Block Race, Skalierbarkeit (lightning network), Anwendungsbereiche für die Blockchain, Fazit

11 und letzter Artikel meiner Bitcoin-Reihe

Dies ist mein 11 und gleichzeitig letzter Artikel über Bitcoin bzw die Blockchain. Als nächstes werden wir uns auf diesem Blog mit Iota bzw dem Tangle beschäftigen was wieder sehr interessant wird.

Dieser Artikel wird neben technischen Erläuterungen auch noch ein Fazit von mir zu Bitcoin bzw der Blockchain beinhalten und der vermutlich längste Artikel dieser Serie werden (vermute ich zumindestens gerade wenn ich meine Notizen zu diesem Artikel anschaue:D)

Ich werde außerdem noch viel interessante Literatur zu dem Thema verlinken.

Hier wie immer eine Übersicht zu meinen bisher erschienenen Artikeln über Bitcoin: 

1. Das Bitcoin-System 
2. Erfüllung der drei Transaktionsbedingungen bei Bitcoin
3. Transaktionskonsens bei Bitcoin (Mining und Blockchain)
4. Netzwerkknoten (Bitcoin)
5. Bitcoin Kommunikationsprotokoll und aktuelle Registerversion; Verwaltung des Bitcoin Systems(BIP), Bitcoin ist Fiatgeld
6. Pseudonyme und Zugriffsberechtigungen bei Bitcoin (Transaktionslegitimität)
7. Sicherheit bei Bitcoin (Schlüssel und Pseudonyme), Einstieg Hahsfunktionen
8. Transaktionen (technische Erläuterungen zu Bitcoin)
9. Delegation an@steem-ua, Block Bestandteile bei Bitcoin (transaktionskonsens)
10. Struktur der Blockchain und genauere Proof-of-Work Erklärung als in Artikel 3

Ist doch eine Liste die sich sehen lassen kann:D

Im letzten Artikel haben wir die Difficulty kennengelernt. Difficulty: Veränderung des Schwellenwertes; umso größer die Difficulty umso kleiner ist der Schwellenwert und andersrum bzw. wie schwer ist es den Hashwert des Block Headers (BlockID) unter den geforderten Schwellenwert zu bekommen, zu deutsch: wie schwer ist es zu minen.

Wofür diese Difficulty benötigt wird behandeln wir jetzt im folgenden Abschnitt.

Welche Blockchain Version ist die aktuellste?

Es wird immer die Kette als die aktuelle angesehen, die die größte aufsummierte Difficulty hat. Also vereinfacht gesagt die längste Kette/die in die am meisten Arbeit geflossen ist.

Jetzt wissen wir wie eine eindeutige Blockchain Version geschaffen, besichert und erkannt (als aktuellste) wird.

Übersicht Konsensprotokoll:

• Legitimität: Durch sie wird verhindert, dass ungültige Blöcke aufgenommen werden, sowie Sicherstellung der Berechtigung des Transaktionsinitiianten über das Guthaben zu verfügen(siehe Artikel 2 und 6).
• Blockchain/Verkettung: Sorgt dafür, dass in die Blockchain aufgenommene Blöcke nicht verändert werden können. Dadurch ist es nicht möglich Besitzzustände zu manipulieren.(siehe Artikel 3,8, 9 und 10)
• Proof-of-Work mit Schwellenwert: Künstliche Schwelle zu Aufnahme neuer Blöcke, Sicherung der Blockchain vor Manipulation. (siehe Artikel 3, 9 und 10)
• Entlohnung der Miner: Coinbase-Transaktion und Transaktionsgebühren.(siehe Artikel 3, 8 und 11)
• Aufsummierte Difficulty: So wird sichergestellt, dass die Version der Kette, in die am meisten Arbeit geflossen ist, als aktuellste Version betrachtet wird.(siehe Artikel 11)

Block Race (zu deutsch: Block Rennen)

In der Theorie (und auch Praxis) ist es durchaus möglich, dass zeitgleich zwei konkurrierende Blöcke entstehen. Also zwei Blöcke die den gleichen Block referenzieren und somit beide einen Anspruch darauf erheben der aktuellste Block der Chain zu sein. Kann natürlich nicht gehen/es kann nur einen geben:D

Jetzt beginnt wie im Bild zu sehen (okay nicht ganz so:D) ein "Rennen". Nämlich ein Rennen darüber, auf welchen der beiden Blöcke sich zuerst ein neuer Block referenziert. Dieser Block hat dann "gewonnen". Wenn sich ein neuer Block auf ihn referenziert, bevor sich jemand auf seinen Konkurrenten referenziert, ist seine Kette am längsten und die aufsummierte Difficulty am höchsten und er bekommt als in die aktuelle Blockchain Version aufgenommener Block seine Entlohnung(Coinbase Transaktion). Also es "gewinnt" im Schnitt die Version der Kette der am meisten Rechenleistung zufließt (umso mehr Rechenleistung der Version zufließt umso höher ist die Wahrscheinlichkeit das ein neuer Block der sich auf diese Version referenziert gefunden wird.)

Miner werden jetzt den Block für ihre Block Kandidaten referenzieren, der als erstes bei ihnen eingegangen ist. Es spielt bei einem solchen Block Race also eine wichtige Rolle, wie schnell die beiden Blöcke propagiert werden. Denn der Block der sich schneller verbreitet und auf den sich mehr neue Blockkandidaten referenzieren dem fließt am meisten Rechenleistung zu, wodurch er im Schnitt das Block Race (und damit die Coinbase Transaktion die man ja nur bekommt, wenn der geminte Block zur längsten Kettenversion gehört bekommt) gewinnt.

Ganz einfach ausgedrückt beim Fall Block Race: Bei der Blockchain Version(bei dem Block) bei der/bei dem  zuerst ein neuer Block gefunden wird, wird weitergearbeitet (weil man die Entlohnung für einen geminten Block nur bekommt wenn dieser Block in der aktuellsten Blockchain Version ist).

Das wars jetzt mit den technischen Erläuterungen. Jetzt kommen noch ein paar interessante Infos zur Skalierbarkeit und Zukunft von Bitcoin. Mit der Blockchain an sich sind wir jetzt aber fertig: Glückwunsch:D ich hoffe du hast es verstanden und bist jetzt ein Bitcoin Experte:D

Skalierbarkeit und Bestätigungsdauer für eine Transaktion

Die Skalierbarkeit von Bitcoin ist logischerweise begrenzt, da die Blockgröße (Zahl der enthaltenen Transaktionen) begrenzt ist. Die durchschnittliche Zeit von 10 Minuten bis zur Annahme eines neuen Blocks begrenzt ebenfalls die Zahl der Transaktionen pro Sekunde.

Konkret komme ich da auf 2,79 Transaktionen pro Sekunde in den letzten 24 Stunden. Das ist natürlich nicht das Maximum. Das Maximum liegt laut meinem Buch bei 7 Transaktionen pro Sekunde (Anfang 2017) (damals hat ein BTC noch unter 2000USD gekostet, zeitweise sogar unter 1000).

Zum Vergleich das VISA Netzwerk hat 2014 bis zu 57 000 Transaktionen pro Sekunde erreicht.

Da im Schnitt nur alle 10 Minuten ein neuer Block in die Blockchain kommt, liegt auch die durchschnittliche Wartezeit zur Bestätigung einer Transaktion in diesem Bereich (durchschnittlich zwischen 5 und 10 Minuten).

Die begrenzte Blockgröße ist eine Sache, die ohne weiteres aufgehoben werden kann (Soft-oder Hardfork). Die Zahl der Transaktionen pro Sekunde kann also durchaus gesteigert werden. Bitcoin wird jedoch trotzdem nie die Geschwindigkeit des VISA Netzwerks erreichen können(zumindestens in naher Zukunft nicht).

Auch hier haben sich irgendwelche sehr sehr intelligente Menschen (keine Ironie:D) etwas einfallen lassen. Und zwar Zahlungskanäle die Off-Blockchain Transaktionen ermöglichen. Das bedeutet, diese Transaktionen sind nicht einzeln im Block, sondern werden aggregiert(zusammengefasst) verbucht. Diese Off-Blockchain Transaktionen belasten also nicht die (beschränkte) Blockgröße. Zahlungskanäle basieren auf Multising. Sie erlauben es zwei Parteien über einen gewissen Zeitraum eine große Anzahl an Mikro Transaktionen durchzuführen und diese dann am Schluss des Zeitraums zu verrechnen und als zusammengefasste Transaktion der Blockchain hinzuzufügen. Diese Zahlungen sind sicher und unmittelbar gültig und können somit auch ohne Vertrauensverhältnis durchgeführt werden.

Diese Zahlungskanäle können auch bidirektional verwendet werden.

Hier wird es jetzt interessant, da diese bidirektionalen Zahlungskanäle zu einem auf Bitcoin basierenden Zahlungsnetzwerk erweitert werden können.Durch eine Serie von Ausgleichzahlungen über verschiedene Zahlungskanäle können so Zahlungen zwischen verschiedenen über Zahlungskanälen verbundenen Teilnehmern abgewickelt werden. Diese Zahlungsnetzwerke sind dezentral und können die Skalierbarkeits- und Wartezeit Probleme von Bitcoin lösen.

Ein solches Zahlungsnetzwerk kennt ihr wahrscheinlich alle. Das ist das sogenannte Bitcoin lightning-network. Zum Lightning-Network verlinke ich euch unten ein paper. Und eine github Quelle für die sehr interessierten.

Nicht monetäre Anwendungen für die Blockchain

Es gibt zahlreiche Anwendungsfälle und in vielen Bereichen macht der Einsatz der Blockchain wirklich Sinn. Hierfür ist es wichtig zu verstehen, dass in der Blockchain nicht nur Transaktionen gespeichert und festgehalten werden können, sondern auch andere Daten.

Ein cooles Sinnbild ist das einer Pinnwand, die von jedem einsehbar ist und die dezentral bewirtschaftet wird:D An diese Pinnwand können alle möglichen Informationen angebracht werden. Doch diese Informationen können nachträglich nicht mehr verändert oder entfernt werden. Desweiteren kann das Datum sowie der Autor der Information optional festgehalten werden. Die Authentizität und Integrität von Daten kann so also sichergestellt werden.

Dies bringt jedoch auch Nachteile mit, die ich hier auch kurz erwähnen wollte. "Das Internet vergisst nicht" ist auch ohne die Blockchain ein wahrer Spruch. Durch die Blockchain könnte "sensible Informationen" in eine Blockchain gelangen und würden dort für immer bleiben. 

Als Beispiel habe ich mal von Kinderpornos(bzw links dazu) in der Bitcoin Blockchain gehört (https://www.btc-echo.de/versteckte-kinderpornografie-in-der-bitcoin-blockchain/). 

Diese Integrität der Daten in der Blockchain kann also auch Nachteile bieten. Jedoch sind diese Nachteile im Vergleich zu den Vorteilen klein.

Jetzt mal ein paar grobe Anwendungsfälle:

• Proof-of-Existence (Beweis das ein Datenpaket zu einem bestimmten Zeitpunkt existiert hat) Hashwert des Datenpakets kann so dafür sorgen, dass kein "Ideenklau" betrieben wird zb.
• Sicherstellung der Integrität von Daten: So kann zum Beispiel sichergestellt werden das zum Beispiel Geschäftsbedingungen nicht nachträglich verändert werden. Oder Dokumente eines Unternehmens welches den Hashwert dieser Dokumente in der Blockchain verewigt und so diese trotz Geheimhaltung der Informationen vor Manipulation schützt. (oder Blockchain Grundstückregister)
• Authentizität von Daten: Die Universität von Nicosia besichert "academic certificates" auf der Blockchain. Unten packe ich den Link dazu wieder in die Quellen; zusammen mit anderer interessanter Literatur.
• Zahlungsversprechen und Kryptoassets: Wertanknüpfung/colored coins/Besitzzustände von Werteinheiten jeglicher Art
• Smart Proberty: Ein physisches Objekt ist in der Lage seinen Besitzer durch die Blockchain zu identifizieren und ihm dementsprechende Rechte zu geben. Zum Beispiel die Blockchain bzw private key als Hausschlüssel. Das ist jedoch nicht die eigentliche geplante Verwendung. Eigentlich sollen so physische Besitze besser übertragen werden.
• Smart Contracts: Blockchain Verträge (geskriptete Abfolgen mit einem an Bedingungen geknüpftes Resultat)
• Besicherter Kredit (dazu fällt mir grade die serie Startup ein:D)

Wenn man Kreativ ist fallen einem hier sehr viele gute Anwendungsfälle ein. Kurz gesagt: in manchen Bereichen wird sich die Blockchain durchsetzen und in manchen nicht:D

Mein Fazit zu dieser Artikelserie

Mir persönlich hat diese Artikelserie sehr viel gebracht. Ich habe extrem viel Verständnis dazugewonnen. Ich habe alles was ich in diesen 11 Artikeln geschrieben habe verstanden (mit Ausnahme vom Lightning Network welches ich mir noch genauer anschauen werde). Das Thema ist in meinen Augen zwar schwer greifbar und schwierig zu "verinnerlichen" aber die Artikelserie hat mir wie gesagt viel gebracht. 

Ich hoffe ich konnte auch euch Wissen vermitteln, welches euch vielleicht mal helfen wird.

Meine Meinung zu Bitcoin ist sehr positiv. Das Ganze ist genial und eine wahre Bereicherung. Wir leben gerade in einer wirklich spannenden Zeit und die Blockchain beziehungsweise dezentrale Technologien zur Konsensfindung wie der Iota Tangle haben das Potential die Welt zu verändern.

Und zwar in einer Art und Weise die unser alltägliches Leben stark beeinflussen könnte (man denke nur an IoT zb). Besonders positives Potential sehe ich im Bereich unserer Daten. Zurzeit machen Google und andere mit unseren Daten Geld ohne das wir etwas dafür bekommen oder Kontrolle darüber haben. Die Blockchain könnte dies verändern.

Auch im Gesundheitlichen Bereich sehe ich enormes Potential, sowohl bei mehr Daten für Studien sowie besserer Versorgung von Kranken.

Ich sehe also das größte Potential von Kryptowährungen außerhalb vom rein monetären. Das Kryptowährungen zu einer etablierten Währung wie beispielsweise dem Euro werden, wird meiner Ansicht nach noch eine Weile dauern (halte es in ferner Zukunft aber für sehr realistisch). Änderungen im Bereich unserer Daten und im Bereich des Internets (social media etc) durch die Blockchain, werden meiner Meinung nach dagegen schon sehr bald kommen/stehen schon in den Startlöchern.

Profitieren können wir als "normale" Menschen (derzeit) eigentlich nur durch Investieren. Es werden zwar in Zukunft wahrscheinlich viele neue Berufe entstehen doch momentan können wir am eventuell bald kommenden Erfolg der Blockchain nur durch Investitionen in unserer Ansicht nach vielversprechende Coins/Token teilhaben.

Hierbei gibt es natürlich ein hohes Risiko aber wenn man an den Erfolg der Blockchain glaubt hat man seinen Investitionsgrund schon.

Wenn du an den Erfolg des ganzen glaubst investiere. Es ist natürlich nicht ratsam Haus, Frau und Auto zu verkaufen und alles in  einen Coin zu stecken aber nicht zu investieren obwohl man an den Erfolg der Blockchain glaubt ergibt auch keinen Sinn.

Also investiere nur dann, wenn du auch an den Erfolg glaubst und investiere nur soviel, wie du bereit bist zu verlieren. Wenn du das machst hast du schon im vorraus gewonnen. Du hast nach deinen Überzeugungen gehandelt und eine tolle Chance an deren Erfolg du glaubst ergriffen. Ob sich ein Investment lohnt werden wir wohl erst im Laufe der nächsten Jahre wissen:D Mich persönlich würde es aber mehr ärgern die Chance auf eine verhundertfachung des eingesetzten Kapitals zu verlieren als ein paar tausender.

Für entstandene Verluste übernehme ich natürlich keine Verantwortung. Investieren sollte man nur wenn man selbst vom Erfolg überzeugt ist und dann ist man auch selbst verantwortlich darüber was mit dem Geld passiert.

Quellen:

• Bitcoin Whitepaper

https://bitcoin.org/bitcoin.pdf

• Interessante Charts

https://www.blockchain.com/charts

• Paper zum lightning network

https://lightning.network/lightning-network-paper.pdf

• lightning network implementation

https://github.com/ElementsProject/lightning

• "Academic certificates on the Blockchain"

https://digitalcurrency.unic.ac.cy/free-introductory-mooc/self-verifiable-certificates-on-the-bitcoin-blockchain/academic-certificates-on-the-blockchain/

• blockchain based property ownership recording system

https://chromaway.com/papers/A-blockchain-based-property-registry.pdf

 

•  Mein Wissen über dieses Thema habe ich größtenteils aus diesem Buch. Ich kann es sehr empfehlen.

https://www.amazon.de/gp/product/3738653929/ref=as_li_tl?ie=UTF8&tag=urdreamscomet-21&camp=1638&creative=6742&linkCode=as2&creativeASIN=3738653929&linkId=d95515f27071b70b443408ad7170a100

Dies ist ein ref Link von mir zu dem Buch. 

• Die Abbildung habe ich selbst mithilfe von Paint3D erstellt.
• Ebenfalls als Quelle empfehlen kann ich Medium und https://coinforum.de/forum/19-technik-entwicklung-sicherheit/

Ich danke euch für eure Aufmerksamkeit. Besonders @lauch3d und @chappertron danke ich für ihre tollen Kommentare und empfehle euch solltet ihr die beiden nicht kennen, ihnen unbedingt zu folgen, da beide tollen Content bringen (den meiner meinung nach aktuell besten im deutschsprachigen Steemit Bereich)

Feedback und Fragen gerne in die Kommentare! werde auf alles eingehen.

Kann den Artikel gerade aufgrund von HF-20 nicht posten. Hatte ihn gestern (25 September) fertig gestellt aber kann ihn erst jetzt posten. Voten ging auch nicht.

">Sorry guys, this HF was no success, this is a desaster.Nearly everybody below ORCA-Level is not able to do anything.I voted twice after the HF20 and my voting power dropped from around 50% to 1.5%. Please check if there is not another bug in the current software version."

Hier ein Zitat aus einem Kommentar von @twinner unter https://steemit.com/steem/@steemitblog/hf20-update-hardfork-successful.

 Stimme ihm vollkommen zu, als Erfolg kann man so etwas nicht bezeichnen, aber mal schauen ob die HF Änderugen etc sich bewähren.