Cardano, die Zukunft der Blockchains: Ein Überblick über die dritte Generation von Blockchains

Cardano, die Zukunft der Blockchains: Ein Überblick über die dritte Generation von Blockchains In diesem Artikel werden wir das Cardano-Netzwerk untersuchen, während wir unseren tiefen Tauchgang in die Welt der Blockchains fortsetzen. Und wo fängt man besser an als ganz am Anfang. Cardano oder wie es allgemein bekannt ist, ADA wird als Kryptowährung/Blockchain der dritten Generation angepriesen. Und um zu verstehen, warum, werfen wir einen Blick in die Geschichte der Blockchains. Geschichte der Blockchains Blockchain der 1. Generation Da Bitcoin der Vorläufer dezentralisierter Kryptowährungen ist, sehen wir, dass das Problem, das sie lösen wollten, darin bestand, wie Werte zwischen Benutzern übertragen werden können, ohne dass eine zentrale Behörde (Banken, Vermittler) erforderlich ist, was zum Aufstieg dezentralisierter Blockchains führte, die dabei halfen Werttransaktionen durch die Verwendung digitaler Token, wobei Transaktionen in einem öffentlichen digitalen Hauptbuch akzeptiert und verifiziert werden. Angenommen, ein Benutzer X möchte Geld an einen anderen Benutzer Y senden. Dies könnte über das oben beschriebene System erfolgen, ohne dass eine Transaktion von einem Dritten überprüft wird. Mit dem Bitcoin-Token, der seinen Wert aus seiner Knappheit und den Kosten für die Validierung eines Transaktionsblocks oder Mining zieht, wie es besser bekannt ist. Dies führte zu einer breiten Akzeptanz, aber es traten Komplikationen auf, da, angenommen, unser Benutzer X wollte Geld an Y senden, erst nachdem Y eine bestimmte Aktivität ausgeführt hatte. X müsste entweder eine neue Kryptowährung basierend auf dem Bitcoin-Netzwerk implementieren, um diese bestimmte Aufgabe auszuführen, oder ein komplexeres Regelwerk und Protokoll erstellen und es auf dem ursprünglichen Bitcoin-Netzwerk platzieren. Blockchain der 2. Generation Diese Probleme und Herausforderungen führten zu Ethereum, wo eine Blockchain gebaut wurde, um diese besonderen Probleme zu lösen. Dies geschah durch die Bereitstellung eines sogenannten Smart Contracts für die Blockchain. Die Blockchain programmierbar machen, indem eine vollwertige Programmiersprache eingeführt wird. Es ermöglichte den Benutzern, Smart Contracts nach Belieben anzupassen, indem sie Codeblöcke in die Blockchain schrieben, was zu einer breiten Palette von Anwendungen führte, die die Ethereum-Blockchain umfassten, neben dem nativen Kryptowährungstoken, weithin bekannt als Ether oder ETH. Und dies wurde als die zweite Generation der Blockchain-Technologie bezeichnet. Blockchain der 3. Generation Und wie erwartet, tauchten bei Ethereum bestimmte Einschränkungen auf, als festgestellt wurde, dass Ethereum Probleme hatte, auf Millionen oder Milliarden von Benutzern zu skalieren. Sie wurden auch von Problemen in Bezug auf die unruhige Verwaltung der Blockchain geplagt, da die Bestimmung der besten Vorgehensweise bei bestimmten Problemen immer keine einheitliche Lösung brachte. Auch die Finanzierung verschiedener Projekte auf den Blockchains war ziemlich teuer in der Durchführung, so dass die Erweiterung der Kette der Gnade der Gründer überlassen blieb, genügend Mittel aufzubringen, um die Blockchain am Laufen zu halten. Dies waren die Probleme, die der Gründer von Cardano in seinem Bedürfnis nach der Schaffung einer weiteren neuartigen Blockchain anführte. Als früher Mitbegründer von Ethereum versuchte er, von den Hürden zu lernen, mit denen seine Vorgänger konfrontiert waren, um nicht nur daraus zu lernen, sondern sie auch zu verbessern, und damit die Gründung von Cardano. Die drei Hauptprobleme, die es zu lösen gilt:

• Skalierbarkeit

• Interoperabilität

• Nachhaltigkeit

Lassen Sie uns weitermachen und jeden von ihnen aus Cardanos Sicht eingehend besprechen. Skalierbarkeit Photo by Felix MittermeierIn dealing with issues regarding scalability, we cannot get past the notion of Transaction per second, which is the average amount of transactions that can be carried out on the network every second. With Bitcoin offering 7 Transactions every second, and Ethereum taking in around 25 Transactions every second. We instantly see the need for improvement as our financial institutions such as VISA processes roughly around 1,700 transactions every second. This leads to serious issues in scalability as it slows down the adoption of cryptocurrency into mainstream use. And as more transactions are being carried out on the network, more data is being transmitted across the network and for a system to effectively scale and grow to support millions or even billions of users it should require a large amount of bandwidth to support all the data going through it. Finally, there's also the factor of the data scale in response to issues regarding scalability. Why? Because in blockchains, every full node on the network is required to have a copy of every transaction ever done on the blockchain. And with blockchains being supposedly immutable, and adoption grows, the amount of transaction one has to store exponentially increases in size. Which leads to issues of scalability especially as consumer hardware (phones, tablets, computers etc.) can't seem to host such amount of data leading to the centralization of power among the few who have the capacity to do so. How they did solve Scalability? To deal with the issues of scalability, a new system had to be created that was provably secure and equally scalable. It was known as Ouroborous and was designed to use a consensus method known as proof of stake. What is consensus? Consensus is a method used to reach an agreement between participants/nodes on a network. And similar to Bitcoin, Cardano equally uses a consensus based process on the network. Though the main difference is in the approach of how the consensus is done, as it deviates from the standard model of proof of work as a means of reaching a consensus. In proof of work, blocks are added to the chain, by miners using their resources to solve a computational problem and those who solve it are given the privilege to verify transactions and add a new block to the chain. Proof of stake takes a novel approach by rewarding participants on the network for their stake in the network. How does it work? Participants on the network can choose to play roles either as a stake delegator or stake operator(validator node) in what is known as a stake pool. Stale delegators can decide to pool their resources with others in a stake pool headed by a stake operator(validator node) to contest for the right to add a block to the blockchain. With the network incentivizing users to join by giving out rewards to every operator that wins the right to add a block. The rewards can then be split between delegators in the stake pool. Validator nodes that can add blocks to the chain are chosen randomly through the use of what is called a Verifiable Random Function also know as V.R.F for short. Hence, whenever it is time for a new block to be added to the Blockchain every validator node on the system generates a random number using a Verifiable Random Function and a threshold number is given, if any validator node then has a number generated that is less than the given threshold number of each validator node, and the number is publicly verified by the system that it is less, it then has a right to add a new block to the blockchain. Every validator node is then given a distinct threshold level, with Ouroboros ensuring that the chances of a validator node to find a number that is less than the threshold level is proportional to the amount of stake the validator node has delegated to it. So, the larger the stake the more chances of having a number that is lesser than the threshold level of the particular node. Rewards are received during an epoch, with time being divided into epochs and each epoch is divided into 21,600 slots, lasting 5 days. A slot is a time period in which a block is created on the blockchain. Cardano also upgraded on it's network architecture by implementing a Recursive Inter-network Architecture to create a network topology similar to the network structure found in the internet but a more secure alternative. And in regards to data scale, it employs a method of data storage known as "partitioning" where unlike in previous blockchains, nodes would have to store all the data on the blockchain to verify transactions. Nodes would only need to have a relevant information regarding a transaction and not the entire data which in turn improves the network's scalability. Interoperability Photo by Aleksejs BergmanisIm Umgang mit Interoperabilität, was einfach die Fähigkeit der Blockchain bedeutet, mit anderen Blockchains wechselseitig zu interagieren und zu funktionieren. Es wurde erkannt, dass es für bereits bestehende Blockchains anstrengend war, mit anderen Blockchains in Bezug auf Werttransaktionen von einer Blockchain zur anderen zu kommunizieren. Angenommen, X wollte beispielsweise eine bestimmte Menge Bitcoin, BTC, an einen Benutzer Y senden, der eine Brieftasche in der Ethereum-Blockchain hat. Es wäre ziemlich schwierig, dies zu tun, da Sie ein System benötigen würden, das zuerst feststellt, dass die Transaktion, die X vorschlägt, gültig ist, indem es beweist, dass X die Menge an Bitcoin hat, die er in seiner Brieftasche senden möchte, und danach würden Sie es auch tun ein System benötigen, um es in seinen Geldwert umzuwandeln, dann verwenden Sie es, um das Ethereum-Token zu kaufen und es der Brieftasche von Y gutzuschreiben. Ein solcher Fall macht die Wertübertragung von einer Blockchain zur anderen sehr umständlich. Und da jede Blockchain normalerweise unterschiedliche Quellcodes und Protokolle hat, die die Blockchain regeln, wurde es schwierig, dies zu tun. Weil sie im Wesentlichen nicht dieselbe Sprache sprachen. Dies führte dann zum Aufstieg von Kryptowährungsbörsen wie Binance, Coinbase usw. Dies trug dazu bei, die Reibung zu verringern und einen reibungslosen Prozess für die Umwandlung von Token von einem Token in den anderen oder eine beliebige Fiat-Währung zu schaffen. Obwohl dies zu einer Zentralisierung der Macht zwischen den großen Kryptowährungsbörsen führte, mit der Fähigkeit, den Fluss und die Umwandlung von Werten von einem Token zum anderen zu regulieren und zu kontrollieren. Wie hat Cardano die Interoperabilität gelöst? Durch die Verwendung von sogenannten Sidechains, bei denen es sich um separate Blockchains handelt, die neben der Hauptblockchain laufen und über einen eigenen separaten Konsensalgorithmus verfügen, aber parallel mit der Hauptblockchain verbunden sind. Im Wesentlichen, anstatt alle Transaktionen auf einer bestehenden Blockchain zu kopieren, um zu beweisen, dass eine Transaktion gültig ist oder nicht, für jede einzelne Blockchain, mit der wir Transaktionen durchführen möchten. Sidechains werden verwendet, um diese Überprüfung außerhalb der Blockchain, aber in Verbindung mit der Hauptblockchain durchzuführen. Dadurch entfällt die Notwendigkeit von Drittanbietern wie Börsen, wodurch ein System geschaffen wird, das effektiv mit anderen Blockchains kommunizieren kann. Nachhaltigkeit In Bezug auf Fragen der Nachhaltigkeit, wie z. B. die Beschaffung von Mitteln zur Förderung der kontinuierlichen Entwicklung der Blockchain. Die meisten Blockchains haben versucht, dies auf ihre eigene Weise zu beantworten. Zum Beispiel hat Ethereum ein so genanntes Initial Coin Offering durchgeführt, indem es eine bestimmte Menge des Tokens des Netzwerks, Ether, für eine bestimmte Menge Bitcoin angeboten hat. Das war vergleichbar damit, dass die Öffentlichkeit ihr Geld über einen Börsengang gegen einen Teil eines Unternehmens eintauschen konnte. Die dann gesammelten Mittel wurden verwendet, um die Entwicklungsbemühungen von Ethereum zu finanzieren. Obwohl Cardano ein Problem mit diesem Ansatz anführte, da das anfängliche Münzangebot ein einmaliges Ereignis war, könnten die Mittel immer ausgehen und dann könnten weitere Probleme in Bezug auf die Beschaffung von mehr Geld entstehen, was der Entwicklung der Blockchain schaden könnte. Es wurde ein anderer Ansatz in Betracht gezogen, beispielsweise das Verlassen auf große Unternehmen, um einen Teil ihrer Entwickler zu widmen, um Hand in Hand an der Entwicklung der Blockchain zu arbeiten. Dies könnte aber auch zu einer Zentralisierung der Macht großer Unternehmen führen, sodass sie die Projekte jederzeit auf ihren bevorzugten Weg lenken und nicht auf einen für die Blockchain vorteilhaften. Wie hat Cardano Nachhaltigkeit gelöst? Es wurde ein anderes Modell vorgeschlagen, bei dem ein Miner jedes Mal eine Belohnung für die Validierung eines Blocks und das Hinzufügen zur Blockchain erhält. Ein Prozentsatz von der Belohnung wird abgezogen und zu einer sogenannten Schatzkammer hinzugefügt. Mittel aus der Staatskasse werden dann ausgezahlt, um weitere Entwicklungen auf der Blockchain zu finanzieren. Wobei jedes neue Projekt, das für die Blockchain wichtig ist, durch ein Wahlsystem entweder hoch oder runter gestimmt wird. Die Teilnehmer des Netzwerks entscheiden in einem freien und fairen Abstimmungsprozess, welche Projekte finanziert werden müssen und welche nicht. Mit Anreizen für Benutzer, sich an dem Prozess zu beteiligen und ihre Stimme an andere zu delegieren, wenn sie mit dem zu beratenden Bereich nicht vertraut sind. Dies trägt dazu bei, das Wachstum der Blockchain zu fördern, ohne von externen Akteuren abhängig zu sein, Fazit Abschließend möchte ich diesen Artikel zum Abschluss bringen. Wir haben jetzt ein besseres Verständnis dafür, was Cardano zu einer Blockchain der dritten Generation macht. Das liegt an den verschiedenen Upgrades und Fortschritten, die von früheren Blockchain-Generationen gemacht wurden. Cardano war in der Lage, auf den Schultern seiner Vorgänger zu stehen, indem es einen neuartigen Ansatz für die Entwicklung einer etwas anderen Art von Blockchain geschaffen hat, ohne bestimmte Nachteile, die in früheren Technologien gefunden wurden.