Nächste Haltestelle: Coordicide!

Genau wie bei der Bitcoin-Blockchain besteht das IOTA-Tangle aus tausenden von Full-Nodes, die Messages über das Gossip-Protokoll übermitteln. Jede Node verwendet dieses Protokoll, um zu validieren, ob seine Kopie des Ledgers (hinsichtlich des Datenbestands im Tangle) mit dem Rest des Netzwerks übereinstimmt bzw. konsistent ist.

Die Art und Weise, wie die Konsens-Finalität im Tangle erreicht wird, ist aktuell noch zentralisiert. Eine Reihe von Transaktionen, die dem DAG des Tangles hinzugefügt werden, werden von einem speziellen, zentralen Node namens "Coordinator" (dt. "Koordinator") als valide bezeichnet, sobald er den Tip, also die letzte Transaktion dieser Reihe, ausgewählt und mit dem anheften einer eigenen Transaktion bestätigt hat. Auf diese Weise werden alle Transaktionen die dieser Tip referenziert, ebenfalls bestätigt. Andere - bspw. widersprüchliche - Transaktionen bleiben hingegen zurück, ohne jemals von dem Koordinator bestätigt zu werden. Ähnlich wie bei Bitcoin, wo sog. "Checkpoints" bis zum 16.06.2014 (also über 5 Jahre nach Aktivierung des Netzwerks) normal waren, ist der Einsatz dieser zentralisierten „Finalitätsvorrichtung“ derzeit noch notwendig, um die Sicherheit des noch jungen und nicht vollständig fertig gestellten Netzwerks zu gewährleisten.

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Hinweis: Der "Coordinator", dessen Code Open Source zur Verfügung steht, kann lediglich Transaktionen validieren. Konsensregeln kann er dagegen nicht umgehen, womit es ihm auch nicht möglich ist, IOTA-Token zu erschaffen, einzufrieren oder einen anderen "Betrug" im Netzwerk zu begehen! Es wird schließlich immer von allen Nodes überprüft, was der "Coordinator" macht.

Bei IOTA gibt es im Grunde keine protokollbedingten Engpässe - die Skalierbarkeit ist einzig und allein durch die Hardware und die Gesetze der Physik beschränkt. Derzeit ist der "Coordinator" ein solcher Engpass, welcher das Protokoll daran hinter wirklich zu skalieren. Zudem stellt der "Coordinator" einen "Single Point of Failure" dar und verhindert, dass IOTA ein vollständig dezentrales Netzwerk ist. Die Entfernung des "Coordinators" - auch bezeichnet als "Coordicide" (Komposition aus den Wörtern "Coordinator" und "Homicide" (dt. Mord)) - ist aus den genannten Gründen das nächste große Ziel der IOTA Foundation (IF). Die Forschungs- und Entwicklerteams der IF haben mit dem Chrysalis Update die Grundlagen geschaffen, um das Ziel einer vollständigen Dezentralisierung im Hinblick auf den Konsens zu erreichen. Ein weiterer wichtiger Meilenstein ist das erst vor kurzem gestartete "IOTA 2.0 DevNet" (urspr. als "Nectar" bezeichnet). Es ist das erste vollständig dezentrale, also ohne "Coordinator" funktionierende, IOTA-Entwicklungsnetzwerk, welches auf dem Chrysalis Update basiert. Es stellt den Prototypen für das zukünftige, vollständig dezentrale IOTA-Hauptnetzwerk dar. Bevor jedoch irgendwann der Wechsel vom Entwicklungs- zum Hauptnetzwerk, und damit der eigentliche "Coordicide", durchgeführt werden kann, muss das "IOTA 2.0 DevNet" noch intensiv "auf Herz und Nieren" getestet werden. Diese Tests sollen idealerweise nicht nur durch die Teams der IF, sondern insb. auch durch die IOTA-Community bzw. Externe Personen durchgeführt werden. Geplant sind hierfür u.a. finanzielle Anreize, um eventuell vorhandene Sicherheitslücken zu finden und zu beheben. Deshalb lädt die IOTA Foundation jeden Sicherheitsforscher, Hacker und Interessierten ein, sich mit dem "IOTA 2.0 DevNet" und seiner Funktionalität genauer auseinanderzusetzen!

  • Der offizielle Blogpost zum "IOTA 2.0 DevNet": https://blog.iota.org/iotav2devnet/

IOTA-Konsens nach dem Coordicide: Wie funktioniert das konkret?

Nach der Analyse verschiedener Ansätze kam das Forschungsteam der IF zu der bereits angesprochenen Lösung namens "Coordicide", welche auf der Lösung von Konflikten mithilfe eines Abstimmungssystems beruht. Dies bedeutet, dass die Nodes bei zwei beliebigen, in Konflikt stehenden Transaktionen abstimmen und ihre Meinung darüber austauschen muss, welche Transaktion als gültig erachtet werden sollte. Damit jedoch ein solches Modell sicher funktioniert, müssen diverse Sicherheitsmaßnahmen implementiert werden, damit das IOTA Protokoll keine Angriffsvektoren bietet, welche die Sicherheit des Netzwerks beeinträchtigen würde. Sybil-, Eclipse- und Spam-Angriffe sind nur einige der Angriffsvektoren, für die entsprechende Sicherheitsfeatures im Code von IOTA implementiert werden müssen. Der "Coordicide" sollte daher sorgsam und mit Bedacht geplant und durchgeführt werden. Das "IOTA 2.0 DevNet" stellt den Prototypen vom "Coordicide"-Netzwerk dar und implementiert all diese Funktionen mit einer Reihe von Modulen, die zusammenwirken, um einen dezentralen Konsensus zu erreichen. Dieser Ansatz macht den "Coordicide"-Vorschlag und das zukünftige Protokoll modular, sodass jedes Modul unabhängig voneinander getestet, ersetzt oder verbessert werden kann.