{"id":312426,"date":"2021-10-19T08:43:36","date_gmt":"2021-10-19T06:43:36","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=312426"},"modified":"2021-10-19T08:43:36","modified_gmt":"2021-10-19T06:43:36","slug":"forscher-am-ist-austria-entwickeln-bausteine-fuer-nachhaltige-blockchain","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/forscher-am-ist-austria-entwickeln-bausteine-fuer-nachhaltige-blockchain\/","title":{"rendered":"Forscher am IST Austria entwickeln Bausteine f\u00fcr nachhaltige Blockchain"},"content":{"rendered":"\n

Bitcoin<\/em> ist eine Kryptow\u00e4hrung und ein sogenanntes Open-Source Peer-2-Peer-Blockchain-Protokoll. 2009 gegr\u00fcndet, gilt sie als\u00a0erfolgreichste digitale W\u00e4hrung der Geschichte. Der Erfinder ist unter dem Pseudonym Satoshi Nakamoto<\/a> bekannt. Die wahre\/n Identit\u00e4t\/en dahinter sind im Dunkeln. Im Unterschied zu fr\u00fcheren digitalen W\u00e4hrungen ist Bitcoin dezentral und offen (permissionless). Das hei\u00dft, Transaktionen werden nicht von einer zentralen Entit\u00e4t aufgezeichnet, sondern in einer \u00f6ffentlichen Sequenz von Bl\u00f6cken, der sogenannten Blockchain<\/em>. Jeder darf Transaktionen einf\u00fcgen und zur Validierung beitragen. Dazu m\u00fcssen proofs of work<\/em> (PoW) erstellt werden.<\/p>\n\n\n\n

Robuste Blockchain<\/h3>\n\n\n\n

Die Bl\u00f6cke der Blockchain<\/em> sind \u00f6ffentliche Auflistungen von Transaktionen, die zu einer Kette verbunden werden. Der Verlauf der Transaktionen kann nicht ge\u00e4ndert werden. Um potenzielle Attacken zu verhindern, wird das Hinzuf\u00fcgen von Bl\u00f6cken rechnerisch sehr aufw\u00e4ndig gestaltet. Die Rechenleistung wird von sogenannten Sch\u00fcrfern beigesteuert. Anreiz bieten Belohnungen in Form von M\u00fcnzen<\/em> der Kryptow\u00e4hrung. Wichtig ist, dass mehr als die H\u00e4lfte der Rechenleistung, die zur L\u00f6sung dieser Aufgaben eingesetzt wird, von ehrlichen Parteien geleistet wird. Dann fungiert die Blockchain<\/em> als robustes und nicht manipulierbares Register, das alle Bitcoin-Transaktionen aufzeichnet.<\/p>\n\n\n\n

Versch\u00e4rfung der Klimakrise <\/h3>\n\n\n\n

“Trotz des enormen Erfolgs ist das System mit M\u00e4ngeln behaftet und dadurch die langfristige Tragf\u00e4higkeit von Kryptow\u00e4hrungen in Frage gestellt,” sagt Professor Krzysztof Pietrzak<\/a>. Er leitet die Kryptographie-Gruppe<\/a> am Institute of Science and Technology,<\/em> IST Austria und <\/em>ist am Chia Network<\/a><\/em> beteiligt. Bram Cohen<\/a>, der CEO von Chia und Erfinder von Bittorrent<\/a>, verwendet Ideen aus seiner Grundlagenforschung, um eine nachhaltige Kryptow\u00e4hrung zu realisieren. <\/p>\n\n\n\n

Auch interessant:<\/strong> Experten sehen in der Libra einen Angriff auf Banken und das staatliche Geldwesen<\/a><\/p>\n\n\n\n

Das \u00f6kologische Problem ist auch das vordringlichste. Die Berechnungen erfordern einen enormen Energieverbrauch und die Energie wird \u2013 je nach Standort der Hardware \u2013 fossil erzeugt. Das verursacht CO2-Emissionen. Laut Digiconomist<\/em> sind dies derzeit 81,8 Millionen Tonnen pro Jahr. Das entspricht etwa dem CO2-Fu\u00dfabdruck Rum\u00e4niens<\/a>. <\/p>\n\n\n\n

Weiters ist die zentrale Rechen- und Steuereinheit eines Computers (CPU) nicht besonders effizient in der Suche nach Bl\u00f6cken. Spezialisierte Hardware ist effizienter und verbraucht weniger Energie. Mittlerweile gibt es gro\u00dfe Akteure, die diese Hardware einsetzen und damit den demokratischen dezentralen Anspruch untergraben. Die urspr\u00fcngliche Idee von Nakamoto, dass normale User Ihre \u00fcbersch\u00fcssigen CPU-Zyklen verwenden, um Bitcoin zu sch\u00fcrfen, konnte nicht umgesetzt werden. Denn mit normalen CPUs sind die Stromkosten wesentlich h\u00f6her als der zu erwartende Gewinn. <\/p>\n\n\n\n

Langfristig d\u00fcrften auch die hohen Pr\u00e4mien als Anreiz f\u00fcr Bitcoin-Sch\u00fcrfer problematisch werden, weil sie entweder zur Inflation der W\u00e4hrung oder zu hohen Transaktionskosten f\u00fchren. <\/p>\n\n\n\n

Beweismittel Speicherplatz<\/h3>\n\n\n\n

Die Kryptographie-Gruppe vom IST Austria<\/em> hat schon 2013 in einem Papier ein alternatives Beweissystem f\u00fcr ein dezentrales W\u00e4hrungssystem vorgeschlagen: den proof of space (PoSpace)<\/em>. Anders als der proof of work<\/em> (PoW) basiert dieser nicht auf st\u00e4ndigen Berechnungen, sondern auf freiem Speicherplatz auf der Festplatte. Diese alternative Konstruktion l\u00f6st alle genannten M\u00e4ngel: Sie ist viel effizienter und erm\u00f6glicht eine nahezu ressourcenneutrale Suche nach Bl\u00f6cken f\u00fcr alle Teilnehmer. <\/p>\n\n\n\n

Daf\u00fcr spricht, dass die Ressourcen an ungenutztem Speicherplatz gro\u00df sind und sich in Rechenzentren genauso finden wie in pers\u00f6nlichen Laptops und dergleichen. Sie k\u00f6nnen also von allen und\u00a0 fast ohne zus\u00e4tzliche Kosten f\u00fcr das Sch\u00fcrfen genutzt werden. Der Speicherplatz muss nur einmal initialisiert werden, um die Suche nach Bl\u00f6cken zu erm\u00f6glichen.\u00a0<\/p>\n\n\n\n

Nachhaltige Blockchain<\/h3>\n\n\n\n

\u201eMan kann Proof of Work<\/em><\/em> nicht einfach mit Proof of Space<\/em> in einer Blockchain wie Bitcoin ersetzen, das w\u00e4re v\u00f6llig unsicher,\u201c erkl\u00e4rt Pietrzak. Vielmehr konstruierten die Forscher eine eigene Blockchain, die sie Spacemint<\/em> nannten. Aber bis es zu einer ernsthaften Implementierung kam, musste noch viel Forschungsarbeit geleistet werden. Technische Herausforderung war es, eine zumindest \u00e4hnliche Sicherheit zu garantieren, wie bei Bitcoin<\/em> \u2013 unter der Annahme, dass eine Mehrheit des Speicherplatzes von ehrlichen<\/em> Parteien kontrolliert wird.<\/p>\n\n\n\n

Man kann Proof of Work<\/em> nicht einfach mit Proof of Space<\/em> in einer Blockchain wie Bitcoin ersetzen, das w\u00e4re v\u00f6llig unsicher.<\/p>Professor Krzystof Pietrzak, IST Austria<\/cite><\/blockquote>\n\n\n\n

Eines der Probleme von Spacemint war eine mangelnde Sicherheit unter dynamic availability<\/em>. Zur Sicherung der Blockchain wird Speicherplatz aufgewendet. Schwankte die Verf\u00fcgbarkeit von Speicherplatz stark, dann war die Sicherheit gef\u00e4hrdet. Beim PoW<\/em>-basierten Bitcoin, wo die Sicherung der Blockchain durch Rechenleistung gew\u00e4hrleistet wird, stellt die dynamic availability<\/em> hingegen kein Problem dar. Das zeigte sich, als die Rechenleistung innerhalb weniger Jahre um mehrere Gr\u00f6\u00dfenordnungen zunahm. <\/p>\n\n\n\n

Au\u00dferdem hatten die ersten proofs of space<\/em> eine interaktive Initialisierungsphase, die sich als kritisch erwies. Pietrzak: \u201eIm Kontext von Blockchains <\/em>bedeutet dies, dass ein Sch\u00fcrfer den Speicherplatz den er verwenden will, erst anmelden<\/em> muss. In <\/em>der Blockchain,<\/em> die wir f\u00fcr PoSpace <\/em>konstruiert haben, geschieht dies mittels einer speziellen Transaktion, die in der Blockchain festgeschrieben wird. Das ist insofern problematisch, als eine Mehrheit der existierenden Sch\u00fcrfer zum Beispiel beschlie\u00dfen k\u00f6nnte, keine neuen Anmeldungen mehr zuzulassen.\u201c<\/p>\n\n\n\n

Keine einheitliche L\u00f6sung<\/h3>\n\n\n\n

Mittlerweile verwenden mindestens zwei der gro\u00dfen Blockchain-Projekte PoSpace<\/em>: das dezentrale Speichernetz Filecoin<\/a><\/em> und die Blockchain Chia<\/em>. In Kooperation mit Chia<\/em> konnten die genannten Probleme gel\u00f6st werden. Bram Cohen, der Gr\u00fcnder von Bittorrent<\/em> und Chia<\/em>, schlug vor, PoSpace<\/em> mit proofs of time<\/em> zu kombinieren. Ein System, das mittlerweile unter den Bezeichnungen unique proofs of sequential work<\/em> (Beweise f\u00fcr die sequentielle Arbeit) oder verifiable delay functions<\/em> (verifizierbare Verz\u00f6gerungsfunktionen) bekannt ist. Das Problem mit der interaktiven Initialisierung l\u00f6ste die Kryptographie-Gruppe am IST Austria<\/em>, indem sie eine neue Klasse von PoSpace<\/em> einf\u00fchrte.<\/p>\n\n\n\n

Dass PoSpace<\/em> zum dominierenden Standard in der Blockchain-Technologie wird, ist zwar nicht besonders wahrscheinlich, aber doch realistisch, so Pietrzak: “Es sollte mittlerweile klar sein, dass proofs of work<\/em> keine zukunftsweisende L\u00f6sung sind. In Zukunft werden wohl einige wenige sehr unterschiedliche Systeme parallel laufen. Die derzeit am besten untersuchte Alternative f\u00fcr offene Blockchains sind proofs of stake<\/em> (PoStake<\/a><\/em>).<\/em> Eine darauf basierende Blockchain<\/em> zu konstruieren ist jedoch schwierig. Ethereum<\/a> <\/em>versucht seit \u00fcber f\u00fcnf Jahren auf PoStake<\/em> zu wechseln, ist aber bis dato an technischen Problemen gescheitert. Experten wie Bram Cohen argumentieren, dass eine PoStake<\/em> basierte offene Blockchain<\/em> aus fundamentalen Gr\u00fcnden nicht funktionieren kann.\u201c<\/p>\n\n\n\n

Es sollte mittlerweile klar sein, dass proofs of work<\/em> keine zukunftsweisende L\u00f6sung sind. In Zukunft werden wohl einige wenige sehr unterschiedliche Systeme parallel laufen.<\/p>Krzystof Pietrzak, Professor am IST Austria<\/cite><\/blockquote>\n\n\n\n

Abkehr vom ehrlichen Teilnehmer<\/h3>\n\n\n\n

Die Kryptographie-Gruppe am IST Austria<\/em> wird jedenfalls weiter an PoSpace<\/em> arbeiten und sich mit komplexen Themenstellungen besch\u00e4ftigen. So braucht es zum Beispiel noch verifiable delay functions<\/em>, die auch in den skalierbaren Quantencomputern der Zukunft anzuwenden sind. Au\u00dferdem pl\u00e4dieren die Forscher f\u00fcr eine Abkehr von der Idee der ehrlichen<\/em> Teilnehmer. Zur Zeit k\u00f6nnen sie nur beweisen, dass eine Blockchain wie Bitcoin<\/em>, Chia<\/em> et cetera sicher ist, wenn eine Mehrheit der Ressourcen von Parteien kontrolliert wird, die sich ehrlich benehmen<\/em>, das hei\u00dft, ans Protokoll halten. Pietrzak: \u201eRealistischer w\u00e4re es anzunehmen, dass die Parteien nicht ehrlich<\/em> sind, sondern rational<\/em>. F\u00fcr Sch\u00fcrfer von Kryptow\u00e4hrungen bedeutet dies, dass sie versuchen, ihren Profit zu maximieren.\u201c<\/p>\n\n\n\n

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Bitcoin ist eine Kryptow\u00e4hrung und ein sogenanntes Open-Source Peer-2-Peer-Blockchain-Protokoll. 2009 gegr\u00fcndet, gilt sie als\u00a0erfolgreichste digitale W\u00e4hrung der Geschichte. Der Erfinder ist unter dem Pseudonym Satoshi Nakamoto bekannt. Die wahre\/n Identit\u00e4t\/en dahinter sind im Dunkeln. Im Unterschied zu fr\u00fcheren digitalen W\u00e4hrungen ist Bitcoin dezentral und offen (permissionless). Das hei\u00dft, Transaktionen werden nicht von einer zentralen Entit\u00e4t […]<\/p>\n","protected":false},"author":1688,"featured_media":514538,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"advgb_blocks_editor_width":"","advgb_blocks_columns_visual_guide":"","footnotes":""},"categories":[36843],"tags":[113905,113908,39905,113911,27543,33123],"location":[],"article_type":[],"serie":[],"archives":[],"internal_archives":[],"reboot-archive":[],"class_list":["post-312426","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-digital-de-de","tag-blockchain-de","tag-chia-de","tag-digitale-waehrung-de","tag-kryptowaehrung-de","tag-munchen-de-de","tag-nachhaltig-de"],"blocksy_meta":[],"acf":{"subtitle":"Durch die energie-intensive Rechenleistung ist die langfristige Tragf\u00e4higkeit von Kryptow\u00e4hrungen in Frage gestellt,\" sagt Professor Krzystof Pietrzak, der an einer nachhaltigen Blockchain forscht..","text_display_homepage":false},"author_meta":{"display_name":"Hildegard Suntinger","author_link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/author\/hildegard-suntinger\/"},"featured_img":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-content\/uploads\/2022\/04\/pascal-bernardon-zt0HWquGXlQ-unsplash-scaled.jpg","coauthors":[],"tax_additional":{"categories":{"linked":["Digital<\/a>"],"unlinked":["Digital<\/span>"]},"tags":{"linked":["Blockchain<\/a>","Chia<\/a>","digitale W\u00e4hrung<\/a>","Kryptow\u00e4hrung<\/a>","Munchen<\/a>","nachhaltig<\/a>"],"unlinked":["Blockchain<\/span>","Chia<\/span>","digitale W\u00e4hrung<\/span>","Kryptow\u00e4hrung<\/span>","Munchen<\/span>","nachhaltig<\/span>"]}},"comment_count":"0","relative_dates":{"created":"Posted 4 years ago","modified":"Updated 4 years ago"},"absolute_dates":{"created":"Posted on October 19, 2021","modified":"Updated on October 19, 2021"},"absolute_dates_time":{"created":"Posted on October 19, 2021 8:43 am","modified":"Updated on October 19, 2021 8:43 am"},"featured_img_caption":"","series_order":"","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/312426","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1688"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=312426"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/312426\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/media\/514538"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=312426"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=312426"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=312426"},{"taxonomy":"location","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/location?post=312426"},{"taxonomy":"article_type","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/article_type?post=312426"},{"taxonomy":"serie","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/serie?post=312426"},{"taxonomy":"archives","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/archives?post=312426"},{"taxonomy":"internal_archives","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/internal_archives?post=312426"},{"taxonomy":"reboot-archive","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/reboot-archive?post=312426"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}