann er nicht, somit ist es ihm auch nicht möglich Token zu erschaffen, einzufrieren oder zu entwenden.Zur Überwachung ist diese feste Regel und die Adresse des Koordinators in jedem Node fest programmiert, der Einfluss des Koordinators auf den Tangle ist daher sehr stark eingeschränkt, da dieser zusätzlich ständig von allen anderen Nodes überwacht wird.

IOTA ohne Koordinator

Der Koordinator wird in naher Zukunft abgeschaltet (Coordicide), diesbezüglich wurden alle Forschungsarbeiten weitestgehend abgeschlossen und von mehreren Universitäten überprüft. Der Entwicklungsfahrplan (Roadmap) der IOTA zur Produktionsreife und Adoption führt wurde definiert und wird derzeit umgesetzt. Das IOTA-Netzwerk wurde bereits mit einem sehr großen auf den Coordicide vorbereitenden Update namens Chrysalis vollständig optimiert, um bereits jetzt eine Unternehmens taugliche Lösung für das Ökosystem anzubieten.

Die anstehende Abschaltung des Koordinators stellt sicher, 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, eine beispiellose Skalierbarkeit wird ermöglicht.  
  • Sicher: Ein Angreifer kann den Konsens nicht beeinflussen.  
  • Dezentral: Alle ehrlichen Nodes können Teil des Konsensprozesses sein. 

Aktuelle Blockchain-Lösungen können maximal zwei dieser drei Eigenschaften gleichzeitig lösen. Die Algorithmen wurden so entwickelt, dass sie die Mining-Schwierigkeit an einem bestimmten Punkt halten, sodass das Netzwerk keinen neuen Block produzieren kann, während der bestehende Block von allen Nodes geklatscht (im Netzwerk verteilt) und verifiziert wird. Das bedeutet: Je größer die Anzahl der Nodes im Netzwerk ist, desto länger dauert es, bis der Block bei allen Nodes ankommt und verifiziert wird. Wäre die Blockzeit gering, würden viele Blöcke gleichzeitig von verschiedenen Akteuren produziert werden und der Nakamoto-Konsens könnte sich nicht auf ein einziges Ergebnis einigen. Verschiedene Nodes würden verschiedene Chains als die längste Chain zur gleichen Zeit sehen.

Sie lösen dies, indem sie die Mining-Schwierigkeit hoch ansetzen, sodass die Blockzeit im Durchschnitt 10 Minuten beträgt. In diesen 10 Minuten versuchen verschiedene Akteure, einen Block zu erzeugen, aber normalerweise gelingt es nur einem. Alle anderen lassen alles fallen, was sie gerade taten, akzeptieren den erfolgreichen Block und versuchen es erneut. Es gibt Zeiten, in denen mehrere Akteure (normalerweise 2) Glück haben und einen gültigen Block zur gleichen Zeit erstellen. Die Hälfte des Netzwerks akzeptiert 1 Block und die andere Hälfte akzeptiert den zweiten. Dies wird gelöst, indem der nächste Miner den nächsten Block findet und ihn an eine Kette anhängt. Diese Kette ist die längste und sie gewinnt. Alle Nodes akzeptieren sie als gültig. So wird es beim PoW gemacht und auch wenn es in PoS keine Miner gibt, ist das Konzept ähnlich. Die Nodes müssen sich auf einen Block einigen, bevor sie mit der Produktion des nächsten Blocks beginnen. Mit der Anzahl der Nodes steigt auch die Netzwerkverzögerung (Zeit, bis der Block an alle anderen Nodes geklatscht wird). Da der Nakamoto-Konsens ein synchroner Konsens ist, kann er bestenfalls 2 der 3 Punkte (Sicherheit, Dezentralisierung, Skalierbarkeit) lösen.

Dieses Problem wird als “Blockchain-Trilemma” bezeichnet. 

PS: Durch die begrenzte Blockgröße entsteht ein weiteres Problem, 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 darf man die damit verbundenen Einschränkungen des Netzwerkdurchsatzes nicht vernachlässigen.

IOTA ist durch seine asynchrone Natur grundsätzlich kein Opfer des Blockchain-Trilemma, jeder Node darf gleichzeitig Transaktionen produzieren, während er mit einer Teilmenge von Nodes für den Konsens interagiert und dabei eine nicht lineare Datenstruktur verwendet. Mit IOTA 3.0 (also inkl. Sharding) wird IOTA eine Lösung anbieten, welche das Trilemma umgeht und damit eigentlich auch löst (Ansichtssache). Was ist Sharding: IOTA-Nodes haben eine Obergrenze für Transaktionen pro Sekunde (TPS), die sie verarbeiten können, durch eine Form der Datenbankpartitionierung (das Aufteilen einer sehr großen Datenbank in kleinere) in besser verwaltbare Segmente (Shards) würde jeder Shard einen einzigartigen Satz der Kontensalden enthalten und Nodes würden dann einzelnen Shards zugewiesen, um Transaktionen zu validieren.

Ziel ist es, dass durch die Aufteilung in besser verwaltbare Segmente der Transaktionsdurchsatz erhöht wird. Das Trilemma wird innerhalb einzelner Shards weiterhin bestehen, aber sobald in einem einzelnem Shard der Netzwerkdurchsatz die Verarbeitungskapazitäten der Nodes übersteigt, bilden sich dynamisch ein weiterer Shard (Fluid-Sharding). Durch das neuartige sehr flexible Sharding werden bei IOTA theoretisch unendliche hohe Transaktions-Geschwindigkeiten ermöglicht.

Das Tangle ermöglicht es Benutzern, neue Transaktionen an jeden Teil des Tangle anzuhängen. Aufgrund der DAG-Struktur ist lediglich erforderlich, dass jede neue Transaktion bis zu acht  weitere Transaktionen referenziert. Durch die Möglichkeit, mehrere Anhängepunkte zu verwenden und die Vermeidung der Notwendigkeit von Blöcken, ist das Tangle von Natur aus skalierbar. Es gibt eigentlich keine protokollbedingten Engpässe, die Skalierbarkeit ist nur durch die Hardware und die Gesetze der Physik eingeschränkt. 

Derzeit ist der Koordinator ein solcher Engpass, welcher das Protokoll an der Skalierung hindert. Zudem gewährleistet der Koordinator zwar die Netzwerksicherheit, stellt aber auch einen Single Point of Failure (einzige Fehlerquelle) dar und verhindert somit auch, dass IOTA ein vollständig dezentrales Netzwerk ist. Daher ist die Entfernung des Koordinators aus dem Konsens-Mechanismus das Hauptziel der IOTA Foundation.

Der verbesserte Tangle nach dem Coordicide: Dezentral, skalierbar und sicher

Die Entfernung des Koordinators (Projekt: Coordicide) allein reicht nicht aus, um das Skalierbarkeits-Trilemma sicher und dezentral zu lösen. Für ein solches Netzwerk müssen weitere Sicherheitsmodule implementiert werden, die einer hohen Transaktionsrate nicht im Wege stehen. Kern der Lösung ist eine zusätzliche Sicherheitsebene mit dem proaktiven Abstimmungsmechanismus namens Shimmer, 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 der Coordicide in verschiedene Komponenten zerlegt. Dieser Ansatz macht den Coordicide-Vorschlag und das zukünftige Protokoll modular, so dass jedes Modul unabhängig voneinander ersetzt werden kann, wenn zukünftig neue Forschungsergebnisse weitere Verbesserungen ergeben.

Hinweis: Wer direkt tiefere Einblicke zum Post Koordinator Konsensmechanismus wünscht, der erfährt in dem Themenbereich Coordicide mehr (nicht mehr ganz aktuell), bitte unbedingt auch alle aktuelleren weiterführenden Erklärungen lesen.

IOTA 2.0 Development Network (DevNet)

Nach Jahren harter Arbeit, um die theoretischen Grundlagen durch das Team und akademische Partner in Code zu implementieren, und fast einem Jahr ausgiebiger Tests, Validierung und iterativer Entwicklung zusammen mit der Community, wurde im Juni 2021 das IOTA 2.0 Development Network (DevNet) gestartet. Es ist das erste vollständig dezentralisierte, skalierbare und gebührenfreie IOTA-Netzwerk, wie es bei der Gründung des Projekts im Jahr 2015 vorgesehen war. Das DevNet 2.0 beinhaltet:

  • Keine Gebühren.
  • Keine Blöcke.
  • Keine Chain.
  • Keine Miner.
  • Keine verschwendete Energie.
  • Keine Zensur.
  • Keine Zentralisierung (ohne Koordinator).
  • Keine Genehmigungen.
  • Totale Freiheit!

Schlüsselfaktoren der IOTA Distributed Ledger Technologie im produktionsfertigen Zustand (nach der Entfernung des Koordinators)

  • Vollständige Dezentralisierung: Als global verteiltes Netzwerk ist die IOTA widerstandsfähig und robust gegen Angriffe,  ohne den Koordinator wird keine Instanz eine besondere Rolle im Netzwerk  spielen, um es klarzustellen: Sobald der Koordinator abgeschaltet ist, wird es  der IOTA-Stiftung nicht mehr möglich sein, ihn neu zu starten.  
  • Permissionless / Erlaubnisloser Zugang zum Netzwerk: Jeder oder besser alles kann jederzeit dem Netzwerk beitreten, um Transaktionen hinzuzufügen und zu validieren.Wenn andere DLTs ihre Nodeanzahl begrenzen  oder sogar einen zugelassenen Ansatz für die Skalierbarkeit einführen müssen,  umfasst IOTAs Ansatz zusätzliche Nodes. Eine größere Anzahl von ehrlichen Nodes verbessert die Sicherheit des Netzwerks, indem sie den Anteil der ehrlichen Stimmen erhöht.  
  • Partitionstolerant: Ein produktionsfertiges Tangle ist partitionstolerant, dass bedeutet, ein Teil des Tangle kann für eine bestimmte Zeit vom Main-Tangle abgetrennt werden und ohne Internet-Verbindung weiterlaufen. Diese Teile können wieder mit dem Main-Tangle verbunden werden, wenn die Internetverbindung wiederhergestellt wurde.
  • Endgültigkeit innerhalb von Sekunden: Der Abstimmungsprozess ermöglicht es dem Netzwerk, Entscheidungen über Transaktionen sehr schnell zu treffen und abzuschließen, ohne auf mehrere  zusätzliche Genehmigungsvorgänge warten zu müssen, um die Sicherheit zu  erhöhen. Darüber hinaus kann das Netzwerk “wahre Endgültigkeit”  (deterministisch statt probabilistisch) erreichen, da ein Angreifer mit  unbegrenzter Hashing-Power den Ledger-Zustand nicht “umkehren” könnte.  
  • Zuverlässiger Zeitstempel: Auch bekannt als Tangle-Time, dass ist der letzte Zeitstempel in einer Message, der bestätigt wurde. TangleTime kann nicht angegriffen werden, ohne genug Mana zu kontrollieren, um falsche Zeitstempel zu akzeptieren, was sie zu einer zuverlässigen, angriffsresistenten Größe macht.
  • Skalierbarkeit: Eine erhöhte Netzwerkaktivität  verringert die Transaktionsabwicklungszeiten, es gibt keine protokollbedingten Engpässe. Die Skalierbarkeit ist nur durch die Hardware und die Gesetze der Physik eingeschränkt. Der Wegfall des Koordinators als eine einzige Einheit, die alle Transaktionen verarbeitet und verifiziert, bildet die Grundlage für einen dynamischen Sharding-Prozess, der  eine “echte” unbegrenzte Skalierbarkeit ermöglicht.  
  • Ein adaptiver Ratenregelungsalgorithmus, der auf Nodebasis arbeitet, wird es Angreifern unmöglich machen, das Netzwerk mit ungesundem Spam zu überfordern, während ehrliche Nodes dennoch normal arbeiten können.
  • Erhöhte Zuverlässigkeit: Die Bestimmung des  bevorzugten Teils des Tangle durch Abstimmung ermöglicht die Umsetzung  unterschiedlicher Strategien zur Tip-Auswahl, durch die die meisten (wenn nicht sogar alle) ehrlichen Transaktionen aufgegriffen  werden. Dies reduziert den Bedarf an Reattachments und Promotionen.  
  • Sicherheit  / Mana: Der neuartige Sybil-Schutzmechanismus namens Mana sichert zusammen mit weiteren  Sicherheitsmechanismen wie beispielsweise dem Abstimmungsmechanismus (FPC) das Netzwerk auch bei einer  großen Anzahl von böswilligen Akteuren.  
  • Intelligentes und stabiles Auto-Peering: Der Wegfall des manuellen Peering reduziert den Wartungsaufwand für die Nodebetreiber und macht das Netzwerk stabiler.  
  • UTXO-Modell: Jeder Token auf einer Adresse ist dann eindeutig identifizierbar und jede Ausgabe benennt genau den Token, die sie bewegen möchten. Dies ermöglicht eine schnellere und genauere Konfliktbehandlung und verbessert die  Belastbarkeit sowie die Sicherheit des Protokolls.  
  • Gebührenfreie Transaktionen: Das Fehlen von Minern macht IOTA-Transaktionen völlig gebührenfrei, 1 Cent senden, 1 Cent erhalten. Dies ermöglicht echte Mikrozahlungen für die Machine-to-Machine-Wirtschaft, um damit auch die Bezahlung für Kleinstmengen  oder verbrauchsabhängige Bezahlungen sinnvoll umzusetzen.
  • Weniger Dokumentation: Unternehmen müssen gebührenfreie Transaktionen nicht für das Finanzamt dokumentieren oder für Jahre speichern.
  • Lokale Snapshots ermöglichen es Nodes, nur eine Teilmenge der Historie des Ledgers zu speichern, so dass Nodes mit begrenzten Hardware-Ressourcen am Netzwerk teilnehmen können.
  • Fairness: Alle Transaktionen werden gleich behandelt. Es gibt keine Möglichkeit, eine Prämie zu zahlen (z.B. durch  erhöhte Gebühren), um eine höhere Priorität bei der Verarbeitung durch das  Netzwerk zu erhalten.  
  • Schlankes System: Konzipiert für Geräte, wie z.B. Sensoren, die an einem Niedrigenergie-Netzwerk teilnehmen.
  • Modularität: Ein modularer Aufbau ermöglicht es, die Bestandteile des Protokolls unabhängig voneinander zu entwickeln. Der mehrschichtige Ansatz ermöglicht zukünftig weitere Erweiterung des Basisprotokolls in ähnlicher Weise wie das Internetprotokoll selbst. Ein Protokoll welches sich nicht updaten lässt, ist kein Protokoll.
  • Zuverlässige Führung: Die gemeinnützige Organisation nach deutschem Recht hinter IOTA optimiert die Akzeptanz und zukünftige Entwicklung des Netzwerks. Das Fehlen von Minern ermöglicht es, neue Funktionen ohne Interessenkonflikte umzusetzen.
  • Open-Source: Die Technologie ist kostenlos, open source und jeder kann Lösungen darauf aufbauen.  
  • Unveränderlich: Stellt sicher, dass die Informationen vertrauenswürdig sind und nicht manipuliert werden können.
  • Daten-Transaktionen: Unabhängig zu der  Wert-Transaktionen. Die sogenannten “Messages” ermöglichen Anwendungsfälle der Technologie, die über das Finanzielle hinausgehen. Die große Mehrheit alle Transaktionen werden reine “Messages” (ohne Wert) sein, dass können Daten sein die beispielsweise auf Marktplätzen gehandelt, von Sensoren erfasst oder auch von Apps ausgetauscht werden und noch etliche andere  Anwendungsfälle. In dem unten stehenden Bild ist zu sehen, wie allein  durch die IOTA Architektur der schnelle Austausch von Daten und Werten  gegenüber der Blockchain begünstigt wird.
  • Multi-Asset-Ledger, die meisten DLTs fallen in die Kategorie der Single-Asset-Ledger, da sie nur in der Lage sind, das Eigentum an einer bestimmten Basiswährung innerhalb ihres Ledgers zu verfolgen. Multi-Asset-Ledger wie IOTA hingegen sind in der Lage, mehrere native Token (1-Layer Asset) in demselben Ledger zu verwalten, in dem auch die Basiswährung geführt wird.


Die parallele Architektur

Durch die Trennung von Wert und Daten ermöglicht IOTA komplexe und flexible Anwendungsfälle.

Lösungen für unterschiedliche Anwendungsfälle

Die Sicherstellung der Wahrhaftigkeit ist genau das, was die Distributed Ledger Technologie ermöglicht. IOTA ist ein Protokoll, welches einen Konsens über den Stand der Dinge in einem Netzwerk erzielt, indem es eine einzige kryptographisch sichere Quelle mit einer einheitlichen Wahrheit zur Verfügung stellt. Dies wird in Zukunft eine große technologische Innovationsexplosion nach sich ziehen und völlig neue Anwendungsfälle bzw. Geschäftsfelder mit Begleitwirtschaft ermöglichen, die in der Vergangenheit unmöglich waren, weil diese beispielsweise zentralisiert, nicht skalierbar, zu teuer, nicht sicher oder die Regeln des Datenschutzes verletzt haben.

IOTA wird für eine Vielzahl dieser neuen Anwendungsfälle Lösungen anbieten, nachfolgend ein paar Teaser der zukünftig wichtigsten Aspekte: 

  • Vielseitig einsetzbar: Das IOTA Protokoll kann auch als Instrument zur Erhaltung eines freien und offenen Internets eingesetzt werden, indem es die Privatsphäre und die Sicherheit in einem offenen Netzwerk  verbessert.  
  • Mikrotransaktionen: Gebührenfreie Transaktionen, ermöglichen erstmals echte Mikrozahlungen sowohl für den Menschen als  auch für die Machine-to-Machine-Wirtschaft, um damit auch die Bezahlung für  Kleinstmengen oder Verbrauchsabhängige Bezahlungen sinnvoll umzusetzen.  
  • Maschinenwirtschaft:  Eine Maschinenwirtschaft (Maschine-zu-Maschine, abk. M2M) ist eine Wirtschaft, in der Maschinen selbstbestimmte Marktteilnehmer sind, die über eigene Bankkonten  verfügen. Die wachsende Verbreitung des IoT und die Fortschritte bei der künstlichen Intelligenz (KI) ermöglichen es vernetzten intelligenten  Maschinen, autonom zu agieren. Das bedeutet, Maschinen werden direkt  miteinander kommunizieren, untereinander Daten auszutauschen und sich gegenseitig für Dienstleistungen bezahlen, ohne dass eine menschliche Interaktion erforderlich ist.  
  • Digitale Identität: Das Internet bildet die Grundlage für viele unserer Interaktionen in der modernen Welt. Es hat neue Geschäftsmöglichkeiten, bessere Kundenzufriedenheit und eine Verbesserung  unseres täglichen Lebens geschaffen. Es fehlt jedoch an wesentlichen Eigenschaften von Vertrauen und Privatsphäre. Mit einem dezentralen digitalen Identitätsprotokoll wird IOTA diese Eigenschaften zu den Online-Interaktionen hinzufügen.  
  • IOTA Stronghold: Stronghold ist eine Sammlung von Mehrzweckbibliotheken zur sicheren Verwaltung von Passwörtern, persönlichen Daten und privaten Schlüsseln. Es ist eine sichere Software-Implementierung mit dem alleinigen Zweck, digitale Geheimnisse vor der Gefährdung durch Hacker und versehentliche Lecks zu isolieren. Sie verwendet versionierte, dateibasierte Snapshots mit doppelter Verschlüsselung, die leicht gesichert und sicher zwischen Geräten ausgetauscht werden können.  Die hochgradig entwicklerfreundlichen Bibliotheken integrieren das IOTA-Protokoll und dienen als Referenzimplementierung für jeden, der nach Inspiration oder den besten Tools seiner Klasse sucht. In den Bibliotheken auf niedriger Ebene ist keine Kryptowährung enthalten, und sie können vollständig ohne die Bibliotheken auf hoher Ebene verwendet werden. Mit anderen Worten, jeder aus jeder Branche kann sie benutzen.
  • IOTA Streams: Streams verfügen über eine integrierte Methode zum  Senden von Nachrichten an IOTA-Nodes. Sie sind jedoch auch so flexibel, dass  Sie sie erweitern können, um Nachrichten auf andere Weise zu senden, z. B. in HTTP-URLs. Es handelt sich um ein multifunktionales Second Layer Datenübertragungsprotokoll, welches für verschiedene Arten der Datenübertragung (z.B. Streaming-Daten) verwendet werden kann. Beispielsweise  ermöglicht es Sensoren und anderen Geräten, ganze Datenströme zu verschlüsseln und im IOTA-Tangle zu verankern. Das Konsensprotokoll von IOTA fügt diesen Nachrichtenströmen Integrität und Authentizität hinzu. Angesichts  dieser Eigenschaften erfüllt IOTA Streams ein wichtiges Bedürfnis in Branchen, in denen Integrität, Datenschutz und Unveränderlichkeit aufeinandertreffen.
  • IOTA Access: Das ist Open-Source-DLT-Framework für den Aufbau richtlinienbasierter Zugangskontrollsysteme und die Ermöglichung von Pay-per-Use-Funktionalitäten am Rande des Netzwerks (Endgeräte). IOTA Access wurde entwickelt, um eine fein abgestufte Zugangskontrolle für jede Maschine, jedes Gerät und jedes Gebäude zu ermöglichen, ohne auf ein zentralisiertes System angewiesen zu sein oder eine ständige Internetverbindung zu benötigen. Bei Access geht es um die Ermöglichung von Dienstleistungen und Sicherheit in großem Maßstab. Wenn es ein Gerät gibt, das einen Dienst anbieten kann, dann kann Access in dieses Gerät integriert werden, um diesen Dienst durch eingebettete Zugangskontrollrichtlinien zu automatisieren. Auf diese Weise können Gerätebenutzer und -besitzer den Zugriff auf ihr Gerät oder ihren Datenstrom auf entfernte, unbefugte, kontaktlose und überprüfbare Weise gewähren oder anfordern.
  • Digital Assets:  Das Digital Assets Framework ist ein einzelner – aber entscheidender – Teil des IOTA Ökosystems, der mit einer Vielzahl anderer Elemente von IOTA (Bsp.: Smart Contracts) ineinanderreift und mit ihnen in Zusammenhang steht. Anstelle eines Ökosystems mit einem einzigen nativen Asset (dem IOTA Token), ermöglicht IOTA eine bunte Welt digitaler Assets, die von Tokenisierten physischen Assets über Datenströme bis hin zu NFTs reichen. IOTA ist ein Multi-Asset-Ledger, die meisten DLTs fallen in die Kategorie der Single-Asset-Ledger, da sie nur in der Lage sind, das Eigentum an einer bestimmten Basiswährung innerhalb ihres Ledgers zu verfolgen. Multi-Asset-Ledger hingegen sind in der Lage, mehrere native Token (1-Layer Asset) in demselben Ledger zu verwalten, in dem auch die Basiswährung geführt wird.
  • IOTA Smart-Contracts: Ein Smart-Contract (dt. Intelligenter Vertrag) ist eine programmierte Vereinbarung, die vollständig  deterministisch ist und automatisch durchgesetzt wird, dazu werden die vertraglichen Verpflichtungen zwischen Käufer und Verkäufer verkapselt in der Software verankert. Dies macht es unmöglich diese getroffene Vereinbarung zu bestreiten.

Der Hauptunterschied von IOTA Smart Contracts zu herkömmlichen Smart Contracts (Bsp. ETH) ist die Multi-Chain-Umgebung, die durch den Tangle gesichert ist und viele reguläre Blockchains parallel ausführen kann. Die IOTA Smart-Contract-Chains laufen asynchron, daher hat die Aktivität eines Smart Contracts keinen Einfluss auf die Geschwindigkeit und den Durchsatz der anderen. 

Volatile und unvorhersehbare Gebühren sind ein Hindernis für die Einführung von Smart Contracts. In IOTA Smart Contracts werden die Gebühren vom Eigentümer definiert, beginnen bei 0 und sind im Voraus bekannt. Es gibt keinen “Bieterkrieg” wie bei regulären Blockchains, es kann mit vorhersehbaren Geschäftsmodellen und Einnahmequellen kalkuliert werden.

IOTA Smart Contracts sind hochflexibel. Komitees können von einer Einzelperson, einem Unternehmenskonsortium oder durch einen offenen, erlaubnisfreien Marktplatz von Validator-Nodes gebildet werden.

IOTA Smart Contracts sind skalierbar. Mehrere Smart-Contract-Chains, die von verschiedenen Virtualmachines betrieben werden und können gleichzeitig / parallel über mehrere Komitees laufen.

  • IOTA Oracles: Oracles wurden entwickelt, um eine sichere Brücke zwischen der digitalen und der physischen Welt auf eine dezentrale, erlaubnisfreie Weise zu bauen, sie  bringen im IOTA-Netzwerk Off-Chain-Daten zu dezentralen Anwendungen und Smart Contracts.

Das Potential der Datenmanipulation wird stark reduziert, wenn die Quelle (z.B. ein Sensor) die Daten direkt an ein manipulationssicheres Distributed Ledger übergibt, ohne den Umweg über mehrere Intermediäre. Das einfachste IOTA-Oracle ist das sogenannte First Party Oracle. IOTA-First-Party-Oracles nutzen weder externe Datenquellen noch Daten, die von einem Dritten verarbeitet und auf einem DLT zur Verfügung gestellt wurden, sondern verlassen sich auf Daten, die vom Datenherausgeber selbst an den IOTA-Tangle übermittelt wurden. Im Kontext von IoT-Netzwerken würde sich der “Datenausgeber” auf die Sensoren selbst beziehen, ohne dass diese von irgendjemandem oder irgendetwas manipuliert oder umformatiert wurden. Sobald IOTA Smart Contracts live sind, können First Party Oracles verwendet werden, um Smart Contracts direkt mit Daten zu füttern, ohne sich um einen Vermittler kümmern zu müssen, der die Daten abruft, verarbeitet, hostet oder pflegt. Im Gegensatz zu einigen anderen Lösungen auf dem Markt interagiert die IOTA Foundation niemals mit Daten, die von Datenanbietern bereitgestellt werden. Dazu kann/wird den Daten mittels Alvarium ein Confidence Score hinzugefügt. 

  • Flash Channels: Das ist ein offline Zahlungskanal für Ein- und Auszahlungen, der sofortigen Transaktionen mit hohem Durchsatz ermöglicht. Dies ist möglich, da im IOTA-Tangle nur zwei Transaktionen stattfinden, nämlich das Öffnen und Schließen eines Flash-Kanals. Im Wesentlichen bieten sie den beiden Geschäftspartnern eine Möglichkeit, mit hoher Frequenz zu handeln, ohne darauf zu warten, dass jede Transaktion im  öffentlichen IOTA-Netzwerk bestätigt wird. Dieses Feature wird zukünftig innerhalb von IOTA-Streams umgesetzt.
  • Digitale  Marktplätze: Daten werden seit einiger Zeit als das neue Öl der digitalen Welt bezeichnet. Ein Grundgedanke des IoT, ist der Austausch und Handel von solchen Datensätzen. Mit der „Maschine zu Maschine“  Kommunikation können Geräte die verschiedensten Daten autonom untereinander  handeln, aber auch für den Menschen könnte es sehr interessant werden, direkt  vom sensorischen Endverbraucher Daten oder Güter zu erhalten, ohne den Weg  über eine Drittanbieter Plattform gehen zu müssen. Das Erschaffen von Datenmarktplätzen ist eine unvermeidliche Konsequenz der IoT Revolution, es wird die Art und Weise, wie wir Daten verbinden, mit ihnen interagieren oder handeln grundlegend verändern.  
  • Digitale Zwillinge: Ein digitaler Zwilling ist eine  digitale Repräsentanz eines materiellen oder immateriellen Objekts oder  Prozesses aus der realen Welt in der digitalen Welt. Das Industrial  IOTA Lab Aachen, Pickert, ECLASS und das Digital Twin Konsortium treiben die Technologie für IOTA voran.

Anwendungsgebiete

Grundsätzlich wird fast jede Branche digitalisiert, mit dem IoT verknüpft und dementsprechend daraus seine Vorteile ziehen. Die IOTA Foundation beschreibt einige Anwendungsfälle in einer veröffentlichten interaktiven Broschüre. Des Weiteren beschreibe ich sehr viele PoC von aktuellen Projekten im Guide.  


Kooperation

Um das Ziel zu erreichen und IOTA zum Goldstandard der Distributed Ledger Technologien zu machen, arbeitet die IOTA Foundation mit Partnern aus den folgenden Bereichen zusammen, um das IOTA-Protokoll zu standardisieren und eine wirklich reibungslose Kommunikation zwischen allen Benutzern und Brachen zu ermöglichen.

Normungsorganisationen

Eine Schlüsselfigur für Standardisierung der IOTA-Technologien ist dasIOTA Aufsichtsratsmitglied Dr. Richard Mark Soley, er ist seit 1997 Vorsitzender und CEO der Object Management Group® und treibt mit seiner Organisation den Standardisierungsprozess aktiv voran, dazu bitte diesen Artikel lesen.

  • Object-Management-Group (OMG): Ist ein internationales, offenes, nicht gewinnorientiertes Konsortium für Technologiestandards. OMG-Standards werden letztendlich von Anbietern, Endbenutzern, akademischen Institutionen und Regierungsbehörden bestimmt. OMG entwickelt Unternehmensintegrationsstandards für ein breites Spektrum von Technologien und für viele Branchen.
  • Industrial-Internet-Consortium (IIC): Gehört zur OMG und ist die weltweit führende Organisation, die Unternehmen durch Beschleunigung des industriellen Internets der Dinge (IoT) transformiert. Ziele der Organisationen ist es Technologien zusammenzubringen, die zur Beschleunigung des Wachstums des Industrielen Internet erforderlich sind, indem bewährte Verfahren ermittelt, zusammengestellt und gefördert werden. Die Mitgliedschaft umfasst kleine und große Technologieinnovatoren, Marktführer, Forscher, Universitäten und Regierungsorganisationen.
  • World Wide Web Consortium (W3C): Ist das Gremium zur Standardisierung der Techniken im World Wide Web. Es wurde am 1. Oktober 1994 am MIT Laboratory for Computer Science in Cambridge gegründet. Das W3C ist eine Mitgliedsorganisation. Gründer und Vorsitzender ist Tim Berners-Lee, der als Erfinder des World Wide Web gilt.

Wichtigen Organisationen / Regulierungsbehörden

International Association of Trusted Blockchain Applications (INATBA): Die Kernrichtlinie von INATBA besteht darin, den Einsatz der DLT-Technologie durch die Entwicklung eines vorhersehbaren, transparenten und vertrauensbasierten globalen Rahmens zu fördern. INATBA bietet Entwicklern und Anwendern von DLT ein globales Forum, um mit Regulierungsbehörden und politischen Entscheidungsträgern zu interagieren und die DLT- und Blockchain-Technologie auf die nächste Stufe zu bringen.

Bildquelle: https://inatba.org/

Die IOTA Foundation ist ein Gründungsmitglied der INATBA. Den Vorsitz im Board of Directors besetzt Dr. Julie Maupin, bis zum Frühjahr 2020 war sie  Direktorin für Social Impact & Public Regulatory Affairs bei der IOTA-Foundation und ist jetzt Mitglied des IOTA Adivsor Boards. Dr. Maupin ist eine weltweit führende Expertin für die regulatorischen Auswirkungen und Anwendungsfälle von DLTs, Kryptowährungen, intelligenten Verträgen, künstlicher Intelligenz und IoT-Technologien im öffentlichen Sektor. Sie wird auch ein Grund seien, warum die IOTA Foundation mittlerweile aus Fördertöpfen der EU bei verschiedenen Projekten gefördert wird.

Open-Source und Non-Profit-Organisationen

  • ECLASS wurde im Jahr 2000 als eingetragener Verein und Non-Profit-Organisation von zwölf Firmen (Siemens, BASF, Audi/VW, e.on, SAP, Bayer AG, Degussa, Wacker  Chemie, Infraserv und Solvay) gegründet, mittlerweile sind dem Verein über 150  Firmen oder große Organisationen der öffentlichen Hand als Mitglieder  beigetreten (darunter das Land NRW, VW, BASF, RWE, Fujitsu, Bosch und Hella)  die gemeinsam einen Jahresumsatz von über 1 Billionen USD generieren. Generell  bekommt der Verein aus allen Bereichen der internationalen Wirtschaft starke Unterstützung und finanziert sich durch Beiträge der Mitglieder,  Fördermittel sowie aus den Einnahmen durch den Vertrieb des Standards. Das Ziel des Vereins ist es, dass alle Unternehmen global zusammenarbeiten können, indem sie standardisierte Stammdaten untereinander austauschen. ECLASS ist ein weltweiter Referenz-Datenstandard für die Klassifizierung und eineindeutigen  Beschreibung von Produkten und Dienstleistungen. Es ist die Standardsprache für Industrieunternehmen, für einen schnelleren und zuverlässigeren Austausch von Produktinformationen ohne Rücksicht auf die Organisationsstruktur oder  Sprachbarrieren. ECLASS bietet standardisierte Produktdaten für 44 Branchen  und hat sich als einziger ISO/IEC-normenkonformer branchenübergreifender Industriestandard international durchgesetzt, davon profitieren bereits mehr als 3.500 Unternehmen weltweit in denen ECLASS  zum Einsatz kommt.  ECLASS und die IOTA Foundation gehen eine vielversprechende Partnerschaft ein, diese wird IOTA auf dem Weg zum M2M Industriestandard sehr helfen, da der ECLASS Standard bereits heute in sehr vielen Softwaresystemen, wie beispielsweise SAP integriert  ist. IOTA wird als Teil der ECLASS M2M Kommunikation bzw. des Handels stark daran partizipieren.
  • Das Eclipse-Projekt wurde ursprünglich im November 2001 von IBM gegründet und von einem Konsortium von Softwareanbietern und Entwicklern unterstützt. Aus diesem Projekt ging im Januar 2004 die in Kanada ansässige Eclipse Foundation als unabhängige gemeinnützige Organisation hervor, die als Verwalter der Eclipse-Community (mehrere Millionen Entwickler) fungiert. Die unabhängige gemeinnützige Stiftung wurde gegründet, um eine herstellerneutrale, offene und transparente Community rund um Eclipse aufzubauen. Unter dem Dach der Eclipse Foundation werden mehrere unterschiedliche Projekte gebildet, um die Open-Source-Zusammenarbeit und die kommerzielle Akzeptanz voranzutreiben. Unternehmen und Hochschulen werden zusammenkommen, um Tools zu entwickeln und eine Vordenkerrolle in wichtigen IOTA-Anwendungsbereichen zu übernehmen. Die ersten beiden IOTA basierenden Projekte in der neu gegründeten Tangle EE Arbeitsgruppe befassen sich mit dezentralen Marktplätzen, die den Handel mit Daten und Diensten in Echtzeit ermöglichen und mit dezentraler Identität, die eine einheitliche Identität für Personen, Organisationen und Geräte ermöglicht.
  • Die 2016 gegründete FIWARE Foundation treibt die Definition wichtiger offener De-facto-Standards voran, die die Entwicklung intelligenter Lösungen auf schnellere, einfachere, interoperable und erschwingliche Weise ermöglichen, wobei Szenarien zur Bindung von Anbietern vermieden werden und gleichzeitig ein nachhaltiges Geschäftsökosystem gefördert wird. Die Stiftung tut dies mit Unterstützung einer wachsenden globalen Gemeinschaft, die eine gemeinsame Vision teilt und ihre Bemühungen bündelt, FIWARE zur Open-Source-Technologie der Wahl für Industrien, Regierungen, Universitäten und Verbände zu machen, um ihr volles Potenzial auszuschöpfen und ihre Aktivitäten zu intensivieren, um neue Märkte zu erschließen und ihr Geschäft zu erweitern. FIWARE hat in der Vergangenheit die Entwicklung einer Standard-API für das Kontextinformationsmanagement vorangetrieben und stellt einen Katalog von Open-Source-Komponenten bereit, um Unternehmen bei der Entwicklung intelligenter Lösungen der nächsten Generation zu unterstützen. Die FIWARE-API ist jetzt ein von ETSI (einer Europäischen Standard Organisation) übernommener Standard. Darüber hinaus wurde die FIWARE-Context Broker -Technologie ausgewählt, um die Grundlage für den europaweiten Austausch von Kontextdaten zur richtigen Zeit zu schaffen. Der ContextBroker ist von einer Reihe zusätzlicher Plattformkomponenten umgeben, die Kontextdaten liefern (z.B. aus verschiedenen Quellen wie einem CRM-System, sozialen Netzwerken, mobilen Anwendungen oder IoT-Sensoren), die Verarbeitung, Analyse und Visualisierung von Daten unterstützen oder die Datenzugriffskontrolle, Publikation oder Monetarisierung unterstützen. Die Europäische Kommission (EK) hat kürzlich die FIWARE Context Broker-Technologie als zentralen Connecting Europe Facility (CEF) Baustein offiziell verabschiedet. Der anfängliche Kernfokus durch die Zusammenarbeit der IOTA Foundation mit FIWARE besteht darin, kontextabhängige Fähigkeiten zu ermöglichen, sich über das Tangle hinweg zu verbreiten, indem Entwicklungen der IOTA-Funktionen in den FIWARE Context Broker implementiert werden. Vorteile dieser Implementierung: Kontextabhängige Datenverwaltung am Tangle, Skalierbare Dezentralisierung der FIWARE-Kontextfähigkeiten über das IOTA-Protokoll, Erhöhte Interoperabilität mit IoT-Sensor-Integrationen mit wechselseitigen Schwerpunkten, Reduzierung der Entwicklungsarbeit an den dynamischen intelligenten Lösungen durch gemeinsame Entwicklungen, eine erhöhte Sicherheitsumgebung für bestehende FIWARE-Lösungen durch Dezentralisierung und Unveränderlichkeit und großes Akzeptanzpotenzial durch bestehende FIWARE-Integrationen.
  • Die Linux Foundation und die IOTA Foundation werden in Zukunft ihre Kräfte in einer offenen Zusammenarbeit über LF Edge bündeln. Das LF Edge Framework (Programmiergerüst) ist eine weitere Instanz der Linux Foundation, es ist ein Dachverband, der darauf abzielt, ein offenes, interoperables Framework für Edge Computing (Erk.: dezentrale Datenverarbeitung am Rand des Netzwerkes, Daten werden dort verarbeitet, wo sie auch generiert werden, an der Netzwerkperipherie) und die Zukunft des IoT, unabhängig von Hardware, Cloud oder Betriebssystemen zu schaffen. Die mehr als 60 globalen Gründungsmitglieder aus den Bereichen Enterprise, IoT, Telecom und Cloud arbeiten an einen gemeinsamen Rahmen für Hard- und Softwarestandards, die für die Aufrechterhaltung der aktuellen und zukünftigen Generationen von IoT- und Edge-Geräten entscheidend sind. Durch die Zusammenführung von Branchenführern wird LF Edge die Zusammenarbeit und Innovation in den verschiedensten Branchen fördern, darunter industrielle Fertigung, Städte und Behörden, Energie, Verkehr, Einzelhandel, Haus- und Gebäudeautomation, Automobil, Logistik und Gesundheitswesen, die in Zukunft alle durch Edge Computing verändert werden. Durch die Bildung eines Software-Pakets, der das Beste aus Telekommunikation, Cloud und Unternehmertum bietet, wird LF Edge dazu beitragen, eine stärkere Harmonisierung zu gewährleisten, um die Bereitstellung unter der schnell wachsenden Anzahl von Edge-Geräten zu beschleunigen. Damit das breitere IoT erfolgreich sein kann, muss der derzeit fragmentierte Edge Computing Markt in der Lage sein, zusammenzuarbeiten, um problematische Sicherheitsschwachstellen zu identifizieren und zu vermeiden, zudem soll eine gemeinsame, konstruktive Vision für die Zukunft der Branche entwickelt werden. Das LF Edge-Framework wurde weltweit als führender Open-Source-Software-Paket für IoT-, Edge- und Cloud-Interoperabilität anerkannt, es fehlt jedoch ein Schlüsselelement dieses Puzzles. Die Distributed Ledger Technologie. Der erste Schritt der IOTA Foundation in Richtung offener Zusammenarbeit besteht darin, der Linux Foundation beizutreten, um ihr Technologiepaket mit der Distributed-Ledger-Technologie zu vervollständigen und die Entwicklung einer wirklich interoperablen Lösung für die Integration von IoT, Edge und Cloud voranzutreiben. Zunächst wird das Hauptaugenmerk auf der Integration in die EdgeX Foundry liegen, wo die IF mit anderen Mitgliedern zusammenarbeiten wird, um die Leistungsfähigkeit des IOTA-Protokolls in Bezug auf Sicherung, Skalierung und erhöhte Interoperabilität im Edge- und Fog-Bereich des Softwarepakets zu zeigen. EdgeX Foundry konzentriert sich auf den Industrial IoT Edge. Die EdgeX Foundry nutzt Cloud-native Prinzipien (z.B. lose gekoppelte Mikroservices, Plattformunabhängigkeit), ist aber so konzipiert, dass sie den spezifischen Anforderungen des IoT-Edge gerecht wird, einschließlich der Aufnahme von IP- und nicht-IP-basierten Verbindungsprotokollen, Sicherheit und Systemverwaltung für weit verteilte Berechnungs-Nodes und der Skalierung auf ressourcenarme Geräte.

EU geförderte Projekte

Das Dig-it-Projekt ist  eine Forschungs- und Innovationsaktion (RIA), die ein Konsortium von 16  Partnern aus ganz Europa zusammenführt. Über einen Zeitraum von 48 Monaten  wird das Dig_it-Konsortium Mittel in Höhe von 7 Millionen EUR mobilisieren, um  die Lieferkette der Bergbauindustrie (Gold, Kupfer, Holzkohle) zu  digitalisieren und eine nachhaltigere Bergbauindustrie zu schaffen. IOTA wurde  Anfang dieses Jahres nach einem wettbewerbsorientierten Auswahlverfahren als  einer der Empfänger des Dig_it-Zuschusses ausgezeichnet, einem neuen  Kooperationsprojekt, das im Rahmen des EU-Programms Horizont 2020 finanziert  wird. Das Projekt wird von ITAINNOVA, einer Forschungs- und  Entwicklungsorganisation mit Sitz in Spanien, koordiniert und umfasst eine  Reihe von Technologiepartnern und Verwertungs-/Adoptionspartnern, die direkt  in der Bergbauindustrie tätig sind. Die ernannten Technologiepartner sind:  Brunel University, Core Innovation, Tau, Rotech-Technologie, LIBRA AI, ICCS  Research, EUROCORE, STRATAGEM, Libra, SINTEF Molab, SINTEF Helg. &  Schneider Electric und die IOTA Foundation. Damit ist IOTA die  einzige DLT Technologie, die ausgewählt wurde, um eine  vertrauenswürdige Ebene des Datenaustauschs für die Minen-Lieferkette der  Zukunft zu schaffen. Das Ziel des Dig_it-Projekts ist einfach: Daten  aus der Bergbauindustrie mit Hilfe einer Plattform für das industrielle  Internet der Dinge zu sammeln und sie in Wissen und Maßnahmen umzuwandeln, die  darauf abzielen, die Gesundheit und Sicherheit der Arbeitnehmer dieser  Industrie sowie die Auswirkungen der Industrie auf die Umwelt zu  verbessern. 

ENSURESEC  ist ein gemeinschaftliches Projekt, das von der Europäischen Kommission  gefördert wird und an ein Konsortium von 22 verschiedenen Partnern vergeben  wurde, um die zukünftige Sicherheit des elektronischen  Geschäftsverkehrs in eine neue Ära zu führen. Die IOTA Foundation ist  der einzige Anbieter der Distributed-Ledger-Technologie und wird mit einer  Reihe anderer Partner zusammenarbeiten, darunter Universitäten und  Forschungsorganisationen, kleine und mittlere Unternehmen (KMU) mit  “Internet-Shop”-Know-how im Bereich der Cybersicherheit und Großunternehmen,  die sich aus Systemintegratoren (d.h. ATOS und Engineering), die die  Infrastruktur für den elektronischen Handel bereitstellen, und Banken, die das  erforderliche Zahlungsnetzwerk anbieten zusammensetzen. Die IOTA Foundation  wird die Technologie (das IOTA Tangle) und das Fachwissen zur Verfügung  zu stellen, um eine unveränderliche dezentralisierte Prüfpfad-Infrastruktur  aufzubauen. Die IF wird eine Reihe von Schnittstellen zu den IOTA-Streams  entwickeln, die es einfacher machen, die von verschiedenen Systemen und  Anlagen benötigten Protokollinformationen zu erzeugen und gemeinsam zu nutzen.  ENSURESEC wird die IOTA-Identitäten nutzen, um die Authentizität der  Informationen und der verbundenen physischen Vermögenswerte und Beteiligten zu  gewährleisten. Es werden auch Off-Tangle-Komponenten entwickelt, die an das  IOTA Tangle für die Suche von Daten und deren Verifizierung angeschlossen  werden. In einem komplexen Szenario wie dem des elektronischen Handels mit  mehreren Beteiligten und Vermögenswerten, die gleichzeitig interagieren, ist  die Notwendigkeit einer vertrauenswürdigen und neutralen Infrastruktur von  größter Bedeutung, insbesondere um eine forensische Analyse von Zwischenfällen  zu ermöglichen, wenn Prävention nicht ausreicht. Wenn sie jedoch gegen  Angriffe auf die Cybersicherheit helfen soll, kann diese Infrastruktur in  keiner Weise angreifbar (hackbar) sein.

Gaia-X besteht aus einer Community von über 500 Mitgliedern aus dem privaten, öffentlichen und akademischen Sektor, die an einer gemeinsamen Vision arbeiten. Die Mitglieder von Gaia-X kommen sowohl aus europäischen als auch aus außereuropäischen Ländern, so dass eine breite Interessenvertretung gewährleistet ist. Gaia-X ist eine föderierte Infrastruktur, die für die nächste Generation des interoperablen Datenaustauschs und der Dienste konzipiert ist. Zu den Infrastrukturkomponenten gehören unter anderem sektorspezifische Clouds, Netzwerk- und Interkonnektivitätsanbieter und Edge-Geräte. Das deutsche Bundesministerium für Wirtschaft und Energie und das französische Wirtschaftsministerium haben das Programm 2019 ins Leben gerufen, um den Bedenken der Bürgerinnen und Bürger in Bezug auf Datenschutz und -Sicherheit Rechnung zu tragen, die digitale Souveränität Europas zu stärken und eine Grundlage für datengesteuerte digitale Innovationen in Europa zu schaffen. 

Konsortien & größere Projekte

Hyperledger, ist eine Open-Source-Kooperation unter dem Dach von LF Edge. Ziel der Entwicklung ist es branchenübergreifende Blockchain-Technologien  voranzutreiben. Hyperledger ist das mit Abstand größte genehmigungspflichtige (permissioned) Blockchainprojekt in der Industrie, aber auch bei kleineren Unternehmen und Start-ups. Es handelt sich dabei um eine globale Zusammenarbeit, die von der Linux Foundation (LF  Edge) entwickelt und vorangetrieben wird und die führenden Unternehmen in den  Bereichen Finanzen, Bankwesen, Internet der Dinge, Lieferketten, Fertigung und Technologie umfasst. Zu den treibenden Kräften hinter Hyperledger zählen neben Linux LF Edge, IBM und Intel auch Fujitsu, Oracle, SAP, VMware, Cisco, Red  Hat, Bosch und Samsung. Wichtig: Das Projekt selbst ist genehmigungspflichtig  und nur einer geschlossenen Community zugänglich, wer Zugang zum Projekt  möchte, muss zunächst Mitglied der Foundation werden. Die  genehmigungspflichtigen Datenfunktionalitäten von Hyperledger wurden mit den  genehmigungsfreien Datenfunktionalitäten von IOTA verbunden. Bei dem  Beitritt der IOTA Foundation zur Linux Foundation, um unter anderem gemeinsam  an LF Edge zu arbeiten, wurde bereits bekannt, dass die IF seit geraumer Zeit  an einer internen Hyperledger-Brücke (Connector)  arbeitet, um die Verbreitung der genehmigungsfreien IOTA Funktionen für Daten-  und Werttransfer weiter voranzutreiben. Diese Entwicklungsarbeit  wurde erfolgreich abgeschlossen und die IOTA Technologie konnte in das  Hyperledger-Ökosystem migriert werden. Da das Hyperledger Fabric-Projekt für  Lieferketten- und Asset-Tracking-Projekte in der Industrie immer beliebter  wird, stellt die IOTA Foundation den IOTA-Connector (dt. Verbinder) vor, mit  dem Daten aus Hyperledger in den Tangle gespiegelt werden können, somit können von Hyperledger alle verfügbaren IOTA Funktionen wie gebührenfreie Zahlungen  mittels Iota-Token, verschlüsselte Datentransaktionen und öffentliche/private  Nachrichtenketten (IOTA Streams) genutzt werden. An dieser Stelle betrachtet  die IF die Hyperledger-Fabric DLT – in dem alle Daten zunächst gespeichert und  verwaltet werden – als die primäre Quelle der Wahrheit. Durch die Symbiose  dieser sehr unterschiedlichen Technologien kann der IOTA Tangle als Verbindungselement zwischen verschiedenen genehmigungspflichtigen Hyperledger  Fabric-basierten Systemen in unterschiedlichen Unternehmen fungieren. Da Hyperledger mehr bei internen Unternehmensabläufen Anwendung findet, ermöglicht das Zusammenspiel der beiden Technologien einen  manipulationssicheren externen Datenaustausch bei genehmigungspflichtigen Datensilo basierten Systemen, zudem ist jetzt auf Wunsch auch eine direkte monetäre Vergütung (Iota-Token) dieser Daten möglich.

Das Digital-Twin-Konsortium™ wurde  von der Object Management Group® (siehe Normungsorganisationen) und  den Gründungsmitgliedern Ansys, Dell Technologies, Lendlease und  Microsoft  ins Leben gerufen. Die Digital-Twin-Technologie (dt.  digitaler Zwilling) ermöglicht es Unternehmen, Probleme zu vermeiden, bevor  sie auftreten, Ausfallzeiten zu verhindern, die Kundenerfahrungen zu  verbessern, neue Möglichkeiten zu entwickeln, um Innovation und Leistung  voranzutreiben und mit Hilfe von Simulationen für die Zukunft zu planen. Die  Mitglieder des Digital-Twin-Konsortium™ werden branchenübergreifend  zusammenarbeiten, um voneinander zu lernen, bewährte Verfahren zu entwickeln  und anzuwenden. Diese neue Organisation mit offener Mitgliedschaft wird die  Konsistenz in Vokabular, Architektur, Sicherheit und Interoperabilität  vorantreiben, um den Einsatz der digitalen Twin-Technologie in vielen Branchen  von der Luft- und Raumfahrt bis hin zu den natürlichen Ressourcen  voranzutreiben. Digitale Zwillinge, virtuelle Modelle eines Prozesses,  Produkts oder einer Dienstleistung, die eine Datenanalyse und  Systemüberwachung durch Simulationen ermöglichen, können aufgrund fehlender  Open-Source-Software, Interoperabilitätsproblemen, Marktverwirrung und hohen  Kosten eine Herausforderung bei der Implementierung darstellen. Um den Erfolg  des Konsortiums für digitale Zwillinge zu gewährleisten, haben sich mehrere  führende Unternehmen, die sich mit der Technologie der digitalen Zwillinge  befassen, dem Konsortium vor seiner Gründung angeschlossen. Zu dieser  Kategorie der frühen Innovatoren, genannt Groundbreakers, gehören Luno UAB,  Geminus.AI, Air Force Research Lab, Idun RE Solutions AB, NSW State  Government, Executive Development, Gafcon, Inc, WSC Technology, Bentley  Systems, Willow Technology, IOTA  Foundation, IoTIFY (Unternehmen  von IOTA Co-Founder David Sønstebø), imec, UrsaLeo Inc.,  Systems Analytics Solutions, Ynomia, Transforma Insights, YoGeo, Inc.,  Connector Geek Ltd, Association of Asset Management Professionals, IoT  management, Bandora Systems, BEC, Autiosalo Ltd, ECS Solutions, ielabs,  Ricardo PLC, Building 4.0 CRC, DataCities, Twin Building GmbH, Piprate,  Jitsuin, Trendspek.

MOBI ist ein von Mitgliedern geführtes Konsortium, welches mit zukunftsorientierten Unternehmen, Regierungen und NGOs zusammenarbeitet, um Mobilitätsdienste effizienter, erschwinglicher, umweltfreundlicher, sicherer und weniger überlastet zu machen. Durch Forschung, Bildung, Innovationsplattformen, Kolloquien und Arbeitsgruppen arbeitet MOBI an der Schaffung und Förderung hoher Industriestandards für die Adaption von smarten Distributed Ledger Technologien. Mobi  glaubt, dass die Distributed Ledger Technologien zunehmend die Bereitstellung von Mobilitätsdiensten beeinflussen werden, indem es Unternehmensnetzwerken ermöglicht wird, die Kosten für die Koordinierung ihrer Aktivitäten zu senken.

Nedo ist Japans größte öffentliche Verwaltungsorganisation, die Forschung und Entwicklung sowie den Einsatz von Industrie-, Energie- und Umwelttechnologien fördert. Ziel des Projekts ist die Entwicklung von Technologien zur Stärkung der Sicherheit, Langlebigkeit und Beständigkeit kritischer Infrastrukturanlagen in Japan und im Ausland, dabei werden Instandhaltungsdaten digitalisiert und von einem System künstlicher Intelligenz verarbeitet, um vorherzusagen, wann und welche Teile in einer Anlage gewartet werden müssen. Dies wird ungeplante Ausfälle reduzieren, die Anlagenverfügbarkeit verbessern und die Kosten durch die Reduzierung unnötiger Inspektionen und Reparaturen senken.

Alvarium  mit Dell und Linux, hier geht es darum, über äußerst unterschiedliche  Systeme hinweg inhärentes Vertrauen zu schaffen. Das Projekt wird branchenübergreifend Systeme zusammenführen, um eine gemeinsame Plattform zu schaffen, die Vertrauen von der Datengenerierung oder auf dem Chip bis hin zu  einer operativen Plattform ermöglicht. 

EIT Climate-KIC  ist eine Wissens- und Innovationsgemeinschaft (engl. Knowledge and Innovation Community, KIC) mit derzeit über 370 Partnern, die sich für einen beschleunigten Übergang zu einer CO2-freien Wirtschaft einsetzt. Mit Unterstützung des Europäischen Innovations- und Technologieinstituts identifizieren und unterstützen Sie Innovationen, die der Gesellschaft helfen, den Klimawandel abzuschwächen und sich an ihn anzupassen. Das KIC glaubt das eine Umstellung der Wirtschaftsweise auf eine nachhaltige Wirtschaft nicht nur notwendig ist, um den katastrophalen Klimawandel zu verhindern, sondern auch eine Fülle von Chancen für Wirtschaft und Gesellschaft bietet. Am 27 September 2019 hat die IOTA-Foundation offiziell bekannt gegeben, dass sie sich mit dem Europäischen Technologieinstitut (EIT) und dem EIT Climate KIC, den führenden Gremien der Europäischen Union zusammengeschlossen haben, um nachhaltige Lösungen auf dem gesamten Kontinent zu verbinden und zu skalieren.

Zebra Technologies ist ein US-amerikanischer Anbieter von unterschiedlichen Geräten und Software zur Datenerfassung und -verarbeitung. Zebra entwickelt und vertreibt Barcode-Scanner, RFID-Lesegeräte, mobile Computer (Tablets), sowie Drucker zum Drucken von Etiketten, Tickets und Belegen oder ähnliches. Die Geräte des Unternehmens finden in verschiedenen Branchen Anwendung, beispielsweise zur Warenerfassung im Einzelhandel, der Etikettierung bei der Kommissionierung im Logistiksektor oder der Fertigung. Die IOTA Foundation arbeitet mit Zebra Technologies zusammen, um RFID und Barcode-Scanner mit dem Tangle zu verbinden, dies soll den Produkten von Zebra Technologies in Zukunft einen einfachen und vertrauenswürdigen Datenaustausch ermöglichen. Zudem wurde das Digitale Grüne Zertifikat entwickelt, um Reisenden innerhalb der EU zu ermöglichen, einen Ausweis vorzulegen, der bestätigt, dass er oder sie gegen COVID-19 geimpft, negativ getestet oder genesen ist. 


Unternehmen & Startups

Hier weiß ich überhaupt nicht wo ich anfangen und wo ich aufhören soll, bitte dazu einfach im Guide stöbern, ich verlinke hier nur ein paar ausgewählte vielversprechende Projekte:

BiiLabs aus Taiwan hat gleich mehrere Projekte am Start, zudem sammelt das Unternehmen im  asiatischen Raum weitere Partnerschaften.

BLACKPIN ist eine mobile Business App für agiles, orts- und zeitunabhängiges Arbeiten. Hergestellt und gehostet in Deutschland. Die BLACKPIN App ermöglicht sicheres Teamworking in einem absolut verschlüsselten und geschlossenem System. Teammitglieder kommunizieren, tauschen Daten aus und archivieren diese. Mit BLACKPIN kann man schneller und effektiver im Austausch mit Kollegen, Kunden oder Partner arbeiten. Doch nicht nur Kommunikation ist möglich. In Zukunft können Nutzer ihre Dienstleistung, ihre Produkte oder Services über das System abrechnen. Mit innovativen Features rund um die Abwicklung von Geschäften wie z.B. digital Identiy, Smart Contracts, digital Wallets, Timetracking Tools oder Geodatatracking sollen Prozesse automatisiert und protokollisiert werden. Die Kommunikation, Transaktion und der Datenaustausch erfolgt durch eine Komplett-Verschlüsselung und die Archivierung der Daten auf Basis von zertifizierten höchsten deutschen Standards.

Zühlke  arbeitet an der Innovation “Machine-as-a-Service” für die Industrie, unter anderem sollen Abonnenten- und Sharing-Modelle ermöglicht werden. 

PAGI – Pay-Per-Use einfach gemacht. Pagi baut ein Ökosystem auf, das es jedem elektrisch betriebenem Gerät ermöglicht, Zahlungen zu empfangen, Preise auszuhandeln, Rückerstattungen auszugeben und als mündiger Wirtschaftsteilnehmer aufzutreten.

EDAG ist ein 1969 gegründetes Unternehmen, welches  sich zu einem der weltweit größten unabhängigen Ingenieurdienstleister in der Automobilindustrie und zu einem aktiven Schöpfer der zukünftigen Mobilität entwickelt. Die Urbanisierung ist einer der Megatrends, die unsere Zukunft prägen, und sie bringt Herausforderungen mit sich, die es zu bewältigen gilt. Immer mehr Menschen ziehen in die Städte, Verkehr und Umweltverschmutzung werden zu großen Problemen und gefährden unseren Planeten. Individualisierung ist ein weiterer Megatrend: Sie treibt den individuellen Transport und die Auslieferung voran und erhöht den Verkehr und die Umweltbelastung noch weiter. Um diese Probleme zu lösen, hat EDAG den CityBot entwickelt. Ein autonomes und modulares Fahrzeug, das in einer Vielzahl von verschiedenen Szenarien und Anwendungsfällen eingesetzt werden kann, dank der unterschiedlichen CityBots’ Hero’-Module, die es je nach aktueller Aufgabe wechseln kann.

Freighter ist ein verteilter  Messaging-Dienst (Second-Layer), welcher eine solide Möglichkeit bietet mit großen Datenmengen zu interagieren und diese über sichere Kanäle zu versenden. Ziel ist es in der digitalen Welt ein dezentrales Gateway aufzubauen, welches die Redundanz verringert, den Zugriff auf Gesundheitsdaten verbessert und dadurch die Entwicklung solider Gesundheits-Apps und -Tools beschleunigt.

DXC  Labs hat jetzt ein sicheres Framework für die Verbindung von Cyber-Physischen Systemen durch die Nutzung der Distributed Ledger Technologie  (DLT) geschaffen. 

NKT / THINKT Digital hat eine sich selbst verwaltende Kabeltrommel mit eigener Wallet entwickelt. Ein sehr gutes Beispiel für die neu entstehenden Möglichkeiten durch IOTA.

Selv ist zunächst einmal ein digitaler Covid-19 Gesundheitspass, er ist GDPR-konform, frei zugänglich, privat, sicher,skalierbar und interoperabel. Der Anwendungsbereich wird in Zukunft deutlich erweitert, sehr spannend.

ST Microelectronics: Integration des IOTA Tangle, in die STM32Cube-Erweiterungssoftware.

Jaguar: Die neue Smart Wallet-Technologie von Jaguar Land Rover nutzt das IOTA Tangle zur Daten- und Wertübertragung. Mit Hilfe der integrierten Smart Wallet kann das Fahrzeug nicht nur Mikrobezahlungen für Dienste (Strom-Tanken oder Parken) vornehmen, sondern auch Informationen wie Daten, Nachrichten oder kleine Dateien austauschen, wodurch die Smart Wallet zum Gateway für verbundene Dienste wird.

Senseering – RWTH Aachen hat unter anderem das Ziel  Prüfpfade in dezentralen Lieferketten zu erschaffen und das IoT mit der Industrie zu verbinden, es sollen neue Wege der Machine to Machine (M2M) Interaktion ermöglicht werden. Die Maschinen sollen sich selbst verwalteten, ihre eigenen Fertigungsprozesse autonom in Echtzeit optimieren und alle erhobenen Daten sicher speichern.

Anwendungsgebiete  & Beispiele, hier können über 60 weitere Beschreibungen zu  Partnerschafften und Projekten nachgelesen werden, ich habe alle Projekte in  verschiedene Sub-Themenbereiche sortiert.

Tokenomics – Verwendung, Nutzen und der Wert des Token

Der im Netzwerk verwendete IOTA Token ist eine digitale Währungsform und wird für den Wertetransfer innerhalb des IOTA-Netzwerks benötigt, die maximale Token Anzahl ist auf 2.779.530.283 MIOTA begrenzt. Ergo gibt es keine Inflation, 1 IOTA wird morgen, in einem Jahr und in einem Jahrzehnt und so weiter den gleichen Anteil, an den insgesamt im Umlauf befindlichen IOTA-Token ausmachen. Alle Token wurden bereits ausgegeben (Pre-mined) und befinden sich im Umlauf, auch die vier Gründer mussten sich ihre Token von ihrem Privatvermögen selber finanzieren.

Die Guthaben auf den Adressen (Ledger-State) sind allen teilnehmenden Full-Nodes jederzeit bekannt, darüber hinaus versteht sich IOTA jedoch nicht als Datenspeicher, so dass die Transaktionshistorie auf den Full-Nodes nicht über einen längeren Zeitraum gespeichert wird – analog zum TCP/IP-Traffic des Internets, der ebenfalls nicht gespeichert wird. Möchte ein Nutzer oder ein Unternehmen zusätzlich auch die Transaktionshistorie über mehrere Jahre hinweg abrufen bzw. speichern, müssen dafür zusätzliche Lösungen eingesetzt werden, dies könnte ein selektiver Permanode, eine eigene Second-Layer Anwendung oder zukünftig auch ein Smart-Contract sein, welcher mehrere Nodes für diese Dienstleistung bezahlt.

Der Wert des IOTA-Token wird von anderen Menschen abgeleitet, die an ihn glauben, aber es gibt einen entscheidenden Unterschied zu anderen Kryptowährungen. Wer beispielsweise Bitcoin besitzt, hat keinen Anspruch auf die Ressourcen des Bitcoin-Netzwerks, wer aber IOTA-Token besitzt, der hat garantierten Zugang zu einem Teil der Ressourcen des Netzwerks und das Unabhängig von seinem Wert in Dollar, Bitcoin oder einer anderen Währung. 

Bei IOTA gibt es keine Miner und keine Staker, die eine Gebühr für die Verarbeitung der Transaktionen verlangen können. Transaktionen sind kostenlos, weil es im Interesse aller Teilnehmer ist, Werte auf eine gebührenfreie, erlaubnisfreie, sichere, skalierbare und dezentralisierte Weise auszutauschen. 

Um all dies sicherzustellen gibt es im IOTA-Netzwerk eine knappe Ressource (Recheneinheit) namens Mana, es ist am besten als ein Werkzeug zu betrachten, welches für verschiedene Aufgaben im Netzwerk eingesetzt wird, beispielsweise für die Abwehr von Sybil-Angriffen oder für Tools wie FPC, Autopeering und der Überlastungskontrolle. Der Einfachheit halber kann man sich Mana als ein paralleles Reputations-Token zum IOTA-Token vorstellen, welcher von Adressen in einem proportionalen Verhältnis zu den IOTA-Token gehalten wird. Dies wird als Pending Mana (dt. schwebend) bezeichnet, welches bei Wert-Transaktionen an die ausführende Node verpfändet wird. Wenn eine bestimmte Menge an Iota-Token von einer Adresse zu einer anderen Adresse transferiert wird, wird eine vom Emittenten ausgewählte ausführende Node mit Mana belohnt, wodurch diese Node “Vertrauen” gewinnt. Die Menge an Mana, die dieser Node erhält, ist proportional zu der Menge an Iota-Token, die bei der Transaktion gesendet werden. Mana will den am Netzwerk teilnehmenden Nodes eine Rangfolge/Reputation verleihen, die es ermöglicht, ehrlich arbeitende Nodes mit einer gesicherten Historie von bösartig agierenden Nodes zu unterscheiden und den Nodes ggf. den Vorzug bei der Verarbeitung von Transaktionen zu gewähren.

Sofern der Posteingang nicht leer ist, verarbeitet jede Node Messages mit einer im Protokoll festgelegten Rate, diese Rate bestimmt den maximalen Durchsatz. Sollte das Netzwerk nahe an seinen Verarbeitungsmöglichkeiten sein, benötigt jemand der viele Daten-Transaktionen in kurzer Zeit vornehmen möchte Mana für die ausführende Node, um gegenüber anderen Transaktionen (ggf. Spam) bevorzugt zu werden. Dies lässt sich am besten mit dem erkaufen einer höheren Bandbreite bei einem Internetanbieter vergleichen. Wenn Sie kein Mana haben und das Netzwerk überlastet ist, können Sie keine Transaktionen ausgeben und müssen warten. Hier liegt das wirtschaftliche Modell, welches im Vergleich zu anderen Kryptowährungen einzigartig ist. 

Wie funktioniert das? Genauso wie alles im Leben. Wenn eine Firma Büroräume benötigt, hat sie 2 Möglichkeiten. Sie können es entweder kaufen oder es mieten. Das Gleiche gilt bei IOTA mit Mana. Wenn jemand das Tangle nutzen möchte, aber die Token nicht besitzen will, wird er Mana von Leuten mieten, die sie besitzen, auf die gleiche Weise, wie jemand eine Immobilie von einem Vermieter mietet. Die Leute verwechseln dies oft mit einer Gebühr. Es ist KEINE Gebühr. Es ist ein Zuteilungsmechanismus, bei dem Leute, die zum Netzwerk beitragen, indem sie Token besitzen und/oder Nodes betreiben, Vorrang bei den Netzwerkressourcen bekommen.

In traditionellen Blockchains müssen Sie eine Gebühr bezahlen, unabhängig davon, ob Sie Token halten oder nicht. Es ist eine permanente Gebühr und man bekommt sie nicht zurück. Hier haben Sie die Möglichkeit, Token zu besitzen und damit einen Teil des Netzwerks TPS kostenlos zu haben, für immer. Selbst wenn Sie den Ansatz wählen, keine Token zu besitzen und den Zugang zu mieten, haben Sie feste Kosten und einen zuverlässigen Durchsatz.

In der traditionellen Blockchain können Sie sogar Token besitzen und Ihre Betriebskosten nicht kennen, da die Gebühren dynamisch sind. Transaktionen konkurrieren um den begrenzten Blockraum und bieten. Das höchste Gebot gewinnt, also können die Betriebskosten nicht im Voraus bekannt sein. In IOTA haben Sie entweder 0 operative Kosten oder Sie wissen genau Ihre Ausgaben.

Das Mana-Konzept ähnelt dem Staking (Proof of Stake), aber der Unterschied ist, dass man Token nicht sperrt/staked, um daran zu verdienen und die Renditen reale Renditen sind. Bei PoS werden die Belohnungen durch die Inflation ausgezahlt (ein Teil kann aus Gebühren kommen oder auch nicht, aber der größte Teil ist aus Block-Belohnungen – Inflation). Das ist die Illusion von Rendite, die Bezahlung erfolgt, indem neue Token geprägt werden und dadurch das Gesamtangebot erhöht wird.

Mana wird an eine Node-ID verpfändet, erwerben kann man es auf drei Arten:

  • Token halten: Node-Betreiber können Token kaufen und das durch diese Token erzeugte Mana an ihre eigene Node verpfänden.
  • Mieten (Mana-as-a-Service): Mana kann gegen Mietzahlungen von anderen Token-Inhabern erworben werden, dies kann mit IOTA-Token oder mit Bargeld (wie bei Amazon Cloud Credits) geschehen.
  • Verarbeitung von Werte-Transaktionen: Ein Node kann Zahlungen im Austausch gegen das in diesen Zahlungen (Token) verpfändete Mana verarbeiten.

Zusammenfassung der wichtigsten Punkte

  • Es gibt derzeit zwei separate Werte für Mana, diese werden als Access-Mana und Konsens-Mana bezeichnet, während Access-Mana verliehen/geleast werden kann, gibt es dagegen keinen Grund, dies für das Konsens-Mana zu tun.
  • Werte-Transaktionen bringen immer ihr eigenes Mana für die Verarbeitung durch die Nodes mit, daher gibt es hier generell keine Einschränkungen.
  • Es wird immer noch möglich sein, Daten-Transaktionen auch ohne Mana zu versenden – Mana wird nur in Zeiten der Überlastung verwendet, um den Nodes, die mehr Mana besitzen, mehr Priorität einzuräumen, um eine minimale garantierte Bandbreite in der Infrastruktur zu garantieren. Mana wird für längere Zeit keine Voraussetzung sein, um Transaktionen zu senden, denn derzeit können selbst Systeme mit FPGAs nicht so viele TPS spammen, um das Netzwerk an den Rand der Verarbeitungsmöglichkeiten zu bringen. In Zukunft wird zudem Sharding die Netzwerkkapazität deutlich erhöhen und das Problem einer theoretisch möglichen Überlastung lösen.
  • Wer IOTA Token hält, der hat unabhängig von ihrem Wert einen Anspruch auf einen Teil der Netzwerkressourcen. Das ist für Sicherheitskritische industrielle und Echtzeitapplikationen deren Informationen zeitgerecht durch das Tangle müssen sehr wichtig.
  • Für die Sicherheit bei geschäftlichen Anwendungsfällen wurden Anregungen geschaffen (Transaktionen trotz Überlastung), um eigene Nodes zu betreiben, den Token zu halten und auch zu verwenden.
  • Wer keine eigene Node und IOTA-Token besitzt, muss ggf. für die Nutzung fremder Nodes bezahlen, falls das Netzwerk ausgelastet ist und viele Transaktionen in kurzer Zeit getätigt werden sollen.
  • Wer IOTA-Token besitzt, kann ggf. Mana vermieten und eine Art passives Einkommen zu generieren.
  • Möchte eine Unternehmen nichts mit Kryptowährungen zu tun haben, kann Mana auch mit Bargeld bei einem Dienstleister gekauft werden.

Weitere Anwendungen welche zwingend den IOTA-Token voraussetzen:

Digital Assets

IOTA ist ein Multi-Asset-Ledger, die meisten DLTs fallen in die Kategorie der Single-Asset-Ledger, da sie nur in der Lage sind, das Eigentum an einer bestimmten Basiswährung innerhalb ihres Ledgers zu verfolgen. Multi-Asset-Ledger hingegen sind in der Lage, mehrere native Token in demselben Ledger zu verwalten, in dem auch die Basiswährung geführt wird. Da der Basis-Ledger von IOTA gebührenfrei Transaktionen ermöglicht, ist ein Multi-Asset-Ledger von IOTA in der Lage, gebührenfrei Transfers beliebiger nativer Token auszuführen, was eine einzigartige Neuerung in diesem Bereich darstellt. Jedes Konto im Ledger ist in der Lage, native Token, die von Token Foundries geprägt werden, zu halten und zu übertragen. Alle nativen Token sind eigenständige Token im Ledger, die von Foundries (dt. Gießerei/Prägerei) ins Leben gerufen werden.

Native Token werden von den Nutzern in den IOTA-Ledger injiziert; daher werden sie auch als user-defined tokens (dt. Nutzer-definiert) bezeichnet. Sie verbrauchen wertvolle Ressourcen der Nodes, die das Netzwerk unterhalten, vor allem Speicherplatz. Infolgedessen muss jedes Konto, das native Token hält, eine Kaution in IOTA-Coins hinterlegen, um den übermäßigen Ressourcenverbrauch zu kompensieren.  

Smart Contracts

IOTA-SC verwenden die Logik der UTXO-Digital Asset. Um einen SC zu erstellen, muss 1 neues Digital Asset erstellt und an die Adresse des SCs gesendet werden, diese Sende-Transaktion wird zur Ursprungstransaktion (Genesis) des SCs, bei diesem Vorgang fallen keine zusätzlichen Gebühren oder ähnliches an. Dieses erstellte Digitale Asset, welches den SC repräsentiert, verbleibt während der Laufzeit des SCs auf der Adresse des SC, ist also Eigentum des SC.

Um eine Anfrage an den SCs zu senden, muss ebenfalls 1 Digital Asset in dieser Anfrage-Transaktion erstellt und an die Adresse des SC gesendet werden, dieser Anfrage-Coin wird immer an den SC gesendet und bleibt im Eigentum des SC (auf seiner Adresse). Dieser nur temporäre Digital Assets wird wieder in der originalen IOTA-Token konvertiert, wenn der Antrag abgearbeitet (abgerechnet, bestätigt) wird und verbleibt im SC. Da die Ursprungs-Transaktion normalerweise auch eine Initialisierungs-Anfrage zur Erstellung eines SCs umfasst, werden mindestens 2 IOTA-Token benötigt, um einen SC zu erstellen.

Gebühren sind notwendig, sie sind ein Anreiz, um Nodes dazu zu veranlassen, den SC-Code auszuführen. Mit dieser Lösung wird nicht das gesamte Netzwerk gezwungen jeden SC-Code auszuführen (wie bei ETH), stattdessen wird nur eine relativ kleine Gruppe von Nodes speziell für die Ausführung eines bestimmten SC ausgewählt und ggf. dementsprechend belohnt.

Wenn es allerdings andere Anreize gibt, den SC-Code zu bearbeiten, ist eine Gebühr nicht erforderlich. Ein bereits ausreichender Anreiz könnte beispielsweise die Registrierung der SC-Zustandsänderungen auf dem Tangle an sich sein. Ein Beispiel dafür wäre das Aggregieren von Oracle-Rohdaten zur Weiterverarbeitung. Ein anderes Beispiel wäre, wenn ein Konsortium von konkurrierenden Akteuren einen ehrlichen Prüfpfad haben wollen, den keiner von ihnen beeinflussen kann. Ihr Anreiz, eine SC durchzuführen, wäre, alle anderen im Auge zu behalten.

Mikrozahlungen / Buchhaltung

Das Fehlen von Minern und Stakern macht IOTA-Transaktionen völlig gebührenfrei, 1 Miota senden = 1 Miota erhalten. Dies ermöglicht echte Mikrozahlungen für die  Machine-to-Machine-Wirtschaft, um damit auch die Bezahlung für Kleinstmengen oder verbrauchsabhängige Bezahlungen sinnvoll umzusetzen.

Es gab in Diskussionen immer wieder mal den Vorschlag man könne ja einzelne Mikro-Tx zusammenfassen und dann z. b. monatlich bezahlen, wie bei einem Abo. Würde man dieses als Unternehmen versuchen setzt es voraus das man eine Buchhaltung schaffen müsste, die in der Lage ist Mio von Daten-Tx ….

  1. zu bewerten (denn die können alle völlig unterschiedliche Preise haben)
  2. zuzuordnen (Tausende Daten-Tx müssten dem jeweiligen Nutzer zugeordnet werden)
  3. zu berechnen (für jeden Nutzer müsste eine Endabrechnung gefertigt werden und ggf mit deren Daten-Tx verrechnet werden falls man selber Nutzer ist)
  4. zu kontrollieren (das die Zahlungen auch tatsächlich erfolgt sind)

…das hätte zur Folge…

  1. ein immenser Personalkörper
  2. eine hohe Fehleranfälligkeit
  3. ein hoher Bedarf an IT und Büroausstattung für besagtes Personal
  4. somit hohe und nur schwer kalkulierbare Kosten.

Schlussfolgerung: Völlig unnötiger Aufwand an Ressourcen und Personal, den das Protokoll mit Hilfe von IOTA-Smart-Contracts, IOTA-Streams usw quasi gratis mitliefert und vollautomatisiert bewerkstelligt. Btw.: Alle Unternehmen müssen Werte-Transaktionen dokumentieren und versteuern, somit müssen auch alle Datentransaktionen in Blockchains buchhalterisch erfasst werden. Bei IOTA entfallen also nicht nur die Gebühren für Daten-Transaktionen, sondern auch die dazugehörige Buchhaltung inkl. der Tx-Speicherung (bis zu 10 Jahre) für den größten Teil aller Transaktionen.

Länder.- und Unternehmensübergreifendes Tauschmedium

 Wenn man Länder.- und Unternehmensübergreifende Prozesse, Handel oder Logistik zwischen Maschinen abbilden will, können diese Transaktionen ad-hoc ohne große Verzögerung und ohne sich auf eine Handelswährung etc. zu einigen, stattfinden. Die einzige Voraussetzung ist, dass Maschinen entweder direkt oder auch über einen Finanzdienstleister ad-hoc Zugang zu einer Börse haben um ad-hoc Konvertierungen zu tätigen. Das könnte z. B. die Hausbank eines Unternehmens sein, die sowieso die Fiat-Konten führt und wenn sich die Bank für diesen autonomen Konvertierungsauftrag eine kleine Marge einstreicht, ist das vollkommen legitim. Eine Maschine könnte jederzeit autonom einen Konvertierungsauftrag bei der Bank stellen und hat dann eben ihre IOTA-Token zur Verfügung, um diese über die Landesgrenze zu schicken. In diesem Fall tritt auch die höhere Volatilität vollkommen in den Hintergrund und eine Maschine müsste dann auch nicht dauerhaft Token in ihrer Wallet vorhalten.

Schlussfolgerung: IOTA stellt bezüglich des Tokens, ein offenes, gebührenfreies, nicht zentralisiertes und ultraschnelles Clearingsystem dar!

Quellen

https://www.iota.org/

https://coordicide.iota.org/

https://iota-einsteiger-guide.de/

https://luka99.medium.com/the-economic-model-of-iota-c28732143d51