Was ist und wie funktioniert der Hashgraph?


Martin

Zuletzt Aktualisiert: 14. Juli 2020

Was ist und wie funktioniert der Hashgraph?

Im Zusammenhang mit IOTA fÀllt oft ein Begriff: Hashgraph. Doch worum geht es dabei im Detail?

Hashgraph erklÀrt

Ein Hashgraph ist ein patentierter Algorithmus, der die Vorteile der Blockchain (Dezentralisierung, Verteilung und Sicherheit durch den Einsatz von Hashing) ebenfalls nutzt, aber nicht den Nachteil der niedrigen Transaktionsgeschwindigkeit hat. Zum Vergleich: Bitcoin hat ca. fĂŒnf Transaktionen pro Sekunde und Ethereum ca. 15. Ein Hashgraph kann hingegen Tausende Transaktionen sekĂŒndlich verarbeiten. Entwickelt wurde dieser neue Ansatz von Leemon Baird, wobei die Swirlds Corporation das Unternehmen dahinter ist.

So arbeitet der Hashgraph-Algorithmus

Der Algorithmus basiert auf zwei Technologien:

  • Gossip
  • Virtual Voting

Schauen wir uns an, wie die einzelnen Technologien im Detail arbeiten. Den Anfang macht Gossip. FĂŒr ein besseres VerstĂ€ndnis bemĂŒhen wir ein praktisches Beispiel. Wir haben fĂŒnf Mitglieder: 1, 2, 3, 4 und 5. jedes einzelne Mitglied fĂŒr eine Transaktion aus, die zu einem „Event“ fĂŒhrt. Im weiteren Schritt ruft jedes der Mitglieder ein zufĂ€lliges ausgewĂ€hltes Mitglied an und teilt mit ihm seine Transaktionshistorie. So kann beispielsweise Mitglied 2 das Mitglied 4 anrufen usw. Dieser Prozess des „Anrufs“ geschieht wiederholt, wobei die Auswahl der Mitglieder zufĂ€llig stattfindet. Jeder erneute Anruf fĂŒhrt zu einem Ereignis und enthĂ€lt die Hashes der vorherigen Blöcke.

Virtual Voting

Die zweite Technologie bei Hashgraph ist das Virtual Voting. Ziel ist es, einen Konsens ĂŒber die Reihenfolge der Transaktionen zu erhalten. Die einzelnen „Events“ werden in Runden unterteilt, wobei der Hashgraph-Algorithmus eine eindeutige Antwort darauf hat, man eine Runde generiert wird. Eine Runde besteht beispielsweise aus 10 Ereignissen, wobei jedes Mitglied darĂŒber abstimmen, welches Ereignis als „famous witness“ gelten soll. Das aktuelle Rundenereignis mit den meisten Stimmen wird zum „famous witness“ und liefert die endgĂŒltige Reihenfolge der Transaktionen.

Hashgraph vs. Blockchain

Lassen sich die Blockchain und Hashgraph miteinander vergleichen? Wir decken schon und stellen die Gemeinsamkeit und Unterschiede nÀher vor. Bei der Blockchain-Technologie haben wir ein digitales Hauptbuch, in dem sÀmtliche Transaktionen verzeichnet sind. Informationen, die auf einer Blockchain gespeichert sind, existieren als freigegeben und werden kontinuierlich abgeglichen/aktualisiert. Dadurch wird sichergestellt, dass die von ihm gespeicherten DatensÀtze/Daten im gesamten Netzwerk identisch sind und nicht an einem einzelnen Ort gespeichert werden. Daher kann die Blockchain nicht von einer einzelnen Einheit gesteuert werden.

Bei Hashgraph haben wir eine ĂŒberlegene Datenstruktur, die in der Lage ist, den Konsensmechanismus zu lösen. Wie die Erfahrungen zeigen, wurde bisher die Content Technologien zwei unterschiedliche Kategorien unterteilt:

  • Öffentliche Netzwerke (einschließlich Bitcoin und Ethereum)
  • Privat (Lösungen, die auf Leader-basierten Konsensalgorithmen arbeiten)

Die öffentlichen Netzwerke sind fĂŒr die Nutzung Ă€ußerst teuer und haben LeistungseinschrĂ€nkungen, die sich durch das Mining ergeben. Dadurch wird zwar sichergestellt, dass die Blockchain bzw. die enthaltenen Angaben unverĂ€nderlich sind, aber dies schrĂ€nkt die Anzahl der Anwender ein und ist weniger effizient.

Private Netzwerke beschrĂ€nken im Gegensatz zu öffentlichen Netzwerken die Nutzung auf bekannte und vertrauenswĂŒrdige Teilnehmer. Dieser Ansatz senkt die Kosten und verbessert die Leistung drastisch, mit Algorithmen, die 1.000 Transaktionen pro Sekunde erreichen können, verglichen mit sieben fĂŒr Bitcoin. LĂŒcken in Form von lockeren Sicherheitsstandards machen diese Netzwerke jedoch zu potenziellen Zielen von DDoS-Angriffen. Der Hashgraph-Algorithmus ĂŒberwindet diese MĂ€ngel, da er weder einen Arbeitsnachweis noch einen „Leader“ benötigt. DarĂŒber hinaus verspricht sie eine kostengĂŒnstige und gute Leistung ohne Single Point of Failure.

Hashgraph vs. Blockchain – weitere VorzĂŒge

Der geringere Energieverbrauch ist ein wesentlicher Vorteil von Hashgraph. Durch einer ĂŒberlegenen verteilten Ledger-Technologie entfĂ€llt der Bedarf an massiver Berechnung und nicht nachhaltigem Energieverbrauch wie bei Bitcoin und Ethereum.

Mehr Fairness in der Community

In der Blockchain-Welt kann ein Miner die Reihenfolge wĂ€hlen, in der Transaktionen in einem Block stattfinden, AuftrĂ€ge verzögern, indem er sie in zukĂŒnftigen Blöcken platziert, ja sogar ganz am Betreten des Systems hindern. Die mit Hashgraph verfĂŒgbare konsistente Zeitstempelung bietet eine Lösung fĂŒr dieses Problem. Es verhindert, dass eine Person die Konsensordnung von Transaktionen beeinflusst, indem sie jede Art von Manipulation der Reihenfolge der Transaktionen ablehnt.

Dieser Artikel wurde erstmals am 16. Juni 2020 veröffentlicht und am 14. Juli 2020 aktualisiert.
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