Was ist und wie funktioniert der Hashgraph?

Im Zusammenhang mit IOTA fällt oft ein Begriff: Hashgraph. Doch worum geht es dabei im Detail?

Hashgraph erklärt

Ein Hashgraph ist ein patentierter Algorithmus, der die Vorteile der Blockchain (Dezentralisierung, Verteilung und Sicherheit durch den Einsatz von Hashing) ebenfalls nutzt, aber nicht den Nachteil der niedrigen Transaktionsgeschwindigkeit hat. Zum Vergleich: Bitcoin hat ca. fünf Transaktionen pro Sekunde und Ethereum ca. 15. Ein Hashgraph kann hingegen Tausende Transaktionen sekündlich verarbeiten. Entwickelt wurde dieser neue Ansatz von Leemon Baird, wobei die Swirlds Corporation das Unternehmen dahinter ist.

So arbeitet der Hashgraph-Algorithmus

Der Algorithmus basiert auf zwei Technologien:

  • Gossip
  • Virtual Voting

Schauen wir uns an, wie die einzelnen Technologien im Detail arbeiten. Den Anfang macht Gossip. Für ein besseres Verständnis bemühen wir ein praktisches Beispiel. Wir haben fünf Mitglieder: 1, 2, 3, 4 und 5. jedes einzelne Mitglied für eine Transaktion aus, die zu einem „Event“ führt. Im weiteren Schritt ruft jedes der Mitglieder ein zufälliges ausgewähltes Mitglied an und teilt mit ihm seine Transaktionshistorie. So kann beispielsweise Mitglied 2 das Mitglied 4 anrufen usw. Dieser Prozess des „Anrufs“ geschieht wiederholt, wobei die Auswahl der Mitglieder zufällig stattfindet. Jeder erneute Anruf führt zu einem Ereignis und enthält die Hashes der vorherigen Blöcke.

Virtual Voting

Die zweite Technologie bei Hashgraph ist das Virtual Voting. Ziel ist es, einen Konsens über die Reihenfolge der Transaktionen zu erhalten. Die einzelnen „Events“ werden in Runden unterteilt, wobei der Hashgraph-Algorithmus eine eindeutige Antwort darauf hat, man eine Runde generiert wird. Eine Runde besteht beispielsweise aus 10 Ereignissen, wobei jedes Mitglied darüber abstimmen, welches Ereignis als „famous witness“ gelten soll. Das aktuelle Rundenereignis mit den meisten Stimmen wird zum „famous witness“ und liefert die endgültige Reihenfolge der Transaktionen.

Hashgraph vs. Blockchain

Lassen sich die Blockchain und Hashgraph miteinander vergleichen? Wir decken schon und stellen die Gemeinsamkeit und Unterschiede näher vor. Bei der Blockchain-Technologie haben wir ein digitales Hauptbuch, in dem sämtliche Transaktionen verzeichnet sind. Informationen, die auf einer Blockchain gespeichert sind, existieren als freigegeben und werden kontinuierlich abgeglichen/aktualisiert. Dadurch wird sichergestellt, dass die von ihm gespeicherten Datensätze/Daten im gesamten Netzwerk identisch sind und nicht an einem einzelnen Ort gespeichert werden. Daher kann die Blockchain nicht von einer einzelnen Einheit gesteuert werden.

Bei Hashgraph haben wir eine überlegene Datenstruktur, die in der Lage ist, den Konsensmechanismus zu lösen. Wie die Erfahrungen zeigen, wurde bisher die Content Technologien zwei unterschiedliche Kategorien unterteilt:

  • Öffentliche Netzwerke (einschließlich Bitcoin und Ethereum)
  • Privat (Lösungen, die auf Leader-basierten Konsensalgorithmen arbeiten)

Die öffentlichen Netzwerke sind für die Nutzung äußerst teuer und haben Leistungseinschränkungen, die sich durch das Mining ergeben. Dadurch wird zwar sichergestellt, dass die Blockchain bzw. die enthaltenen Angaben unveränderlich sind, aber dies schränkt die Anzahl der Anwender ein und ist weniger effizient.

Private Netzwerke beschränken im Gegensatz zu öffentlichen Netzwerken die Nutzung auf bekannte und vertrauenswürdige Teilnehmer. Dieser Ansatz senkt die Kosten und verbessert die Leistung drastisch, mit Algorithmen, die 1.000 Transaktionen pro Sekunde erreichen können, verglichen mit sieben für Bitcoin. Lücken in Form von lockeren Sicherheitsstandards machen diese Netzwerke jedoch zu potenziellen Zielen von DDoS-Angriffen. Der Hashgraph-Algorithmus überwindet diese Mängel, da er weder einen Arbeitsnachweis noch einen „Leader“ benötigt. Darüber hinaus verspricht sie eine kostengünstige und gute Leistung ohne Single Point of Failure.

Hashgraph vs. Blockchain – weitere Vorzüge

Der geringere Energieverbrauch ist ein wesentlicher Vorteil von Hashgraph. Durch einer überlegenen verteilten Ledger-Technologie entfällt der Bedarf an massiver Berechnung und nicht nachhaltigem Energieverbrauch wie bei Bitcoin und Ethereum.

Mehr Fairness in der Community

In der Blockchain-Welt kann ein Miner die Reihenfolge wählen, in der Transaktionen in einem Block stattfinden, Aufträge verzögern, indem er sie in zukünftigen Blöcken platziert, ja sogar ganz am Betreten des Systems hindern. Die mit Hashgraph verfügbare konsistente Zeitstempelung bietet eine Lösung für dieses Problem. Es verhindert, dass eine Person die Konsensordnung von Transaktionen beeinflusst, indem sie jede Art von Manipulation der Reihenfolge der Transaktionen ablehnt.

Daniel Schlitt
Daniel Schlitt

Daniel ist leitender Redakteur bei kryptowaehrungen.kaufen und kann beruflich auf mehrere Jahre als Journalist und mehr als acht Jahre in der Finanzbranche zurückblicken. Nach seinem VWL-Studium spezialisierte sich Daniel auf Finanzmathematik, war Finanzanalyst bei einer großen Investmentgesellschaft und knüpfte bereits in dieser Zeit Kontakte in die Blockchain-Szene. Seit 2014 bestimmen Kryptowährungen sein Leben. Heute schreibt er darüber und führt ein Startup-Unternehmen in dem Bereich.

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