Bitcoin-blockkedjan anses i allmänhet vara den ursprungliga blockkedjan, eftersom det är den första implementeringen av en ny teknik som vanligtvis beskrivs idag som distribuerad storboksteknik (DLT). Födelsen av Bitcoin 1.0 blockchain följdes av den programmerbara versionen Ethereum som 2.0 blockchain och snart tredje generationen, 3.0 blockchain i form av IOTA, Nano eller Hashgraph. Indelningen av utvecklingen i dessa enskilda steg är en förenkling, eftersom den senaste generationen blockchain-teknik inte ens karakteriseras tillräckligt som blockchain. Snarare är nyckelordet här DAG eller riktat cykliskt diagram. Projekt baserade på denna teknik är inte riktigt blockchains. Istället beskrivs IOTA, Nano och Byteball som koncept efter blockering. Men varför ska investerare och blockchain-användare ersätta den ursprungliga blockchain-tekniken med en ny ”DLT-variant”?
Den uppenbara svagheten hos nuvarande blockkedjor
I teorin har första och andra generationens blockchain-teknik redan vänt världen upp och ner. Det verkar som om det knappast finns något fält som inte kan förändras i grunden av blockchain. I praktiken har dock situationen varit något annorlunda.
För närvarande är blockkedjor som Bitcoin och Ethereum föremål för en olöst begränsning: hittills har de inte uppnått betydande skalningsframgång. Detta innebär att alla dessa blockchain-protokoll är begränsade när det gäller prestanda och transaktionshastighet. Medan äldre system som PayPal kan hantera cirka 200 transaktioner per sekund (tps) och Visa till och med 56 000 tps, hanterar Ethereum för närvarande bara högst 20 tps, medan Bitcoin bara når en kapacitet på 7 transaktioner per sekund. Detta är anledningen till att Bitcoin och Co. inte är i nivå med de nuvarande betalningssystemen i vår tid.
Men varför finns det denna tekniska begränsning? Svaret är enkelt: Blockchain-protokoll är inte långsamma på grund av någon inneboende skalbarhetsbarriär. Begränsningen är snarare resultatet av ett ”medvetet” beslut: att bygga ett decentraliserat låsnät. Ett av kärnelementen i offentliga blockkedjor som Bitcoin och Ethereum ger alla möjligheten att driva en nätverksnod. Varje nod behandlar var och en av transaktionerna och måste därför lagra hela blockchainns transaktionshistorik på sin dator. Offentliga blockkedjor är bara lika starka som deras svagaste länk. Skalbarhet, och därmed prestanda och hastighet för transaktioner, beror på kapaciteten hos den svagaste noden. Naturligtvis kunde svaga noder kasseras, men då skulle den avgörande egenskapen för censurmotstånd skadas, eftersom vissa medlemmar i nätverket medvetet skulle utelämnas. Därför är det detta dilemma mellan decentralisering, säkerhet och skalbarhet som förhindrar blockchain från att uppnå snabba transaktioner och prestanda för traditionella system som Visa eller PayPal.
Blockchain-lösningen
Forskning i Bitcoin- och Ethereum-samhällen är i konstant rörelse. Skalningslösningar utvecklas i varje ekosystem. På Bitcoin-sidan är Lightning Network och RootStock två av de mest kända metoderna. På Ethereum är lösningar som Sharding, Plasma eller Caspar högst upp på listan. Försök som Lightning Network eller Sharding föreslår att svaret på skalningsfrågan är att inte alla deltagare – eller noder i nätverket – behöver veta all information hela tiden för att hålla nätverket synkroniserat. Detta tillvägagångssätt är något DAG eller riktat acykliskt diagram också bygger på.
En DAG fungerar enligt ett ”horisontellt” schema, medan en blockchain bygger på en ”vertikal” arkitektur. Med blockchain skapar gruvarbetare nya block som läggs till blockchain. Dessutom tillåter den ”horisontella” strukturen i DAG: er att operationer kan kopplas direkt till andra operationer utan att placera dem först i ett block. På detta sätt behöver du inte vänta på att nästa block ska bekräftas. Samtidigt behöver inte alla nätverksdeltagare bekräfta blockuppdateringen. Eftersom DAG-konceptet varken har block eller gruvarbetare finns det ingen blockchain full av transaktioner och därför finns det ingen ”blockchain”. Strukturen för en DAG är mycket mer som ett ”labyrintiskt” nätverk av många transaktioner. Det är därför det ofta kallas Tangle – en term som kommer upp om och om igen, särskilt i förhållande till IOTA-projektet. Kärnan har dock Tangle samma egenskaper som en blockchain: den förblir en distribuerad databas baserad på ett peer-to-peer-nätverk. Således är Tangle också en valideringsmekanism för distribuerat beslutsfattande.
Hur fungerar trasseln?
Trassel skapas genom att länka enskilda transaktioner i nätverket. Länkning är en följd av det faktum att varje ny obekräftad transaktion måste bekräfta en ytterligare transaktion eller två innan den obekräftade transaktionen kan behandlas och bekräftas. Till skillnad från Bitcoin eller Ethereum blockchain är det inte bara gruvarbetarna som är ansvariga för att bekräfta transaktioner. När det gäller trasseln är denna uppgift att bearbeta och godkänna nya transaktioner ansvariga för alla aktiva deltagare i trasseln eller nätverket. På detta sätt bekräftas inte bara nya operationer utan också hela verksamhetshistoriken bekräftas indirekt. ”Emittenten av transaktionen” betalar inte en direkt provision för hanteringen av sina egna transaktioner, utan betalar bara indirekt (med datorns kraft) genom att bekräfta andra transaktioner.
Operationer i diagrammet som ännu inte har bekräftats kallas vanligtvis ”tips”. För att få en bekräftelse måste dessa ”tips” bekräfta andra transaktioner. En algoritm som heter Markov-kedjan Monte Carlo ser till att nätverksdeltagare inte bara bekräftar sina egna transaktioner.
Anledningen till att du måste bekräfta transaktioner är uppenbart: du måste undvika problemet med dubbla utgifter. Som med en vanlig blockchain måste kryptovalutaenheter – i fallet med IOTA IOTA-token – stoppas från dubbla utgiftsförsök. Till exempel, om Alice skickar tio IOTA-tokens till Bob, kontrollerar Charlie saldot av Alice’s IOTA-tokens före denna transaktion. Om Alice bara hade fem IOTA-token skulle hennes saldo vara för låg för att transaktionen skulle vara giltig. Charlie vill inte bekräfta denna transaktion eftersom han är intresserad av att få sin egen transaktion bekräftad och detta kommer sannolikt bara att hända om han inte validerar några ogiltiga transaktioner själv.
Som namnet antyder är trassel i slutändan en trassel av transaktioner. Tangle har ett koncept som kallas ”bekräftelseförtroende” så att inga två separata filialer bildas i denna ”labyrintiska” grupp av transaktioner där Alice har utfärdat samma IOTA-token två gånger. Eftersom detta är den nivå av förtroende och acceptans som resten av trasseln ger till en transaktion. Därför har varje transaktion en viss procentsats, beroende på antalet tips (obekräftade transaktioner) som accepterar den. Detta är för att säkerställa att endast en gren råder, nämligen den som har högst förtroende för åtagandet.
Det är detta koncept som ska möjliggöra bättre skalning av alla DAG-projekt. Vad som orsakar en trafikstockning i en blockchain och saktar ner nätverket borde göra en trassel ännu säkrare och snabbare: Ju fler deltagare i nätverket och ju fler transaktioner som bearbetas, desto bättre hantering av pågående transaktioner det är vad teorin säger. Hittills är IOTA-nätverket fortfarande ganska litet, varför anspråket inte kan valideras på ett tillförlitligt sätt. De största trasselprojekten, IOTA och Nano, indikerar dock att de för närvarande kan bearbeta ~ 1 000 respektive 7 000 tps.
IOTA – Ryggraden i sakernas internet?
IOTA-projektet växte fram av en maskinvarustart som arbetade med en ny trinär mikroprocessor som heter ”Jinn”. I framtiden bör denna hårdvarukomponent tillåta varje fordon, varje mikrovågsugn och varje kylskåp att kommunicera via IOTA-nätverket utan att fungera som en vanlig dator. Från början av utvecklingen har IOTA-projektet, på grund av dess inneboende skalbarhet, ses som den förutbestämda lösningen på det uppenbara problemet med effektiv transaktionsbehandling i en framtida maskinekonomi.
Idag verkar experter knappast ifrågasätta det faktum att vår värld kommer att bli ett bra internet av saker. Redan idag producerar vår smartphone stora mängder data. Föreställ dig hur mycket datamängden kommer att bli när vår bil blir en smartbil, vårt hus till ett smarthus och vår stad till en smart stad. I vår tid, där data är digital olja och därför en ny skatt, kommer intäkterna från dataföretaget att vara enorma. Naturligtvis bör dessa värden inte bara skördas av stora teknikföretag. Som ett universellt agnostiskt protokoll kan IOTA fungera som ett offentligt, decentraliserat och självreglerande ”maskin-till-maskin-nätverk” genom vilket respektive maskiner kan kommunicera oberoende utan mellanhänder och därmed överföra värden.
Ett futuristiskt exempel, även om det ofta nämns, är en smart bil. Detta smarta fordon kan ha en identitet och en ”elektronisk plånbok” en dag. Med den här utrustningen kan den smarta bilen betala för olika tjänster som bränsle (i framtiden förmodligen el istället för bensin), försäkring, tvätt eller vägtullar. Även att betala en parkeringsbiljett borde vara möjligt, särskilt eftersom IOTA-nätverket inte har några verkliga transaktionsavgifter och därför verkar vara förutbestämt för ”mikrobetalningar”, det vill säga mycket små betalningar.
Därför bör framtidens fordon inte bara vara en självkörande bil utan också betala självständigt för de tjänster som används och kunna erbjuda sina egna tjänster. Begreppet ”mobilitet som en tjänst” kan vara mer attraktivt i en sådan maskinekonomi som drivs av IOTA-nätverket. Så länge som en av fordonsägarna inte behöver ditt fordon kommer din bil att kunna erbjuda sina körtjänster till betalande passagerare. Genom att ta kunder och ta ut avgiften via den elektroniska plånboken genererar bilen en slags passiv inkomst för ägaren istället för att bara sitta på en parkeringsplats. Som en självständig ekonomisk agent verkar möjligheterna för ett sådant fordon i framtiden vara obegränsade. I slutändan gynnas människor eftersom vår tid kan optimeras mer effektivt. Till exempel, om en passagerare har bråttom, kan han också beordra fordonet att göra andra mindre hastiga fordon ur vägen – uppenbarligen skulle en avgift betalas direkt till andra fordon via IOTA-nätverket med hjälp av tokens. IOTA för att rensa vägen.
Grundarna av IOTA-nätverket är ganska säkra på sig själva: Medan mänskligheten redan skapar Internet of Things genom att digitalisera det och utrusta det med sensorer, borde IOTA ha potential att göra ett steg ytterligare möjligt: En ekonomi med saker i där data- och AI-enheter autonomt kan dela sina digitala tillgångar över marknaderna för den nya maskinekonomin.
När det gäller IOTA är en av de mest imponerande fakta att projektet har lyckats skapa en stiftelse i Tyskland. Detta är förvånande eftersom Tyskland anses vara ett av de svåraste länderna att etablera en stiftelse. Dessutom har IOTA-stiftelsen inflytelserika rådgivare i stiftelsens styrelse. Till exempel är Volkswagen ”CDO” Johann Jungwirth ledamot i styrelsen. Robert Bosch Ventures är också medlem i rådgivande styrelsen och hans fond har redan gjort betydande investeringar i IOTA.
I mitten av april lanserades världens första laddstation för elbilar i Nederländerna, där laddning och betalning kan göras med IOTA. Laddaren installerades av ElaadNL, ett forskningsinstitut för innovation. För IOTA-teamet är detta ett av de första stegen mot antagandet i verkligheten.
Nyligen avslöjade IOTA-teamet den efterlängtade hemligheten om det så kallade Project Q. Med Qubic stöder IOTA-protokollet inte bara smarta kontrakt och orakler utan också en form av distribuerad datoranvändning. Detta gör IOTA-trassel programmerbar. Samtidigt bör gratis mikrotransaktioner säkerställa att extern och distribuerad datorkraft kan användas för IOTA-trassel. Qubics mål är att göra outnyttjad datorkraft tillgänglig i global skala för IOTA-trasseln för att ytterligare förbättra IOTA-nätverkets prestanda. Enligt grundarna av IOTA är Qubic-projektet en av de viktigaste milstolparna.
Hashgraph – Den senaste spänningen bland DLT: er
Förutom den härva, orsakar termen ”Hashgraph” också en stor uppståndelse på marknaden. Denna nyutvecklade teknik faller också under kategorin Distribuerad Ledger-teknik (DLT). Hashgraph-idén utvecklades av Leemon Baird i mitten av 2016 och var ursprungligen tänkt för den privata näringslivet. Hashgraphs immateriella egendom innehas av Swirlds, ett företag som grundades av Baird Swirlds distribuerar ett programutvecklingsprogram som gör det möjligt för alla att experimentera med ”Hashgraph Consensus Library.” Med CULedger, ett konsortium med 6 000 kooperativa banker i Nordamerika, har Hashgraph redan hittat en kraftfull klient med sin egen Hashgraph-programvara och har till och med föredragit den framför alternativ som Hyperledger.
På grund av denna framgång i företagssektorn har Swirlds lanserat ”Hedera Hashgraph Platform” i syfte att utveckla Swirlds egenutvecklade Hashgraph-teknik för utveckling av ett offentligt Hashgraph-nätverk. Så länge källkoden för Hederas Hashgraph är tillgänglig för allmänheten och vem som helst kan vara en del av Hederas Hashgraph-ekosystem som en nätverksnod, kommer projektet att fortsätta att ha en styrningsmodell som liknar Visa. Det innebär att det kommer att finnas 39 organisationer som kommer att bilda ett slags ledarskapsråd. Exakta villkor avslutas för närvarande och alla 39 medlemmar kommer att tillkännages. På grund av denna struktur med en ledande organ är det inte möjligt att dela källkoden för att skapa ett alternativt projekt med hårt arbete.
Hur fungerar Hashgraph?
Som med trasseln är Hashgraph-konceptet inte längre baserat på block som är sammanställda kronologiskt för att bilda en kedja. Istället så kallade händelser, som är sammanflätade med varandra – därav namnet ”Hashgraph”. Följande information finns i dessa ”händelser”: en tidsstämpel, två olika överordnade hash och en eller flera transaktioner.
Medan i en kedja av block har den vinnande noden möjlighet att lägga till det nya blocket med transaktioner till den befintliga kedjan, i Hashgraph informerar alla noder i hela nätverket varandra om den sista staten och ”utbyter” deras information mellan ja. Som i en trassel skapas ett anslutningsdiagram över ”händelser” eller transaktioner, och transaktionerna organiseras enligt en kronologisk sekvens av tid. Denna transaktionshistorik möjliggör enighet om sekvensen av enskilda transaktioner.
Med Hashgraph-konceptet överförs också den nödvändiga informationen inom nätverket via det så kallade Gossip-protokollet, ett kommunikationsprotokoll. För att sprida information inom ett nätverk anses Gossip-protokollet vara den snabbaste och mest effektiva metoden för kommunikation mellan olika datorer. Varje dator skickar den mottagna informationen till en slumpmässigt vald dator. Detta leder till en exponentiell spridning av information i hela nätverket.
Enbart spridningen av information inom nätverket räcker dock inte för att uppnå enighet om den delade informationen. För detta måste varje deltagare i nätverket känna till den exakta historiken för transaktionerna och därför den exakta sekvensen för var och en av dem, vilket garanteras av de tidigare nämnda tidsstämplarna. Därför använder Hashgraph-konsensusalgoritmen metoden ”Skvaller-om-skvaller”. Varje dator inom nätverket delar all sin kunskap om vilka nätverkskonton som pratade med vad, med vem och när. Eller mer tekniskt sett: Varje dator delar all sin kunskap om Hashgraph, vilket är den exakta ordningen på alla transaktioner som utförs i nätverket. Eftersom varje deltagare i nätverket alltid har den aktuella Hashgraph, känner varje dator hela transaktionshistoriken. Alla deltagare vet att alla andra deltagare i nätverket har all relevant information om transaktionerna och din beställning. Denna omständighet tillåter det som kallas ”virtuell omröstning” eftersom alla noder i nätverket har en kopia av transaktionshistoriken och information om vem som fick informationen och vid vilken tidpunkt varje deltagare kan beräkna hur var och en av de andra deltagarna kommer att bete sig nätverket. Därför känner varje nod beslutet till den andra, utan att ha tagit ett effektivt beslut, det vill säga en ”omröstning”. På grundval av denna ”nej-omröstning” finns det enighet bland deltagarna i nätverket, även om de inte behöver genomföra ett samordningsförfarande mellan dem som kräver mycket resurser.
Intressant är att röstningsalgoritmerna som används för Hashgraph redan är över 35 år gamla och används på ett något modifierat sätt. Dessa är så användbara eftersom de har en matematiskt beprövad säkerhetsnivå som hittills inte går att slå. Experterna bakom Hashgraph hävdar därför – och hänvisar till det matematiska beviset – att Hashgraph är den enda DLT-tekniken som är A-BFT (Asynchronous Byzantine Fault Tolerance). Enligt dem betyder detta: Så länge mindre än 1/3 av nätverksdeltagarna inte har för avsikt att bedra nätverket kan man alltid hitta enighet mellan datorerna om nätverkets tillstånd och transaktionshistoriken.
Hashgraphens plan för framtidsvisionen
Som en form av DLT-teknik syftar Hashgraph också till att radikalt förändra strukturen och organisationen av dagens Internet och därmed världen. Det blir allt tydligare att Internet i sin nuvarande form har allvarliga brister, varav vissa beror på ursprungliga fosterskador. Idag är stora centraliserade serverinstallationer hörnstenarna i vårt globala Internet. På grund av dessa hotspots är saker som hack, spam, BotNet-attacker eller DDoS en del av vardagen online. Om och om igen påminns vi om detta faktum i verkligheten.
Hashgraph ser sig själv som en potentiell lösning på dessa problem. Med Hashgraph borde det vara möjligt att skapa ett ”Internet of Shared Worlds” som minimerar de många säkerhetsrisker som finns idag samtidigt som isolering elimineras. Dessutom bör detta nya Internet som drivs av Hashgraph i framtiden tillåta alla att skapa sin egen värld, sin egen gemenskap, eftersom internet förutom otillräcklig säkerhet också lider av isolering. Vad detta betyder är att Internet som helhet består av isolerade system i massor som inte är anslutna till varandra som standard, vilket gör kommunikationen mellan dessa separata silor tråkiga och komplexa. Även om Internet verkar vara ett perfekt sammankopplat nätverk på ytan, består det fortfarande av otaliga separata världar som kräver många resurser.
Hash-diagramprotokollet, som till skillnad från konventionella blockchain-protokoll redan möjliggör skalbarhet i sitt kärnprotokoll, är utformat för att också fundamentalt ändra internetens datalagringsmodell. Enligt experter bör datalagring distribueras i stor utsträckning över och inom nätverk. För tillhandahållandet av deras datalagringskapacitet skulle motsvarande nätverksdeltagare ersättas på marken genom mikrobetalningar. Finansiering för stora enheter av centraliserade servrar för datalagring skulle inte längre vara nödvändigt, säger förespråkare som tror på Hashgraphs vision. Kärnan i det här nya Internet skulle vara DLT-teknologier, som haschdiagrammet, som öppet samlar all viktig information om samhället. Om internetapplikationer baserades på Hashgraph-teknik kunde deltagarna vara säkra på att reglerna som definieras av protokollet skulle tillämpas rättvist på alla, eftersom de skyddas och tillämpas med hjälp av kryptografi och matematik. På detta sätt kunde enskilda samhällen sömlöst kommunicera med varandra via DLT-teknik och nå enighet i denna nya värld av digitalt delade världar.
Hashgraph-insiders insisterar också på en annan viktig punkt: Denna teknik kan också göra Internet snabbare. Dagens ledarskapsbaserade internet, som är beroende av centrala servrar som måste dirigera all datatrafik genom hela systemet, verkar snabbt för oss. Men om internet baserades på en DLT-teknik som Hashgraph, skulle ännu högre hastigheter vara möjliga. Med sitt privata Hashgraph-nätverk har Swirlds uppnått högre transaktionshastigheter i testförsök än det nuvarande Visa-nätverket. Även här ser Hashgraph-visionärer en annan anledning till att deras protokoll kan förbättra det befintliga internet.
Tangle och Hashgraph – Kan de hålla sina löften?
Som beskrivs i början av detta kapitel ses innovativa tillvägagångssätt som Tangle eller Hashgraph som nästa generation i DLT-teknikens fortfarande unga historia. Fri konkurrens på marknaden driver ytterligare innovation. Hastigheten med vilken innovation går framåt är häpnadsväckande, men ömsesidig rivalitet mellan projekt blir ofta verklig fiendskap. Debatterna urartar i barnsliga lera-strider och gör lite för att främja världen av krypto, blockchain och DLT som helhet. Det är svårt för investerare att hålla reda på alla billiga, känslomässigt laddade och ofta personliga anklagelser och kritik och komma med en rimlig bedömning av varje kryptovalutas potentiella reavinster.
En av de viktigaste invändningarna bör dock beskrivas kortfattat: I fallet med en DAG finns det inget globalt nätverkstillstånd, eftersom en DAG (Tangle och Hashgraph) inte har några lås och baseras till viss del på principen av det regionala samförståndet. Detta innebär att nätverksdeltagare inte längre lagrar alla transaktioner, utan bara ”lokala” data från sina ”grannar” och förlitar sig på ”andra regioner” för att göra detsamma noggrant. Den sista frågan här är om detta begrepp av regionalism verkligen kan förhindra dubbla utgiftsattacker. I rättvisans namn måste det sägas att samma fråga uppstår från Ethereums skalningsföretag som vill utnyttja skalningslösningen.
Det finns också rädsla för att Tangle och Hashgraph kommer att få en stor datastorlek på grund av dess skalbarhet och att detta kommer att leda till centralisering mellan noder i nätverket som håller nätverket igång. IOTA och Hashgraph Hedera verkar ha en lösning på detta problem – de tillkännagav regelbundet förkortning av trassel eller Hashgraph. Naturligtvis skulle detta innebära att nätverk skulle kunna återinföra vissa centraliserade neurala attackpunkter. De som ansvarar för båda projekten hävdar att koordinatorerna för trasseln och Hashgraphs ledningsråd bara har en stödjande roll. När de två projekten hade nått en viss storlek och relevans skulle dessa ”stödhjul” inte längre vara nödvändiga, över vilka IOTA-koordinatorerna och Hashgraph Leadership Council skulle förlora inflytande. Då kan problemet med för stora datamängder också ha lösts. Fram till dess måste dock mycket hända och projekt måste först nå den utlovade skalan. Även om trassel och Hashgraph ser lovande ut har de ännu inte gett det slutliga och praktiska beviset på vad som hävdas.
