Blockchains vs. DLTs

Kurze vergleichende Analyse der zugrunde liegenden Ressourcen

Von Tatiana Revoredo

Einführung

Wir erleben das Anwachsen eines Phänomens, das als Katalysator für Veränderungen in der heutigen Welt, Veränderungen, die sich auf Governance, Lebensstile, Unternehmensmodelle, Institutionen auf globaler Ebene und die Gesellschaft als Ganzes auswirken können.

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Die Blockchain-Architektur stellt alte Muster und Ideen in Frage, die uns seit Jahrhunderten beschäftigen. Dies ist nur eine von vielen Dimensionen, deren Personen- und Unternehmenskreis sich noch nicht qualifizieren und quantifizieren kann.

Blockchains Konzepte, Merkmale und Eigenschaften sind noch nicht bekannt, aber man kann sich vorstellen, dass der Weg zu Lösungen in Blockchains die Wahrnehmung und Bewertung der zugrunde liegenden Ressourcen erfordert.

Ziel dieses Artikels ist es, eine kurze vergleichende Analyse zwischen Blockchains und Distributed Ledgers zu erstellen, in der einige der Hauptmerkmale angesprochen werden, und auf diese Weise die Vor- und Nachteile zu ermitteln, die sich aus der Übernahme ergeben können. Kommentare von Experten helfen gerne dabei, technische Mängel zu beheben.

Blockchains vs. Distributed Ledger Technologies (DLTs)

Die Verwendung der Begriffe "Blockchains" und "DLTs" (Distributed Ledger Technologies) als Synonyme ist zwar weit verbreitet, aber die Wahrheit ist, dass Blockchains (z. B. Bitcoin, Ethereum, Zcash) Ähnlichkeiten mit Distributed Ledger-Technologien (wie Hyperledger Fabric) aufweisen , oder R3 Corda), DLTs sind keine Blockchains.

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Distributed Ledger Technologies (DLTs) oder, wie andere bevorzugen, Distributed Ledger-Architekturen und -Strukturen wurden für die Verarbeitung von Transaktionen in einer Umgebung erstellt, die von bekannten Akteuren gemeinsam genutzt wird (z. B. durch eine vertragliche Beziehung), während die echten Blockchains so entworfen wurden Fremde könnten Wert sicher transferieren, um Validierungsagenten abzugeben, um Sicherheit (Genauigkeit, Wahrhaftigkeit, Treue) und Unveränderlichkeit [2] in Transaktionen und Daten zu erhalten. Hierbei ist zu beachten, dass Wahrhaftigkeit und Unveränderlichkeit für den Erfolg einer adäquaten Digitalisierung der Assets unerlässlich sind.

Andererseits können wir bei der Analyse einiger der verschiedenen in Ethereum, IBM Hyperledger Fabric und R3 Corda vorhandenen technologischen Ressourcen weitere Unterschiede zwischen "Blockchains" und "DLTs" feststellen.

Äther

Transaktionen in Blockchain Ethereum werden in "Blöcken" gespeichert, wobei Statusübergänge [3] zu neuen Systemzuständen führen (was die Geschwindigkeit der Datenbanktransaktionsverarbeitung [4] durch die der Systemintegrität beeinträchtigt).

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Da das Ethereum-Ökosystem aus einer Kombination von privaten Blockchain-Ökosystemen und öffentlicher Blockchain aufgebaut ist, ist es für den Zweck dieses Artikels sinnvoller, die Nuancen des öffentlichen Netzwerks von Ethereum zu synthetisieren.

In Bezug auf die Teilnahme von Parteien erfolgt dies also ohne Erlaubnis, dh jeder hat Zugang zum Ethereum-Netzwerk, ohne dass eine Erlaubnis erforderlich ist. Es sei angemerkt, dass die Art der Beteiligung einen großen Einfluss darauf hat, wie ein Konsens erreicht wird.

In Bezug auf den „Konsens“ in Ethereum müssen alle Teilnehmer einen Konsens über die Reihenfolge aller erfolgten Transaktionen erzielen, unabhängig davon, ob der Beitragende zu einer bestimmten Transaktion beigetragen hat oder nicht. Die Reihenfolge der Transaktionen ist entscheidend für den konsistenten Zustand des Ledgers. Wenn keine endgültige Reihenfolge der Transaktionen festgelegt werden kann, besteht die Möglichkeit, dass doppelte Ausgaben getätigt wurden. Da das Netzwerk möglicherweise Teile umfasst, die nicht bekannt sind (oder eine vertragliche Haftung haben), muss ein Konsensmechanismus angewendet werden, um das Hauptbuch vor betrügerischen Teilnehmern zu schützen, die doppelte Ausgaben tätigen möchten. In der aktuellen Implementierung von Ethereum wird dieser Mechanismus durch Bergbau auf der Grundlage des Arbeitsnachweises (Proof of Work, PoW) etabliert [5]. Alle Teilnehmer müssen einem gemeinsamen Buch zustimmen und alle Teilnehmer haben Zugang zu allen bereits registrierten Einträgen. Die Konsequenzen sind, dass PoW die Leistung der Transaktionsverarbeitung nachteilig beeinflusst [6]. Die im Hauptbuch gespeicherten Daten sind zwar anonym, sie stehen jedoch allen Teilnehmern zur Verfügung. Dies kann zu einer Gefährdung von Anwendungen führen, die ein höheres Maß an Datenschutz erfordern.

Eine weitere bemerkenswerte Eigenschaft ist, dass Ethereum eine eingebaute Kryptowährung namens Ether hat. Es wird verwendet, um Belohnungen für „Knoten“ zu zahlen, die zur Erzielung eines Konsenses durch Miningblöcke beitragen, sowie um Transaktionsgebühren zu zahlen. Daher können für Ethereum dezentrale Anwendungen (DApps) erstellt werden, die Geldtransaktionen ermöglichen. Darüber hinaus kann ein digitales Token für benutzerdefinierte Anwendungsfälle erstellt werden, indem ein intelligenter Vertrag bereitgestellt wird, der einem vordefinierten Muster entspricht [7]. Auf diese Weise können Kryptowährungen oder Assets definiert werden.

Darüber hinaus ermöglicht die Ethereum-Architektur „Affiliate-Plattformen“, die dem System Schichten von „kryptoökonomischen“ Anreizen hinzufügen können.

Schließlich hat das Ethereum eine Integration in die digitale Verwertung von Vermögenswerten, was bedeutet, dass sich eine Einsparung von digitalen Gütern integrieren lässt, was weder in Hyperledger Fabric noch in R3 Corda möglich ist.

Hyperledger Fabric

IBM Hyperledger Fabric ersetzt die wichtigsten Prinzipien eines Blockchain-Systems und gewährleistet die Ausführung aller Transaktionen innerhalb der Mehrkanalarchitektur, um einen hohen Transaktionsdurchsatz in einer vertrauenswürdigen Umgebung sicherzustellen. IBM Fabric ist ein DLT, keine Blockchain.

Die Hypherledger Fabric-Architektur opfert die Integrität und Datentreue eines Blockchain-Systems für eine schnellere Transaktionsverarbeitung und einen schnelleren Durchsatz in einer zuverlässigen Datenflussumgebung. Obwohl die staatliche Regelung in der Fabric-Umgebung effizient ist, kann sie in einem dezentralen öffentlichen Ökosystem den Wert nicht auf die gleiche Weise erhalten wie eine Blockchain wie Ethereum oder Bitcoin.

In Bezug auf die Teilnahme ist Hyperledger Fabricit autorisiert (autorisiert), so dass die Netzwerkteilnehmer im Voraus ausgewählt werden und der Netzwerkzugriff nur auf diese beschränkt ist.

Übrigens ist die Konsensinterpretation von Hyperledger Fabric verfeinert und nicht auf PoW-basiertes Mining (Proof of Work) oder ein Derivat beschränkt. Durch die Verwendung des Berechtigungsmodus bietet Hyperledger Fabric eine genauere Zugriffskontrolle auf die Datensätze und schützt somit die Privatsphäre. Darüber hinaus erhalten Sie einen Leistungsgewinn, sodass nur Stakeholder, die an einer Transaktion teilnehmen, einen Konsens erzielen müssen. Der Hypherledger-Konsens ist breit gefächert und deckt den gesamten Transaktionsfluss ab, dh vom Vorschlag einer Transaktion über das Netzwerk bis zur Verpflichtung gegenüber dem Hauptbuch. [8] Außerdem übernehmen Rechengeräte (auch als „Knoten“ bezeichnet) unterschiedliche Rollen und Aufgaben bei der Konsensfindung.

In Hyperledger Fabric werden Knoten unterschieden und in Client oder Submit-Client [9], Peer [10] oder Consenter [11] klassifiziert. Ohne auf technische Details einzugehen, ermöglicht Fabric eine verfeinerte Kontrolle über den Konsens und einen eingeschränkten Zugriff auf Transaktionen, was zu einer verbesserten Skalierbarkeit und einem verbesserten Leistungsschutz führt.

Für Hyperledger sind keine integrierten Kryptowährungen erforderlich, da durch das Mining kein Konsens erzielt wird. Mit Fabric ist es jedoch möglich, mit dem Chaincode eine native Währung oder ein digitales Token zu entwickeln. [12]

R3 Corda

In der R3 Corda-Architektur erfolgt die Verarbeitung gemeinsam genutzter Daten wiederum in einer „teilweise zuverlässigen“ Umgebung, dh die Gegenstücke müssen sich nicht vollständig vertrauen, obwohl ihre Plattform nicht über die Komponenten eines Blockchain-Systems verfügt, die dazu in der Lage sind einen eindeutigen, genauen und unveränderlichen Wert gewährleisten.

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In R3 Corda werden Informationen an ein datenbankähnliches Hauptbuch angehängt, das Daten in eine Ereigniskette einfügt und die Rückverfolgbarkeit ihres Ursprungs in einer kontrollierten Umgebung ermöglicht. Die Herkunft der Daten wird von den Mitgliedern des Konsortiums R3 Corda kontrolliert, das über bestimmte Zugriffskontrollen auf die Softwareplattform verfügt. Mit dieser Konfiguration können Banken und Finanzinstitute die Effizienz in Bezug auf die Informationsverarbeitung in einem gemeinsamen Rechnungslegungssystem maximieren. Daten können besser zwischen Organisationen verschoben und verarbeitet werden, wodurch das Erfordernis eines erheblichen Vertrauens zwischen nicht vertrauenswürdigen Partnern verringert wird. Damit eine Transaktion in R3 Corda gültig ist, muss sie: von den beteiligten Parteien unterzeichnet und mit dem Vertragscode validiert werden, der die Transaktion bestimmt.

Die Teilnahme an R3 Corda ist wie bei Hyperledger Fabric autorisiert (autorisiert), sodass die Teilnehmer des Netzwerks im Voraus ausgewählt werden und der Zugriff auf das Netzwerk nur auf diese beschränkt ist.

In Bezug auf den Konsens in R3 Corda ist seine Interpretation verfeinert und beschränkt sich nicht auf den Abbau auf der Grundlage von PoW (Proof of Work) oder Derivaten. Mit Genehmigung bietet R3 Corda eine präzisere Zugriffskontrolle für Aufzeichnungen und verbessert so die Privatsphäre. Darüber hinaus gewinnen Sie an Leistung, da nur die an einer Transaktion beteiligten Parteien einen Konsens erzielen müssen. Ähnlich wie bei Fabric wird auch bei Corda ein Konsens auf Transaktionsebene erzielt, der nur Teile umfasst. Die Gültigkeit der Transaktion und die Eindeutigkeit der Transaktion unterliegen einem Konsens, und eine solche Gültigkeit wird durch die Ausführung eines mit einer Transaktion verbundenen Codes für intelligente Verträge garantiert. Unter den Teilnehmern, den sogenannten Notarknoten, besteht Konsens über die Exklusivität einer Transaktion. [13]

Hierbei ist zu beachten, dass der R3 Corda aufgrund der Schließung eines Systems nicht über die erforderlichen Mittel und technologischen Merkmale verfügt, um ein auf wirtschaftlichen Anreizen basierendes Ökosystem aufzubauen, und auch nicht über ein Umfeld öffentlicher digitaler Vermögenswerte. Darüber hinaus benötigt der R3 Corda keine eingebetteten Kryptowährungen, da durch den Abbau kein Konsens erzielt wird, und sein Weißbuch sieht keine Erstellung von Kryptowährungen oder Token vor. [14]

Architekturen Ethereum, Hyperledger Fabric und R3 Corda zu möglichen Anwendungsfällen

Bei der Analyse der EthereumWhite Papers [15], Hyperledger Fabric und R3 Corda haben diese Strukturen sehr unterschiedliche Ansichten über mögliche Anwendungsbereiche. [16]

Die Motivation für die Entwicklung von Hyperledger Fabric und R3 Corda liegt daher in konkreten Anwendungsfällen. In R3 Corda werden die Use Cases aus dem Finanzdienstleistungssektor extrahiert, weshalb in diesem Sektor das Hauptanwendungsgebiet von Corda liegt. Hyperledger Fabric hingegen beabsichtigt, eine modulare und erweiterbare Architektur bereitzustellen, die in einer Reihe von Branchen eingesetzt werden kann, von Banken über das Gesundheitswesen bis hin zu Lieferketten.

Ethereum zeigt sich auch völlig unabhängig von einem bestimmten Anwendungsbereich, aber im Gegensatz zu Hyperledger Fabric ist es nicht die Besonderheit, die auffällt, sondern die Bereitstellung einer allgemeinen Plattform für alle Arten von Transaktionen und Anwendungen.

Schlussbetrachtungen

Daraus wird geschlossen, dass sich die Plattformen von Natur aus unterscheiden. Während Blockchains als Ethereum, hat es bestimmte Funktionen, die in den verteilten Ledgern nicht vorhanden sind. DLTs verfügen wiederum über Leistungsmerkmale, die Ethereumis derzeit nicht in gleichem Maße erreichen kann.

Alle hier analysierten Architekturen befinden sich noch im Aufbau und daher sollten ihre Protokolle von Geschäftsleuten und Managern sorgfältig geprüft werden, die sie vor jeder praktischen Implementierung bis zur erforderlichen Tiefe verstehen müssen.

Wenn Sie wissen, wohin Sie möchten und wie weit diese Architekturen von der Replikation der gewünschten Funktionalität entfernt sind, kann dies den Unterschied ausmachen.

Haftungsausschluss: Dieser Artikel gibt nur das unprätentiöse persönliche Verständnis des Autors wieder. Kommentare von Entwicklern zur Behebung technischer Mängel sind willkommen.

Literaturverzeichnis

Äther. In: Ethereum State Transition Function. Github. Zeigen Sie Folgendes an: https://github.com/ethereum/wiki/wiki/White-Paper#ethereum-state-transition-function.

Äther. In: Philosophie. GitHub. Verfügbar unter: https://github.com/ethereum/wiki/wiki/White-Paper#philosophy

Hearn, Mike. In: Corda: Ein verteiltes Hauptbuch. Corda Technical Whitepaper. Corda, 2016. Verfügbar unter: https://docs.corda.net/_static/corda-technical-whitepaper.pdf

Mougayar, William (Autor); Butterin, Vitalik (Prologo) In: Die Business-Blockchain: Versprechen, Üben und Anwenden der nächsten Internettechnologie. Amazon, 2017.

Ray, Shaan. In: Der Unterschied zwischen Blockchain- und Distributed Ledger-Technologie. Towards Data Science, 2018.

Die Linux Foundation. In: Hyperledger Explainer. Hyperledger. Verfügbar unter: https://youtu.be/js3Zjxbo8TM

Die Linux Foundation. In: Hyperledger Architecture, Band 1. Hyperledger-Whitepaper. Es wird angezeigt: https://www.hyperledger.org/wp-content/uploads/2017/08/Hyperledger_Arch_WG_Paper_1_Consensus.pdf

Valenta, Martin; Sandner, Phillip. In: Vergleich von Ethereum, Hyperledger Fabric und Corda. Frankfurt School Blockchain Center, 2017.

Wikipedia, A enciclopédia livre. In: Weißbuch. Zeigen Sie Folgendes an: https://pt.wikipedia.org/wiki/White_paper

Xu, Bent. In: Blockchain vs. Distributed Ledger Technologies. Consensys, 2018.

Endnoten

[1] Blockchains tragen dazu bei, unser Vertrauen in vertrauenswürdige Validierungsagenten (wie Banken, Regierungen, Anwälte, Notare und Compliance-Beauftragte) zu verringern und möglicherweise sogar zu beseitigen.

[2] Antonopoulos, Andreas. In: "What is the Blockchain", Youtube, Januar 2018. Verfügbar unter: https://youtu.be/4FfLhhhIlIc

[3] Aktuelle Konfiguration einer Datenstruktur

[4] Computerereignisse, die zu staatlichen Transaktionen führen können, Verträge initiieren oder bestehende Verträge aufrufen können

[5] Vitalik Buterin, der Erfinder von ethereum, veröffentlichte kürzlich einen groben Implementierungsleitfaden, der enthüllt, dass die Entwickler des Netzwerks zunächst mit einem "hybriden" System beginnen werden, das den Bitcoin-Proof-of-Work-Mining mit dem mit Spannung erwarteten und noch experimentellen Proof verbindet von Buterin entwickeltes Casper-of-Stake-System.

[6] Vukolić M. (2016). Die Suche nach skalierbarer Blockchain-Struktur: Proof-of-Work vs. 9591, Springer

[6] https://www.ethereum.org/token

[7] https://hyperledger-fabric.readthedocs.io/en/latest/fabric_model.html#consensus

[8] https://github.com/hyperledger-archives/fabric/wiki/Next-Consensus-Architecture-Proposal

[9] Gleichaltrige können zwei besondere Rollen haben: a. Ein übermittelnder Peer oder Übermittler, b. Ein befürwortender Peer oder Befürworter. https://github.com/hyperledger-archives/fabric/wiki/Next-Consensus-Architecture-Proposal

[10] https://github.com/hyperledger-archives/fabric/wiki/Next-Consensus-Architecture-Proposal

[11] https://hyperledger-fabric.readthedocs.io/de/latest/Fabric-FAQ.html#chaincode-smart-contracts-and-digital-assets

[12] https://github.com/hyperledger-archives/fabric/wiki/Next-Consensus-Architecture-Proposal

[13] https://discourse.corda.net/t/mobile-consumer-payment-experiences-with-corda-on-ledger-cash/966?source_topic_id=962

[14] White Paper ist laut Wikipedia ein offizielles Dokument, das von einer Regierung oder einer internationalen Organisation veröffentlicht wurde, um als Leitfaden oder Leitfaden für ein Problem und dessen Bewältigung zu dienen.

[15] Valenta, Martin; Sandner, Phillip. In: Vergleich von Ethereum, Hyperledger Fabric und Corda. Frankfurt School Blockchain Center, 2017