THEMEN-SPECIAL:

Was ist und wie funktioniert der Hashgraph?


Martin Fiedler

Zuletzt Aktualisiert: 14. Juli 2020

Was ist und wie funktioniert der Hashgraph?

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

Hashgraph erklärt

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. f√ľnf Transaktionen pro Sekunde und Ethereum ca. 15. Ein Hashgraph kann hingegen Tausende Transaktionen sek√ľndlich 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. F√ľr ein besseres Verst√§ndnis bem√ľhen wir ein praktisches Beispiel. Wir haben f√ľnf Mitglieder: 1, 2, 3, 4 und 5. jedes einzelne Mitglied f√ľr eine Transaktion aus, die zu einem ‚ÄěEvent‚Äú f√ľhrt. Im weiteren Schritt ruft jedes der Mitglieder ein zuf√§lliges ausgew√§hltes Mitglied an und teilt mit ihm seine Transaktionshistorie. So kann beispielsweise Mitglied 2 das Mitglied 4 anrufen usw. Dieser Prozess des ‚ÄěAnrufs‚Äú geschieht wiederholt, wobei die Auswahl der Mitglieder zuf√§llig stattfindet. Jeder erneute Anruf f√ľhrt zu einem Ereignis und enth√§lt die Hashes der vorherigen Bl√∂cke.

Virtual Voting

Die zweite Technologie bei Hashgraph ist das Virtual Voting. Ziel ist es, einen Konsens √ľber die Reihenfolge der Transaktionen zu erhalten. Die einzelnen ‚ÄěEvents‚Äú 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 dar√ľber abstimmen, welches Ereignis als ‚Äěfamous witness‚Äú gelten soll. Das aktuelle Rundenereignis mit den meisten Stimmen wird zum ‚Äěfamous witness‚Äú und liefert die endg√ľltige Reihenfolge der Transaktionen.

Hashgraph vs. Blockchain

Lassen sich die Blockchain und Hashgraph miteinander vergleichen? Wir decken schon und stellen die Gemeinsamkeit und Unterschiede näher vor. Bei der Blockchain-Technologie haben wir ein digitales Hauptbuch, in dem sämtliche 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 Datensätze/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 √ľberlegene Datenstruktur, die in der Lage ist, den Konsensmechanismus zu l√∂sen. Wie die Erfahrungen zeigen, wurde bisher die Content Technologien zwei unterschiedliche Kategorien unterteilt:

  • √Ėffentliche Netzwerke (einschlie√ülich Bitcoin und Ethereum)
  • Privat (L√∂sungen, die auf Leader-basierten Konsensalgorithmen arbeiten)

Die √∂ffentlichen Netzwerke sind f√ľr die Nutzung √§u√üerst teuer und haben Leistungseinschr√§nkungen, die sich durch das Mining ergeben. Dadurch wird zwar sichergestellt, dass die Blockchain bzw. die enthaltenen Angaben unver√§nderlich sind, aber dies schr√§nkt die Anzahl der Anwender ein und ist weniger effizient.

Private Netzwerke beschr√§nken im Gegensatz zu √∂ffentlichen Netzwerken die Nutzung auf bekannte und vertrauensw√ľrdige Teilnehmer. Dieser Ansatz senkt die Kosten und verbessert die Leistung drastisch, mit Algorithmen, die 1.000 Transaktionen pro Sekunde erreichen k√∂nnen, verglichen mit sieben f√ľr Bitcoin. L√ľcken in Form von lockeren Sicherheitsstandards machen diese Netzwerke jedoch zu potenziellen Zielen von DDoS-Angriffen. Der Hashgraph-Algorithmus √ľberwindet diese M√§ngel, da er weder einen Arbeitsnachweis noch einen ‚ÄěLeader‚Äú ben√∂tigt. Dar√ľber hinaus verspricht sie eine kosteng√ľnstige und gute Leistung ohne Single Point of Failure.

Hashgraph vs. Blockchain ‚Äď weitere Vorz√ľge

Der geringere Energieverbrauch ist ein wesentlicher Vorteil von Hashgraph. Durch einer √ľberlegenen verteilten Ledger-Technologie entf√§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 w√§hlen, in der Transaktionen in einem Block stattfinden, Auftr√§ge verz√∂gern, indem er sie in zuk√ľnftigen Bl√∂cken platziert, ja sogar ganz am Betreten des Systems hindern. Die mit Hashgraph verf√ľgbare konsistente Zeitstempelung bietet eine L√∂sung f√ľr dieses Problem. Es verhindert, dass eine Person die Konsensordnung von Transaktionen beeinflusst, indem sie jede Art von Manipulation der Reihenfolge der Transaktionen ablehnt.

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