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Distributed-Ledger-Technologien Die Solana-Blockchain gibt Gas

Von Dipl. Betriebswirt Otto Geißler 4 min Lesedauer

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Das Blockchain-Konzept hat sich längst über Kryptowährungen hinaus auf Software-Anwendungen ausgeweitet. Damit wurde die Optimierung der Transaktionsdurchsatzleistung zu einem wichtigen Bereich der Entwicklung. Welchen Beitrag kann Solanas Proof of History, kurz PoH, dazu leisten?

Solana gilt als eine der schnellsten Blockchains und konkurriert mit Ethereum bei der Entwicklung von On-Chain-Anwendungen mit hohem Durchsatz.(© Solana.com)
Solana gilt als eine der schnellsten Blockchains und konkurriert mit Ethereum bei der Entwicklung von On-Chain-Anwendungen mit hohem Durchsatz.
(© Solana.com)

Solana erinnert an die Ethereum-Blockchain, weil sie sowohl einen Token (SOL) als auch eine verteilte Maschine zur Ausführung von Smart Contracts und zur Verbindung dezentraler Anwendungen (DApps) bietet. Zudem werden mit der Blockchain-Architektur von Solana einige neue Ansätze und Ideen eingeführt.

Solana zählt daher zu den Wettbewerbern von Ethereum. Die Solana-Währung ist im Hinblick der Marktkapitalisierung aktuell bereits die fünftgrößte und gehört auch zu den meistgenutzten Blockchains für die Entwicklung von On-Chain-Anwendungen.

Konsens-Algorithmus Proof of History (PoH)

Der Konsens-Mechanismus ist nicht nur ein grundlegendes Prinzip einer Blockchain, sondern auch ein Unterscheidungsmerkmal der einzelnen Typen von Blockchains. Der Konsens-Algorithmus von Solana verfügt über mehrere neue Funktionen. Dazu gehört der Algorithmus Proof of History, der vor allem eine wesentlich schnellere Verarbeitungszeit sowie deutlich niedrigere Transaktionskosten erlaubt.

Der Ansatz ist im Grunde recht einfach: Mit dem Proof of History bietet Solana eine Möglichkeit, den Zeitablauf und die zeitliche Einordnung von Ereignissen kryptografisch nachzuweisen. Hinzu kommt, dass dieser Algorithmus in Verbindung mit einem anderen, konventionelleren Algorithmus, dem Proof of Stake (PoS) verwendet wird. Damit macht der Proof of History den Proof of Stake in Solana wesentlicher effizienter.

Um das Prinzip besser zu verstehen, kann man sich einen PoH wie eine kryptographische Uhr vorstellen. Wobei der PoH eine Transaktion mit einem Hash abstempelt und garantiert, dass diese Transaktion zu einem bestimmten Zeitpunkt gültig ist.

Vergleichsweise ist ein Miner in einem Szenario von Proof of Work (PoW) der erste, der die richtige Nonce bestimmt, was natürlich einen nicht unwesentlichen Anteil an Computerleistung erfordert. Beim Proof of History hingegen werden zudem Verifiable Delay Functions (VDFs) verwendet. Nur ein einziger CPU-Kern kann eine VDF lösen, indem er eine bestimmte Reihe aufeinander folgender Schritte ausführt. Da keine parallele Verarbeitung zulässig ist, lässt sich leicht feststellen, wie lange jeder Schritt dauern wird.

Auf diese Weise überwindet Proof of History (PoH) die Zeitbarriere und macht die Blockchain erheblich schneller, indem es die Verarbeitungslast reduziert. Zudem kombiniert Solana Proof of History (PoH) mit Tower Byzantine Fault Tolerance (Tower BFT), einem Sicherheitssystem, das es den Nutzern ermöglicht, Token einzusetzen, um über die Gültigkeit eines PoH-Hashes abzustimmen.

PoH und PoS im Vergleich

Die Konsens-Mechanismen Proof of Stake (PoS) und Proof of History (PoH) sind sich recht ähnlich. Dies ist darauf zurückzuführen, dass sich Proof of Stake zu Proof of History entwickelt hat. Beide Algorithmen basieren auf der gleichen Grundlage. In beiden Algorithmen werden Validatoren verwendet, um zu gewährleisten, dass Transaktionen validiert und neue Blöcke erstellt werden.

Ein wesentlicher Unterschied zwischen diesen beiden Methoden besteht jedoch in der Art und Weise, wie die Zeit berechnet wird. Bei Proof of Stake wird eine Zeitstempel-Funktion verwendet. Das bedeutet, dass sich jeder Knoten auf den Zeitstempel des Netzwerks verlässt. Da die Zeit erst durch das gesamte Netzwerk fließen muss, arbeitet das Netzwerk langsamer.

Bei Proof of History (PoH) ist dies nicht notwendig, da hier die Verifiable Delay Function verwendet wird, die die Zeit auf der Grundlage historischer Ereignisse errechnet. Nach der Analyse dieser Ereignisse wird eine Hash-Funktion erstellt, die von jedem bestätigt werden kann. Jedem, vom Netzwerk erstellten Block, wird dieser Hash angehängt. Diese Methode der Zeitbestimmung benötigt vergleichsweise nur wenig Zeit, was die Solana-Blockchain im Moment sehr schnell macht.

Leistungsvorteile mit Solana

Solana ist gegenwärtig die einzige Blockchain, die den Proof-of-History-Algorithmus einsetzt. Sie zeichnet sich durch hohe Skalierbarkeit aus und kann Transaktionen sehr schnell verarbeiten. Des Weiteren bietet Solana im Vergleich zu anderen Netzwerken, wie beispielsweise Ethereum, zusätzlich niedrigere Transaktionsgebühren. Daher ist Solana eine ausgezeichnete Wahl für häufige Transaktionen und Geldtransfers.

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In der Folge sind die durchschnittlichen Zeiten für eine Block-Validierung aufgelistet:

  • Bitcoin - 10 Minuten
  • Ethereum 1.0 - 10 bis 19 Sekunden
  • Ethereum 2.0 - 12 bis 14 Sekunden
  • Solana - 800 Millisekunden

Dies verdeutlicht wohl den extremen Blockdurchsatz von Solana. Nicht umsonst haben institutionelle Anleger allein erst kürzlich über 100 Millionen Dollar pro Jahr in Solana investiert.

Schwachstellen von Proof of History (PoH)

Der Algorithmus Proof of History wurde noch nie in großem Umfang getestet. Aus diesem Grunde ist es noch unklar, ob das neue Konsens-Verfahren tatsächlich auch völlig fehlerfrei funktioniert.

Darüber hinaus wurden in der Vergangenheit bereits verschiedene Schwachstellen und Angriffe auf die Solana-Blockchain entdeckt. Ein nicht unwesentlicher Teil davon sei auf die noch nicht ganz perfekte Funktionsweise der Proof of History zurückzuführen. Daher gilt es gegenwärtig als nicht 100-prozentig gesichert, ob Proof of History ein zuverlässiger Konsens-Mechanismus ist.

Im Vergleich zu den über 3.000 dezentralisierten Apps von Ethereum existieren aktuell für Solana nur etwa 350 DApps. Die Solana-Blockchain befindet sich noch im Beta-Status. Im Moment durchläuft Solana den Prozess der Fehlerbeseitigung, um schlussendlich ein hohes Maß an Stabilität auf der Grundlage des Proof of History-Konzepts zu erreichen.

[Bildunterschrift]

Solana gilt als eine der schnellsten Blockchains und konkurriert mit Ethereum bei der Entwicklung von On-Chain-Anwendungen mit hohem Durchsatz.

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