Mana – Nicht-technische Einführung

31. Mai’21

Übersetzung des IOTA Blogartikel in Zusammenarbeit mit dem Co-Autor b0rg aus dem IOTA-Discord.

Die (meist) nicht-technische Einführung in IOTAs Mana

Das Nationale Physikalische Laboratorium von Indien

Für die dritte nationale Wahl in Indien im Jahr 1962 entwickelte das National Physical Laboratory of India eine eigene violette Tinte, die aus Silbernitrat, einer lichtempfindlichen Verbindung, die in Fotochemikalien vorkommt, hergestellt wurde. Sobald der Finger eines Wählers mit dieser Tinte bestrichen wurde, hinterlässt jede Einwirkung von UV-Strahlen einen unauslöschlichen Abdruck, der so lange bestehen bleibt, bis der Körper eine völlig neue Hautschicht bildet. Da diese Form der Wahlauthentifizierung von der Sonne selbst erzeugt wird, beweist der einfache Akt des Zeigens der Hand, ob man gewählt hat oder nicht. Die Formel der Wahltinte bleibt ein streng gehütetes Staatsgeheimnis.

Ein lila Finger

Dieser ausgeklügelte Sybil-Schutzmechanismus, den Indien immer noch in Länder auf der ganzen Welt exportiert, beruht auf der Tatsache, dass Hände schwer zu bekommen sind. Wenn Sie eine unmarkierte linke Hand finden, können Sie beweisen, dass Sie die Erlaubnis haben, zu wählen. Durch ein einfaches Zertifizierungsverfahren erhält jeder Bürger eine Stimme, und niemand kann zweimal wählen, ohne etwas Haut abzuziehen. Ohne irgendeinen Prozess der Identifikation – Ausweise, Wählerregistrierung, Wahltinte, z.B. – wäre kein Wahlsystem sicher gegen doppelte Stimmen.

Jeder Distributed Ledger braucht eine Lösung, um Konflikte zu lösen und muss daher eine endliche Anzahl von Stimmen an die Netzwerkteilnehmer vergeben, um zu verhindern, dass jeder so oft wählen kann, wie er will. Im Bitcoin-Netzwerk hat jeder, der ein Gewinnlos hat – die Lösung eines kryptographischen Puzzles, das durch das Protokoll definiert ist – das Recht, über Konflikte abzustimmen. Die Wahrscheinlichkeit, dass Miner gewinnen, ist proportional zu der Menge an Strom, die in die rechnerische “Arbeit” zur Lösung des kryptographischen Rätsels gesteckt wurde, weshalb das gewinnende “Lotterielos” “Proof of Work” (PoW) genannt wird. Der Proof of Work demonstriert, wie die unmarkierten Hände eines indischen Wählers, jedem Node im Netzwerk, dass ein Miner ein unausgeübtes Stimmrecht hat, mit dem er die sogenannte längste Chain wählen kann. Als Belohnung für diesen aufwendigen Proof-of-Work erhält der Miner, oder Konsens-“Anführer”, Gebühren und Block-Belohnungen

Im Gegensatz zu Proof-of-Work-basierten Systemen ist das IOTA-Protokoll ein gebührenfreies und führerloses Protokoll: Alle Netzwerkteilnehmer können parallel Ledger-Updates vorschlagen, Transaktionen validieren und an der Lösung von Konflikten teilnehmen. Dieses Design hebt die Unterscheidung zwischen Nutzern und Minern auf. Es ist eine fundamentale Abkehr von Bitcoin und anderen PoW- und PoS-basierten Kryptowährungen, die einen einzelnen Anführer wählen, der Updates in die Chain schreibt und über Konflikte abstimmt, einen Block nach dem anderen. Obwohl IOTA ein führerloses Protokoll ist, muss IOTA, wie alle DLTs, den Netzwerkteilnehmern endliche Stimmrechte auf eine überprüfbare Weise zuweisen, um zu verhindern, dass jemand mehr als seinen fairen Anteil abstimmt.

Das Recht, eine Stimme abzugeben

Consensus Mana

Eine Stammaktie, manchmal auch Stimmrechtsaktie genannt, ist ein Wertaufbewahrungsmittel und möglicherweise sogar ein Tauschmittel. Sie dient auch als Nachweis für das Recht, bei Wahlen zum Aufsichtsrat eine Stimme abzugeben, die durch eine Stimmrechtsvollmacht an andere delegiert werden kann. Eine Aktie, eine Stimme. In ähnlicher Weise verwendet IOTA die Token, die dem IOTA-Protokoll eigen sind, um das Recht zu beweisen, bei Konflikten abzustimmen. Dieses Stimmrecht, der delegierte Nachweis des Token-Besitzes, wird im IOTA-Protokoll Consens-Mana (cMana) genannt.

Die Idee, Token-Besitz als Mittel zur Vergabe von Stimmrechten zu nutzen, ist nicht neu. Bereits 2011 schlug ein Benutzer auf dem BitcoinTalk Message Board, der sich selbst QuantumMechanic nannte, eine der ersten Beschreibungen der Idee vor:

Es ist erwähnenswert, dass sich in QuantumMechanics Definition “Proof of Stake” auf die Idee bezieht, Stimmen an andere Nodes zu delegieren, aber nichts mit dem Konzept des “Slashings” zu tun hat – also dem Entzug von Token von einem Nutzer, der auf offensichtlich böswillige Weise abstimmt, als eine Form der Bestrafung – bekannt aus populären PoS-basierten Kryptowährungen.

“Stake” bezieht sich hier darauf, einen Anteil am Netzwerk als Ganzes zu haben. Wie der Nutzer QuantumMechanic später im Beitrag betont, würden Nutzer, die einen großen Anteil am Netzwerk halten, einen Anreiz haben, den Wert des Netzwerks zu erhalten, indem sie nicht auf böswillige Weise abstimmen. Proof Of Stake (PoS), in der hier beschriebenen einfachen Form, ist eher ein delegierter Nachweis des Tokenbesitzes, der Anteile am Wert des gesamten Netzwerks repräsentiert. Diese einfache Form ist der Lösung von IOTA recht ähnlich.

Bei IOTAs gebührenfreien und führerlosem Design ist die Rolle von cMana im System eine andere als die von PoS oder PoW in einer Blockchain. Beim Nakamoto-Konsens wird PoS oder PoW verwendet, um einen einzelnen Blockproduzenten zu wählen, der das Recht erhält, in das Ledger zu schreiben. Wenn zufällig mehr als ein Blockproduzent gewählt wird, dann wird der nächste Blockproduzent entscheiden, welchem der beiden zuvor generierten Blöcke er folgt. In der Folge wird das Netzwerk schließlich der längsten Chain folgen. Im Zusammenhang mit dem Nakamoto-Konsens ist der Sybil-Schutz auch Teil eines Mechanismus, der lineare Aktualisierungen des Ledgers erzwingt. Da IOTA den Nutzern erlaubt, den Ledger parallel zu aktualisieren, wird cMana verwendet, um die Stimmrechte über das gesamte Netzwerk zu verteilen, so dass alle cMana-Inhaber direkt am Konsensfindungsprozess teilnehmen können.

Der Fast Probabilistic Consensus (FPC) ist ein Abstimmungsprotokoll, bei dem alle Netzwerkteilnehmer das Recht haben, eine Stimme über einen Konflikt abzugeben, gewichtet im Verhältnis zu den von ihnen gehaltenen cMana.

Wenn zwei konfliktbehaftete Ledger-Updates ungefähr zur gleichen Zeit im Tangle eintreffen, könnten verschiedene Nodes unterschiedliche Wahrnehmungen darüber haben, welches zuerst eintrat. Sie verwenden FPC, um sich darauf zu einigen, welche zu akzeptieren und in das Ledger aufzunehmen ist. Vereinfacht ausgedrückt, fragen die Nodes die Meinung einiger zufällig ausgewählter Nachbar-Nodes ab und aktualisieren ihre Meinung, indem sie dem Mehrheitsvotum (gewichtet nach cMana) ihrer Nachbarn folgen. Durch dieses einfache Verhalten kommt das gesamte Netzwerk nach einigen Abstimmungsrunden relativ schnell zu einer Einigung, die im Falle eines solchen Konflikts nur wenige Sekunden dauert.

In ähnlicher Weise wird angenommen, dass Starenschwärme ihr kollektives Verhalten organisieren, indem sie individuell das Verhalten von sechs oder sieben benachbarten Vögeln im Schwarm verfolgen. Jeder Vogel trägt zum organisierten Verhalten der Gruppe bei und erreicht eine Art führerlosen Konsens darüber, in welche Richtung er als kollektiver Schwarm fliegen soll. Das IOTA-Protokoll verhält sich in ähnlicher Weise wie diese Art von organischen Systemen.

Stare

Access Mana

In den Anfängen des öffentlichen Telefons mussten die Benutzer eine spezielle, von der Telefongesellschaft geprägte Wertmarke vorlegen, um das Telefon für einige Minuten benutzen zu können. Diese Interaktion wurde schließlich mechanisiert, aber die proprietären Telefonmarken blieben in den USA bestehen, bis ihr Metall während des Zweiten Weltkriegs zur Herstellung von Patronenhülsen verwendet wurde.

Prepaid-Telefonkarten haben das Münztelefon im 21. Jahrhundert verdrängt, aber das Prinzip ist immer noch dasselbe: Sie bewiesen das Recht auf Zugang zu einem Dienstprogramm, in diesem Fall die Bandbreite der Telefongesellschaft.

Dies weist auf eine weitere wichtige Rolle hin, die Mana im IOTA-Protokoll spielt: Zugangsrechte zu einer knappen Ressource. Neben dem Nachweis von Wahlrechten vergibt Mana auch Zugriffsrechte, genannt Access Mana (aMana). Access mana bestimmt die Erlaubnis, Updates in den Ledger zu schreiben – oder in einfachen Worten “Transaktionen zu senden”. Je mehr aMana ein Benutzer hat, desto häufiger kann er die Bandbreite des Netzwerks nutzen, um Transaktionen zu senden.

Beim Nakamoto-Konsens sind das Schreiben eines neuen Blocks und die Abstimmung über die längste Chain ein und dasselbe: Ein neuer Block ist automatisch eine einzige Abstimmung darüber, welche die längste Chain ist. Es ist jedoch möglich, zumindest logisch zwischen “Zugriffsrechten” und “Stimmrechten” zu unterscheiden. PoW und PoS weisen einem einzelnen Blockproduzenten nicht nur das Recht zur Abstimmung zu, sondern auch das Recht, den Ledger zu verändern, indem neue Informationen im Netzwerk veröffentlicht werden. Auf die gleiche Weise unterscheidet IOTA zwischen Consens-Mana und Access-Mana.

Da das IOTA-Protokoll führerlos ist, steht es den Netzwerkteilnehmern frei, Transaktionen parallel zu veröffentlichen, wann immer sie wollen. Das bedeutet, dass, wenn der Netzwerkverkehr die physikalischen Grenzen der Hardware und der Infrastruktur, auf der er betrieben wird, erreicht, die Rolle des Access Mana darin besteht, den Nutzern Netzwerkbandbreite im Verhältnis zu den von ihnen gehaltenen Token zuzuteilen. In Zeiten der Überlastung erhalten diejenigen, die den größten Anteil am IOTA-Netzwerk haben, gemessen an den von ihnen gehaltenen Token, den besten Zugang zum Netzwerk.

In gewisser Hinsicht ist das IOTA-Netzwerk mit den Versorgungsgenossenschaften vergleichbar, die in den USA während der großen Depression entstanden sind, um ländliche Gemeinden mit Strom (und heute mit Breitband) zu versorgen. In IOTA werden den Nutzern Zugangsrechte im Verhältnis zu der Anzahl der Token (oder Anteile), die sie besitzen, gewährt. Da es keine Miner gibt, die Gebühren verlangen, werden die Zugangsrechte nach dem Nachweis des Besitzes des Netzwerks selbst aufgeteilt. Wenn Sie den IOTA-Token kaufen, kaufen Sie effektiv einen Teil der Netzwerkkapazität, die Sie nach eigenem Gutdünken zuweisen können, solange Sie den Token besitzen.

Distributed Consensus For All (Verteilter Konsens für alle)

IOTAs Mana ist der Beweis, dass ein Benutzer, der Token besitzt, seine Rechte an eine Node verpfändet hat. Dieser Beweis gibt einem Node das Recht auf eine Stimme im Konsensprozess und auf das Senden von Transaktionen durch das Netzwerk. Das Zugriffsrecht (aMana) kann sogar an eine beliebige Person delegiert oder ihr entzogen werden, wenn ein Benutzer dies wünscht.

Mana ist so konzipiert, dass jeder, der durch den Besitz von Token einen gewissen Anteil am Netzwerk hat, Rechte im Verhältnis zu seinem Anteil erhält. Da PoW- und PoS-Systeme nur einem einzigen Leader erlauben, das Ledger zu aktualisieren und am Konsens teilzunehmen, werden die Ressourcen aller anderen Netzwerkteilnehmer verschwendet, ganz zu schweigen von der extremen Energieverschwendung, die mit PoW einhergeht. IOTAs Konzept eines vollständig dezentralisierten Ledgers ist eines, bei dem alle Nodes kollaborativ das Netzwerk sichern und Transaktionen parallel ausgeben, wobei die Ressourcen aller Netzwerkteilnehmer auf die effizienteste und dezentralste Weise genutzt werden.

Alle Systeme, PoW, PoS, ihre zahlreichen Geschwister und auch IOTAs FPC führen zurück zu einer etwas philosophischeren Frage: Woher kommen diese Rechte? Die Antwort darauf lautet “Vertrauen”. Der Staat oder ein Unternehmen garantiert, dass die Stimme eines Bürgers oder Aktionärs gezählt wird. Ein Kommunikationsanbieter verspricht, dass ein Telefonanschluss verfügbar sein wird.

Hinter jedem Recht steht eine Art Versprechen oder eine Garantie, die von einer Behörde gegeben wird. Dieses Versprechen wird normalerweise in einer offiziellen Erklärung ausgedrückt: einer Verfassung, einer Satzung oder einem Vertrag – Erklärungen, die einen Beweis für die Rechte bieten, die sie erweitern.

Man könnte sagen, dass diese Rechte nichts anderes sind als das Versprechen selbst. Es ist die Tatsache, dass wir darauf vertrauen, dass eine Autorität die Macht und den Willen hat, ihr Versprechen zu erfüllen, die den Rechten ihre Bedeutung verleiht. In einer Demokratie, in der niemand darauf vertraut, dass seine Stimme gezählt wird, wäre das Recht zu wählen bedeutungslos. Erst das Vertrauen gibt der Stimme einen Sinn.

Kaianere’kó:wa oder “Das große Gesetz des Friedens” ist die komplexe mündliche Verfassung der Haudenosaunee oder Irokesen-Nation, symbolisch dargestellt in einem zeremoniellen Wampum-Gürtel. Es wird gesagt, dass das Dokument Aspekte der US-Verfassung beeinflusst hat.

Im Falle eines Distributed Ledger ist die vertrauenswürdige Autorität die Codebasis des Ledger selbst. Im Vertrauen auf viele akademische Validierungen und die Beständigkeit des Protokolls im realen Leben, vertrauen die Benutzer freiwillig darauf, dass das Design und die Technik des Ledgers die Rechte, die durch den Code versprochen werden, verteilen und durchsetzen wird, was alles verifiziert werden kann und sollte.

Aber selbst wenn ein Distributed Ledger perfekt konstruiert wäre, wäre das ganze System nutzlos, wenn niemand zustimmen würde, das ehrliche Verhalten zu befolgen, das durch das Protokoll definiert ist. Diese Tatsache zeigt, dass das Vertrauen in ein digitales Ledger bis zu einem gewissen Grad von dem Vertrauen abhängt, das die Menschen “außerhalb” des Systems ihm entgegenbringen – eine Tatsache, die immer dann deutlich wird, wenn eine Gemeinschaft beschließt, ein Netzwerk durch soziale Koordination, die “off chain” stattfindet, zu faken.

Schließlich ist ein Distributed Ledger ein Teil der menschlichen Lebenswelt, so etwas wie Straßen, elektrische Leitungen oder Kanäle, die die Möglichkeiten des sozialen Lebens erweitern. Es gibt keinen von vornherein gegebenen Grund, warum das Vertrauen, das bereits außerhalb eines Ledgers besteht – das Vertrauen in bestimmte Institutionen und Menschen, sich ehrlich zu verhalten – nicht auch gleichermaßen dazu genutzt werden kann, die zwischen Maschinen getroffenen Vereinbarungen zu stärken.

Ein athenisches Kleroterion

Im antiken Athen wurden Beamte, Stadtratsmitglieder und Geschworene durch eine Lotterie ausgewählt. Mit Hilfe eines Systems aus Spielsteinen und farbigen Würfeln wählte ein mechanisches Gerät namens Kleroterion nach dem Zufallsprinzip Bürger aus jedem der athenischen Stämme. Da jeder Bürger als gleichwertig angesehen wurde, glaubte man, dass die verschiedenen bürgerlichen Befugnisse des Wählens und der Verwaltung öffentlicher Ämter durch einen zufälligen, mechanischen Prozess zugewiesen werden sollten – etwas, das Aristoteles als das Kennzeichen der Demokratie betrachtete.

Es gibt eine interessante Verschmelzung des mechanischen und des menschlichen Aspekts in diesem Konzept der Demokratie. Ein Zufallsgenerator garantiert eine gewisse Art von Fairness, aber letztlich beruht das System auf dem Vertrauen, das den gewählten Bürgern entgegengebracht wird – Menschen, die sich in der Stadt Athen jeden Tag gekannt und miteinander zu tun gehabt hätten.

Mit Werkzeugen wie dezentralisierten digitalen Identitäten ist es durchaus möglich, dass Mana in Zukunft die Grundlage eines umfassenderen Reputationssystems bilden könnte, das das wertvolle Vertrauen, das bereits realen Menschen und realen Institutionen entgegengebracht wird, mit dem Vertrauen interagieren lässt, das wir in das Verhalten des Codes setzen, auf den sich Maschinen heute und in Zukunft verlassen.

Der Inhalt dieses Artikels spiegelt die Meinung der IOTA Foundation wider, wurde jedoch größtenteils vom IOTA-Community-Mitglied @ b0rg (Discord) verfasst. Teile des Originalartikels wurden umformuliert, um die Meinung der IOTA Foundation in Übereinstimmung mit und Zustimmung des ursprünglichen Autors b0rg wiederzugeben. Wir möchten uns hiermit aufrichtig für den Beitrag von b0rg bedanken. Wenn Sie daran interessiert sind, ein bestimmtes IOTA-bezogenes Thema anzusprechen, indem Sie selbst einen Artikel für die IOTA Foundation schreiben, wenden Sie sich gerne an Antonio Nardella auf unserem Discord oder sprechen Sie mit einem X talk -Team-Simplify-Community-Mitglied im Discord-Kanal (mit dem gleichen Namen).

Quellen

https://blog.iota.org/mana-parallels-to-human-voting-systems-and-ingenious-concepts/