Ouroboros-Protokoll (eBook)

Die Grundlagen des Blockchain-Konsenses in Cardano verstehen

Fouad Sabry (Autor)

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2025 | 1. Auflage
211 Seiten
Eine Milliarde Sachkundig [German] (Verlag)
978-0-00-098331-2 (ISBN)

Infos

Entdecken Sie die Zukunft dezentraler Systeme aus der Perspektive der Politikwissenschaft und der Blockchain. Ouroboros Protocol, Teil der Cardano Blockchain Platform-Reihe von Fouad Sabry, taucht tief in das kryptografische Herz der Blockchain-Technologie ein und beleuchtet deren Auswirkungen auf Governance, Identität und Konsens. Dieses Buch ist ein unverzichtbarer Leitfaden für Studierende, Berufstätige und alle, die sich für die sich entwickelnden Machtstrukturen im digitalen Zeitalter interessieren.

Kapitelübersicht:

1: Ouroboros (Protokoll): Stellt Ouroboros vor, Cardanos energieeffizientes und sicheres Konsensprotokoll.

2: Dezentrale Anwendung: Erforscht, wie dApps Machtdynamiken verändern und Autonomie in digitalen Systemen fördern.

3: Distributed Ledger: Erklärt die Struktur, die Transparenz, Vertrauen und Zusammenarbeit im großen Maßstab ermöglicht.

4: Nicht ausgegebene Transaktionsausgabe: Unterteilt UTXO und wie es sichere, nachvollziehbare Blockchain-Transaktionen unterstützt.

5: Hedera (Distributed Ledger): Analysiert Hederas einzigartiges Governance-Modell und den verteilten Konsensmechanismus.

6: Identitätsnachweis (Blockchain-Konsens): Detaillierte Beschreibung der Identitätsvalidierung und ihrer Rolle bei der Vertrauensbildung in dezentralen Netzwerken.

7: Proof of Work: Behandelt die Stärken und Schwächen von PoW in Bezug auf Dezentralisierung und Rechenaufwand.

8: Polkadot (Blockchain-Plattform): Bewertet den Cross-Chain-Ansatz von Polkadot und seine Auswirkungen auf zukünftige Netzwerke.

9: Cardano (Blockchain-Plattform): Untersucht Cardanos mehrschichtige Architektur und seine Vision für dezentrale Governance.

10: Nicht-interaktiver Zero-Knowledge-Proof: Erklärt, wie datenschutzerhaltende Beweise die Sicherheit in Blockchain-Systemen erhöhen.

11: Elias Koutsoupias: Hebt die spieltheoretischen Beiträge hervor, die die Protokolldynamik von Cardano prägen.

12: Proof of Stake: Detaillierte Beschreibung der Energieeffizienz von PoS und seiner Rolle bei der Erzielung eines demokratischen Konsenses.

13: Nervos Network: Erkundet Nervos' mehrschichtige Blockchain-Lösung für Skalierbarkeit und Nachhaltigkeit.

14: Succinct Game: Beschreibt die spieltheoretischen Modelle, die der Sicherheit und Fairness von Protokollen zugrunde liegen.

15: NEO (Blockchain): Erkundet NEOs Smart Economy und seine einzigartige Dual-Token-Governance-Struktur.

16: Blockchain: Bietet eine umfassende Einführung in die Grundlagen und Anwendungen der Blockchain.

17: Proof of Space: Beschreibt, wie speicherbasierte Konsensmechanismen umweltfreundliche Lösungen ermöglichen.

18: Byzantinischer Fehler: Erläutert die byzantinische Fehlertoleranz und ihre Rolle bei der Sicherung verteilter Systeme.

19: Nano (Kryptowährung): Präsentiert Nanos gebührenfreies, leichtgewichtiges Konsensmodell für Echtzeittransaktionen.

20: Algorand: Bewertet Algorands reines PoS-Modell für die skalierbare und sichere Blockchain-Einführung.

21: Aggelos Kiayias: Stellt den akademischen Geist hinter Ouroboros und seine theoretischen Grundlagen vor.

Dieses Buch ermöglicht Ihnen, über die technischen Aspekte hinaus die politischen Implikationen dezentralen Vertrauens zu erkennen. Es ist ideal für Technikexperten, Wissenschaftler, politische Denker und Blockchain-Enthusiasten und bietet Einblicke, die den Preis deutlich übersteigen - eine unverzichtbare Lektüre in einer dezentralen Welt.

Textauszug

Kapitel 2 :Dezentrale Anwendung

Eine dezentrale Anwendung, auch bekannt als DApp, dApp, Dapp oder dApp, ist eine Anwendung, die in der Lage ist, unabhängig zu funktionieren, oft durch die Verwendung von Smart Contracts, und die auf einem verteilten Ledger-System mit dezentralem Computing, Blockchain oder einem anderen ähnlichen System arbeitet. Traditionelle Programme, wie z. B. dezentrale Anwendungen (DApps), bieten ihren Kunden einen bestimmten Zweck oder Nutzen. DApps hingegen laufen unabhängig von menschlichen Eingriffen und sind nicht im Besitz eines einzelnen Unternehmens. Stattdessen verteilen DApps Token, die den Besitz anzeigen, was einen erheblichen Unterschied zu regulären Anwendungen darstellt. Diese Token werden den Benutzern des Systems nach einer vorgegebenen Formel zugewiesen, was zu einer Verringerung des Eigentums und der Kontrolle über die dezentrale Anwendung (DApp) führt. Da es keine einzige Instanz gibt, die das System steuert, ist die Anwendung dezentralisiert.

Unter den vielen öffentlichen Blockchains waren Distributed-Ledger-Technologien (DLT) für das Wachstum dezentraler Apps von entscheidender Bedeutung. Beispiele für DLT sind die Ethereum- oder Cardano-Blockchain, die als Grundlage dienen, auf der DApps aufgebaut sind. Wenn es um soziale Medien geht, ist Bluesky die dezentralste Plattform auf dem Markt.

Es gibt viele verschiedene Kategorien, in die dezentrale Anwendungen (DApps) fallen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf: Börsen, Unternehmen, Glücksspiel, Glücksspiel, Geld, Entwicklung, Speicherung, Wallet, Governance, Eigentum, Identität, Medien, Soziales, Sicherheit, Energie, Versicherungen, Gesundheit und alles andere.

Damit eine Anwendung als dezentrale Anwendung (DApp) angesehen werden kann, ist es notwendig, dass sie eine Reihe von Anforderungen erfüllt.

Eine dezentrale Anwendung (DApp) muss Open Source sein, um die Anforderungen traditioneller Definitionen einer DApp zu erfüllen. Anders ausgedrückt: Die Anwendung funktioniert unabhängig, ohne dass eine zentrale Stelle die Kontrolle über die Mehrheit der mit dem Programm verknüpften Token ausübt. Darüber hinaus verfügen dezentrale Anwendungen (DApps) über eine öffentliche Blockchain, die dezentralisiert ist und vom Programm verwendet wird, um eine kryptografische Aufzeichnung von Daten zu führen, die eine Aufzeichnung früherer Transaktionen enthält.

Traditionelle dezentrale Anwendungen (DApps) sind in der Regel Open Source; Da sich die Kryptowährungsbranche jedoch weiterentwickelt, haben DApps, die entweder vollständig oder teilweise geschlossen sind, an Popularität gewonnen. Nur 15,7 % der dezentralen Anwendungen (DApps) sind im Jahr 2019 vollständig Open Source, während 25 % der DApps Closed Source sind. Der Anteil der dezentralen Anwendungen (DApps), die über öffentlich zugänglichen Code verfügen, ist geringer als der Anteil der DApps, die nicht über öffentlich zugänglichen Code verfügen. Im Allgemeinen sind die Transaktionsvolumina von dezentralen Open-Source-Anwendungen (DApps) höher als die von Closed-Source-DApps.

Eine dezentrale Anwendung (DApp) ist Bitcoin, die erste Kryptowährung, die jemals geschaffen wurde.

Eine dezentrale Anwendung (DApp) kann danach kategorisiert werden, ob sie auf einer eigenen Blockchain oder auf der Blockchain einer anderen dezentralen Anwendung (DApp) arbeitet.

Die Entwickler der Blockchain nutzen Smart Contracts, um Aktivitäten auszuführen und die Daten auf der Blockchain auf dem neuesten Stand zu halten. Um kompliziertere Prozesse zu verwalten, können für eine einzelne dezentrale Anwendung (DApp) viele Smart Contracts erstellt werden. Es gibt etwa 75 % der dezentralen Anwendungen (DApps), die durch einen einzigen Smart Contract abgesichert sind, während die restlichen DApps zahlreiche Smart Contracts verwenden.

Gas, das sich auf Gebühren bezieht, die an die Validatoren der Blockchain gezahlt werden, fällt bei dezentralen Anwendungen (DApps) aufgrund der Kosten für den Einsatz und die Ausführung der Smart Contracts der DApp an. Auf der anderen Seite bestimmt die Komplexität der Smart Contracts einer dezentralen Anwendung die Gasmenge, die für ihre Aktivitäten benötigt wird. Es ist möglich, dass ein detaillierter Smart Contract einer dezentralen Anwendung (DApp), der auf der Ethereum-Blockchain läuft, nicht eingesetzt wird, wenn er zu viel Gas kostet. Dies führt zu einer Verringerung des Durchsatzes und längeren Wartezeiten für die Ausführung.

Verteilte Anwendungen (DApps) nutzen Konsensverfahren, um einen Konsens im Netzwerk zu erreichen. Proof-of-Work (POW) und Proof-of-Stake (POS) sind die beiden Verfahren, die am häufigsten eingesetzt werden, um einen Konsens zu erzielen.

Durch den Prozess des Minings erfordert Proof-of-Work die Nutzung von Computerressourcen, um einen Konsens zu erzielen. Ein Verfahren, das als Proof-of-Work bekannt ist, wird von Bitcoin verwendet. Proof-of-Stake ist ein Konsensmechanismus, der es ermöglicht, dass dezentrale Anwendungen (DApps) mithilfe von Validatoren funktionieren. Diese Validatoren gewährleisten die Sicherheit des Netzwerks, indem sie einen Anteil halten und einen Prozentsatz der Anwendung besitzen.

Mining, Fundraising und Entwicklung sind die drei Haupttechniken, die dezentrale Anwendungen (DApps) verwenden, um ihre Token zu verteilen. Token werden nach einem vorgegebenen Algorithmus als Anreiz für Miner ausgegeben, die das Netzwerk durch Transaktionsverifizierung schützen. Mining ist ein Prozess, der zur Generierung von Kryptowährung verwendet wird. Fundraising ist eine weitere Methode, die zur Verteilung von Token verwendet werden kann. Bei dieser Methode werden Token während der anfänglichen Entwicklungsphase der dezentralen Anwendung (DApp) gegen Geld verteilt, ähnlich wie ein Initial Coin Offering funktioniert. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Entwicklungsmechanismus sicherstellt, dass Token, die für die Erstellung der dezentralen Anwendung (DApp) reserviert wurden, nach einem vorher festgelegten Zeitplan verteilt werden.

Wenn es um den Aufbau und die Entwicklung einer dezentralen Anwendung (DApp) geht, gibt es drei Hauptprozesse, die häufig stattfinden: die Veröffentlichung des Whitepapers für die DApp, die Verteilung der ersten Token und die Verteilung des Eigentums. Im ersten Schritt wird das Whitepaper erstellt, in dem die Protokolle, Funktionen und Implementierung der dezentralen Anwendung detailliert beschrieben werden. Danach werden die notwendige Software und Skripte den Minern und Stakeholdern zugänglich gemacht, die für die Validierung und Finanzierung des Netzwerks verantwortlich sind. Sie werden mit den ursprünglichen Token entschädigt, die vom System als Reaktion auf ihren Beitrag ausgegeben wurden. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass mit zunehmender Anzahl von Akteuren, die dem Netzwerk beitreten, entweder durch die Nutzung der dezentralen Anwendung (DApp) oder durch einen Beitrag zur Entwicklung der DApp, der Besitz von Token abnimmt und das System weniger zentralisiert wird.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Anwendungen, bei denen der Backend-Code auf zentralisierten Servern ausgeführt wird, wird der Backend-Code bei dezentralen Anwendungen (DApps) in einem Peer-to-Peer-Netzwerk ausgeführt, das über das Internet verteilt ist. Frontend-Code und Benutzeroberflächen für eine dezentrale Anwendung (DApp) können in jeder Sprache erstellt werden, die in der Lage ist, Aufrufe an das Back-End der DApp zu senden.

Dezentrale Anwendungen (DApps) wurden im System des dezentralen Finanzwesens (DeFi) eingesetzt, in dem Dapps finanzielle Aufgaben auf Blockchains ausführen. Es wird erwartet, dass dezentrale Finanzprotokolle wie das Aave-Protokoll, die Peer-to-Peer-Transaktionen validieren, eine Störung des zentralisierten Finanzwesens verursachen und die Kosten erheblich senken würden.

Latenz, Durchsatz und sequenzielle Leistung sind Indikatoren für die Leistung einer dezentralen Anwendung (DApp). Die Technologie, die Bitcoin zur Validierung von Transaktionen verwendet, ist so strukturiert, dass es durchschnittlich zehn Minuten dauert, bis ein Block auf der von Bitcoin verwendeten Blockchain abgebaut wird. Auf Ethereum wird durchschnittlich alle 12 Sekunden ein geschürfter Block produziert, was als Blockzeit bezeichnet wird. Dies führt zu einer reduzierten Latenz. Zum Vergleich: Visa verarbeitet jede Sekunde rund 10.000 Transaktionen. Neuere dezentrale Anwendungen wie Solana haben versucht, diese Rate zu übertreffen.

Die Netzwerkkonnektivität ist eine wesentliche Voraussetzung für Blockchain-Systeme, zu denen auch dezentrale Anwendungen (DApps) gehören. Darüber hinaus stellen hohe monetäre Kosten eine Eintrittsbarriere dar. Selbst Transaktionen mit sehr niedrigen Geldwerten können einen erheblichen Teil des Gesamtbetrags ausmachen, der überwiesen wird. Infolge des erhöhten Netzwerkverkehrs werden auch die Preise für den Dienst steigen, wenn die Nachfrage nach dem Dienst steigt. Digitale Anwendungen (DApps), die auf der Ethereum-Blockchain etabliert sind, wie sie von nicht-fungiblen Token (NFTs) verwendet werden, sind die Ursache für dieses Problem für Ethereum, das auf den erhöhten Netzwerkverkehr zurückgeführt werden kann, den diese Anwendungen verursachen. Es besteht eine Korrelation zwischen der Komplexität der Smart Contracts einer dezentralen Anwendung und den Transaktionsgebühren sowie der Blockchain selbst.

Eine Distributed-Ledger-Technologie (DLT), die den größten Markt für dezentrale Anwendungen (DApp) hat,...

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 1.8.2025
• Übersetzer: Daniel Hueber
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Informatik ► Netzwerke ► Sicherheit / Firewall
• ISBN-10: 0-00-098331-4 / 0000983314
• ISBN-13: 978-0-00-098331-2 / 9780000983312