Nakamoto vs. Tangle

In der klassischen Blockchain teilt der Nakamoto-Konsens das Netzwerk in Miner und Nutzer auf. Miner verbrauchen große Mengen an Rechenleistung (Energie), um damit den Arbeitsnachweis (Proof-of-Work), der für die Verkettung der Blöcke und somit für die Validieren der Transaktionen erforderlich ist durchzuführen. 

Damit die Blockchain überhaupt funktioniert erhalten die Miner zwei Anreize, um die Transaktionen der Nutzer zu validieren und den Arbeitsnachweise (PoW) zum Sichern der Chain zu erbringen. Das sind zum einen die Gebühren, die Benutzer bereit sind zu zahlen, damit ihre Transaktion in einem Block aufgenommen wird und zum zweiten, die Belohnung, die das Netzwerk ihnen für das Abbauen/ finden des Blocks vor allen anderen Minern gibt.

Es ist möglich, das verschiedene Blöcke gleichzeitig gefunden werden, der gefundene Block mit den meisten Unterstützern setzt sich dann durch. Die längste Chain wird von allen Nodes als die gültige akzeptiert, da hinter ihr der größte Rechenaufwand steht. Eine Transaktion, die bereits in einem Block der längsten Chain enthalten ist, kann in der Regel nicht rückgängig gemacht werden. Die einzige Möglichkeit, Transaktionen in einer Blockchain rückgängig zu machen, besteht darin, eine neue längste Chain in der Zeit zu bilden, die andere Miner benötigen, um den nächsten einzelnen Block zu minen, dazu benötigt ein Miner aber 51% der Hash-Power des Netzwerks. Daraus lässt sich folgendes ableiten, je mehr Miner, desto sicherer ist das Netzwerk.


Diese gebührenbasierte Anreizstruktur wäre eine erhebliche Barriere in einer Machine-to-Machine-Wirtschaft, in der die Mikrozahlungen zwischen den Maschinen niedriger sein werden als die anfallenden Gebühren.


Im Tangle sind für Transaktionen keine Gebühren erforderlich, da das Netzwerk keine Miner hat. Im Tangle wird auch kein Arbeitsnachweis (PoW) verwendet, um das Netzwerk zu sichern. Stattdessen wird dieser Arbeitsnachweis nur dazu verwendet, um Spam-Transaktionen zu unterbinden. Alle Nodes können am Konsens teilnehmen und führen dabei nur grundlegende Operationen durch, die 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 April'21) vertrauen Nodes nur (Wert-)Transaktionen, die von Meilensteinen referenziert und genehmigt werden, die vom Koordinator ausgestellt wurden. Ähnlich wie beim Bitcoin, wo bis zum 16.06.2014 Checkpoints eingesetzt wurden, ist der Einsatz dieses zentralisierten "Finalitätsvorrichtung" derzeit noch notwendig, um die Sicherheit des in den Kinderschuhen steckenden Netzwerks zu gewährleisten. 

Der Koordinator (abkz. Coo) ist eine vertrauenswürdige Instanz, als Schutz vor bösartigen Transaktionen. Der noch junge Tangle ist noch kein Endprodukt und derzeit noch auf diese Art Schutzschild angewiesen. Der Koordinator ist open-source und läuft auf einer Hornet-Node, er fungiert als zentralisierter, freiwilliger und temporärer alternativer Konsensmechanismus für den Tangle. Dazu sendet der COO in regelmäßigen Abständen ehrliche Transaktionen an die Full-Nodes. Diese Pakete enthalten eine signierte Transaktion ohne Wert, die als Meilenstein bezeichnet wird. Die Full-Nodes im Tangle betrachten eine Transaktion nur dann als bestätigt, wenn sie von einem Meilenstein genehmigt wurde. Wichtig: Der Koordinator kann ausschließlich Transaktionen bestätigen, aber die Konsensregeln umgehen kann er nicht, dass erschaffen, einfrieren oder entwenden von Token ist ihm nicht möglich. Diese feste Regel und die COO Adresse ist auf jedem Full-Node fest programmiert, der Einfluss des Koordinators auf den Tangle ist daher sehr stark eingeschränkt, da dieser zudem auch ständig von allen anderen Full-Nodes überwacht wird. 



Hinweis: Der Koordinator wird mit dem IOTA2.0 upgrade abgeschaltet (Projekt: Coordicide). Zudem ist es wichtig zu verstehen, dass der Coo nur Transaktionen bestätigen kann, 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 Koordinators in jedem Node fest programmiert, der Einfluss des Koordinators auf den Tangle ist daher sehr stark eingeschränkt, da dieser auch ständig von allen anderen Nodes überwacht wird.