Wird die Blockchain von Hashgraph entthront?

Swirlds ist eine Softwareplattform, die den Hashgraph Konsensus-Algorithmus entwickelt hat. Die völlig neue Distributed-Ledger-Technologie soll wesentlich kostengünstiger, schneller, sicherer, effizienter und mathematisch fairer als die Blockchain mit Ihren Kryptowährungen sowie IOTA sein. Experten sind überzeugt, dass das die Zukunft des Internets und der dezentralen Technologie sein könnte. Doch ist wirklich alles Gold, was glänzt?

Hashgraph ist eine neue Konsensalternative zur Blockchain (Was ist Blockchain?). Es verwendet ein Gossip-over-Gossip-Protokoll. Das Gossip-Protokoll ist ein Verfahren aus der Computer zu Computer Kommunikation. Die Art, wie die Informationen sich verbreiten ist dabei vergleichbar mit der in sozialen Netzwerken oder wie sich eine Epidemie ausbreitet. Daher wird es auch als epidemisches Protokoll bezeichnet. Moderne verteilte Systeme verwenden häufig Gossip-Protokolle, um Probleme zu lösen, die auf andere Weise schwierig zu lösen wären. Das kann entweder daran liegen, dass das zugrundeliegende Netzwerk eine unübersichtliche Struktur hat, sehr umfangreich ist oder weil diese Lösung schlicht die effizienteste Methode ist, um Informationen zu verbreiten.

Hashgraph ist eine neue Konsensalternative zur Blockchain

Bei Hashgraph wird das Gossip-Protokoll wie folgt eingesetzt: Jeder Knoten im Netzwerk kann signierte Informationen, genannt Ereignisse, auf neu erstellte Transaktionen an seine zufällig ausgewählten Nachbarn weitergeben. Dabei ist es ganz egal, ob die neue Transaktion von dem Knoten selbst ausgeht oder von einem anderen Knoten weitergeleitet wurde. Die Nachbarn, an die diese Information nun weitergeleitet wurde, fassen diese nun mit den von anderen Knoten empfangenen zu einem neuen Eintrag zusammen. Es werden dabei zwei Hashes angehängt.

Dieser neue Eintrag wiederum wird an andere, zufällig ausgewählte Nachbarn innerhalb des Netzwerks weitergeleitet. Der Prozess setzt sich immer weiter fort, bis alle Knoten schließlich diese zu Beginn erstellte Information kennen. Wegen der Konvergenzeigenschaft des Gossip-Protokolls, kann jede neue Information sich sehr schnell im Netzwerk ausbreiten.

Im Idealfall sind sich dabei alle Knoten bezüglich der Ereignisse und ihrer Chronologie einig. Im Zweifelsfall kann jedoch jeder Knoten durch Ausführen einer virtuellen Abstimmung bestimmen, ob eine Transaktion gültig ist, basierend darauf, ob sie mehr als zwei Drittel der Knoten in dem Netzwerk als Zeugen vorweisen kann. Hashgraph bezieht sich dabei auf die byzantinische Fehlertoleranz, bei der angenommen wird, dass eine Information verlässlich ist, wenn sie von mehr als zwei Drittel der Beteiligten bestätigt werden kann.

Vorteile von Hashgraph gegenüber der Blockchain

Hashgraph ist ein überlegenes verteiltes Ledger-Technologiesystem. Denn es eliminiert die Notwendigkeit massiver Berechnungen und den damit verbundenen hohen Energieverbrauch. Ein weiterer entscheidender Vorteil ist, dass Hashgraph im Gegensatz zur Blockchain einen echten Konsens ermöglicht. Insgesamt kann Hashgraph mit folgenden Eigenschaften die Blockchain-Technologie übertrumpfen:

• Geschwindigkeit: Das System ist praktisch nur durch die Bandbreite begrenzt. Das bedeutet konkret, dass es mehr als 250.000 Transaktionen pro Sekunde schaffen könnte. Im Vergleich dazu schafft Bitcoin durchschnittlich 7 pro Sekunde.
• Fairness: Mathematisch bewiesene Fairness bedeutet, dass kein Individuum die Reihenfolge der Transaktionen manipulieren kann. In der Blockchain-Welt kann ein Miner die Reihenfolge auswählen, in der Transaktionen in einem Block stattfinden. Er kann Aufträge verzögern, indem er sie in zukünftigen Blöcken platziert, und sogar verhindern, dass sie vollständig in das System gelangen. Das Zeitstempeln von Konsens verhindert, dass eine Person die Konsensreihenfolge von Transaktionen beeinflusst. Sobald ein Ereignis eintritt, weiß es jeder innerhalb weniger Minuten. Dabei sind letztlich nur die Auswirkungen der Transaktion für das Speichern wichtig, alles andere kann verworfen werden. Dadurch wird der derzeit benötigte Speicherplatz auf einen Bruchteil von 1 GB reduziert – im Vergleich dazu braucht Bitcoin derzeit etwa 60 GB. Dadurch könnte sogar ein Smartphone als Knoten fungieren und jeder kann sich am Netzwerk beteiligen.
• Verbesserte Sicherheit durch asynchrone byzantinische Fehlertoleranz: Kein Mitglied kann die Gemeinschaft davon abhalten, einen Konsens zu erreichen oder den Konsens ändern, sobald er einmal erreicht ist. Mit dem byzantinischen Modell kann ein Konsens erreicht werden, während in der Blockchain-Welt nur die Wahrscheinlichkeit mit der Zeit zunimmt. Wenn aber kein Konsens erreicht wird, treten zwangsläufig immer Konflikte auf. Dies ist der Grund, weshalb es immer wieder zu Hard Forks kommt. Die führen zu alternativen Münzen, wie Bitcoin Cash und Bitcoin Gold.
• Gesteigerte Effizienz: In der Blockchain werden Transaktionen in Blöcken abgelegt, die eine einzige, lange Kette bilden. Wenn zwei Miner gleichzeitig zwei Blöcke erstellen, wählt die Gemeinschaft schließlich einen. Der andere wird verworfen. Im Hash-Diagramm hingegen kann das nicht passieren.
• Geringere Kosten: Hashgraph vermeidet Arbeitsbeweise wie Proof of Work. Das bedeutet, es muss keine Rechenzeit verschwendet werden und teure, kundenspezifische Hardware ist nicht mehr notwendig. Wenn in der Blockchain, wie oben bereits angesprochen, neue Blöcke zu schnell ankommen, müssen sie verworfen werden. Aus diesem Grund verwendet Bitcoin derzeit den Proof-of-Work Algorithmus, da dies den Mining-Prozess künstlich verlangsamt. Doch dieser Verlangsamungsprozess kostet eben Geld und verschwendet Rechenleistung und Energie.

Hashgraph hat einige Neuerungen gegenüber der bisherigen Blockchain-Technologie. Das System muss sich aber noch in einem Public Ledger bewähren. Denn bisher wurde das System nur auf privaten Ledgers, also einem geschlossenen Hauptbuch angewendet. Hier kann vorausgesetzt werden, dass sich jeder innerhalb des Netzwerks kennt und es gibt eine definierte Menge an Knoten, die weitestgehend konstant bleibt. In einem öffentlichen Hauptbuch, wie bei Bitcoin oder Ethereum, gibt es so etwas nicht. Der Vergleich mit der Blockchain ist daher bisher noch mit Vorsicht zu genießen. Denn ob das neue System in einem Netzwerk, bei dem keiner den anderen kennt und theoretisch jederzeit ein neuer Knoten auftauchen und ebenso gelöscht werden kann, funktioniert, ist bisher nicht bekannt.

Das System muss sich aber noch in einem Public Ledger bewähren

Hashgraph hat außerdem keine eigene Kryptowährung hervorgebracht, daher kann es zum jetzigen Zeitpunkt keine echte Alternative zur Blockchain sein. Laut Angaben von Swirlds Inc. soll jedoch in naher Zukunft über die Einführung eines Tokens oder Coins diskutiert werden. Wann das geschehen wird und wie die Lösung aussehen soll, ist noch nicht bekannt.

Ein weiterer nicht außer Acht zu lassender Punkt ist, dass die Software hinter Hashgraph nicht Open Source ist. Die Gründer von Swirlds haben die Software patentieren lassen. Das macht die Anwendung nicht einfach für jeden zugänglich und beliebig anwendbar. Die Blockchain hingegen ist Open Source.

Abschließend lässt sich sagen, dass Hashgraph einen vielversprechenden Ansatz gewählt hat. Das System hat durchaus das Potenzial, sich auf dem Markt zu etablieren und kann eine echte Bereicherung sein. Ob es die Blockchain gänzlich vom Markt drängen oder sogar ersetzen kann, ist bei dem aktuellen Stand der Dinge unwahrscheinlich.