Wie Blockchains zu großen Garbage Patches für Daten werden

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Der CoinDesk-Kolumnist Nic Carter ist Partner bei Castle Island Ventures, einem öffentlichen Blockchain-orientierten Venture-Fonds mit Sitz in Cambridge, Massachusetts. Er ist außerdem Mitbegründer von Coin Metrics, einem Startup für Blockchain-Analysen.

In dem Disney Pixar-Film „WALL · E“ rollt der gleichnamige Roboterheld um eine verlassene Erde und verdichtet methodisch alte Müllberge. Der Planet war unfruchtbar und steril geworden und von den Resten des grassierenden Konsums bedeckt.

Wenn wir nicht aufpassen, werden die meisten öffentlichen Blockchains das Schicksal von WALL · E's Earth teilen, das dazu bestimmt ist, verlassene Aufbewahrungsorte für alten Müll zu werden: nicht mit physischem Müll, sondern mit Junk-Daten, irrelevant, anachronistisch und ungenutzt.

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Es steht viel auf dem Spiel. Blockchains, die den Anwendungsfall „Hochverfügbare generische Datenbank“ begrüßen, werden eines von zwei düsteren Schicksalen erleiden: Entweder können Knoten auf lange Sicht praktisch nicht mehr ausgeführt werden, oder Knotenbetreiber verwerfen Daten, was die Unveränderlichkeitsversprechen schwächt.

Während der Ansatz von Bitcoin in Bezug auf eingeschränkten Blockraum (und folglich höhere Gebühren) die Einfügung willkürlicher, nicht transaktionsbezogener Daten in die Kette verhindert, bestehen andere Wettbewerber auf niedrigen Gebühren und subventionieren effektiv die Grenznutzung. Dies hat bereits sichtbare Auswirkungen gehabt – und führt zu langfristigen Risiken, mit denen gerechnet werden muss.

Sind Transaktionen ein Vermögenswert oder eine Verbindlichkeit?

Um zu verstehen, warum die Verwendung von Blockchains zum Speichern beliebiger Daten eine schlechte Idee ist, betrachten wir sie abstrakt. Eine Blockchain verwaltet die kontinuierliche Versteigerung von Blockflächen an die Öffentlichkeit im Austausch gegen Gebühren (und eine Subvention). Bergleute können diese Gebühren im Austausch für den Bau und die Bestellung von Blöcken geltend machen. Transaktoren tolerieren diese Gebühren, da die Blockchain starke Abwicklungssicherungen generiert, die anderswo nicht zu finden sind.

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Foto von ray rui auf Unsplash

Die Qualität dieser Zusicherungen hängt weitgehend von den Sicherheitsausgaben ab, die sich selbst aus Gebühren und Subventionen zusammensetzen. Gebühren entstehen durch das Zusammenspiel zwischen einer begrenzten Menge an Blockraum und der Forderung, diesen Blockraum zu nutzen. Denken Sie zum Schluss daran, dass die Knotenoperatoren die Kosten für das Hinzufügen von Daten zur Kette tragen. Alle heute hinzugefügten Daten sind effektiv eine Externalität, die Knotenbetreiber auf Dauer tolerieren müssen.

Ist also eine Nutzlast von Daten – eine Transaktion – ein Vermögenswert oder eine Verbindlichkeit? Es hängt davon ab, ob. Ich gehe davon aus, dass eine Transaktion ein Aktivposten für die Blockchain ist, wenn zwei Bedingungen erfüllt sind:

  • Die Transaktion ist mit einer Gebühr verbunden, die zumindest in einem angemessenen Verhältnis zu den Kosten steht, die sie den Knotenbetreibern auferlegt
  • Die Daten sind wahrscheinlich für zukünftige Dateneingaben relevant. es ist aktuell.

Dass Transaktionen zu Sicherheitsausgaben beitragen sollten, liegt auf der Hand. Dass sie Währung beinhalten sollten, ist nicht. Tatsächlich besteht eine Laufzeitinkongruenz zwischen der Art und Weise, wie Benutzer Blockchains verwenden, und ihren langfristigen Wartungskosten. Öffentliche Blockchains sollen Daten auf Dauer speichern. Sie erreichen diese beeindruckende Leistung, indem sie die Datenbank über viele Knoten hinweg replizieren. Wie bereits erwähnt, verlassen sie sich jedoch auf die Bereitschaft der Knotenbetreiber, diese Daten für immer aufzunehmen, zu speichern und bereitzustellen. Wenn Transaktionen im Verhältnis zu ihrem Beitrag zur Sicherheit der Blockchain erhebliche Kosten verursachen, sind sie netto negativ.

Ich gehe daher davon aus, dass in die Kette eingeschriebene Daten insofern von Vorteil sind, als sie wirtschaftlich relevant sind und einen Mehrwert für das System darstellen, indem sie Benutzer zu Transaktionen veranlassen. Es besteht eine Haftung in dem Maße, in dem Knotenbetreiber die Daten aufnehmen, validieren und speichern müssen. Wenn es sich bei den Daten um UTXO handelt, ist dies höchstwahrscheinlich in Zukunft relevant: Transaktoren geben schließlich ihre Münzen aus. Wenn es sich um Spam handelt, der sich auf einen Lufttropfen für ein vorübergehendes Token bezieht, ist er möglicherweise nie wieder relevant. Und welcher Knotenbetreiber möchte die Rechnung für Terabyte irrelevanter, unwirtschaftlicher Daten bezahlen?

Eine unbezahlte Äußerlichkeit

Das Bitcoin-ähnliche Blockchain-Modell ist nicht perfekt. Bitcoin hängt von der Bereitschaft der Knotenbetreiber ab, Blöcke ohne Kompensation herunterzuladen und weiterzugeben. Dies ist eine Seltsamkeit in einem System, das ansonsten stark von Anreizen für den freien Markt getrieben wird. Um dies zu berücksichtigen, haben Bitcoin-Entwickler darauf geachtet, den verfügbaren Blockspeicherplatz so zu begrenzen, dass der Knotenbetrieb auf Standardhardware weiterhin möglich ist. Je nachdem, wie Sie es zählen, beträgt die gesamte Blockchain auch nach 11 Betriebsjahren nur etwa 274 GB. Die Erhebung einer laufenden Lagersteuer, wie sie der staatliche Mietvorschlag für Ethereum vorsieht, ist eine weitere mögliche Lösung des Problems. Andere Blockchains haben in ihrem Bestreben, sich von Bitcoin und seinen angeblich hohen Gebühren zu unterscheiden, ein Umfeld geschaffen, in dem keine oder nur geringe Gebühren anfallen.

Weit davon entfernt, Blockchains bequemer zu machen, machen unbegrenzte Blockgröße und null Gebühren sie weniger zuverlässig.

Aber Gebühren dienen natürlich als eine Art finanzieller Arbeitsnachweis. Sie verlangen, dass Transaktoren nur Informationen in die Kette einfügen, für die sie eine Bezahlung wert sind. Dies verteuert die Generierung von Spam und verhindert verschwenderische Nutzungsmodi. Da die Nachfrage nach unbefristetem, hochverfügbarem Speicher nahezu unbegrenzt ist (würden Sie nicht ein hochverfügbares, unbefristetes Cloud-Backup Ihrer 10-TB-Torrent-Sammlung erstellen, wenn der Speicher im Wesentlichen kostenlos wäre?), Ist dies wahrscheinlich eine Kette mit geringen oder keinen Gebühren gefüllt mit Junk-Daten, wenn genügend Zeit zur Verfügung steht.

Vorhersehbar ist dies geschehen. Reduzieren Sie den Clearing-Preis für die Aufnahme in eine replizierte, hochverfügbare Datenbank auf Null und erwarten Sie opportunistische Spammer, die davon profitieren können. Zahlreiche Beispiele gibt es zuhauf. Ein großer Teil der Transaktionen auf Stellar bezieht sich auf einen Dienst namens Diruna, der offenbar Anreize für Benutzer geschaffen hat, die Blockchain zu spammen. Diruna scheint jetzt verstorben zu sein. Der Fußabdruck in der Kette lebt jedoch praktisch unauslöschlich weiter. Bitcoin Cash und Litecoin tragen den Aufdruck einer Anwendung namens "Bitcoin Aliens", einem Tool, mit dem Benutzer winzige Beträge für die Anzeige von Anzeigen zahlen können.

Der sogenannte „Blitz Ticker“ macht an einem bestimmten Tag bis zu 50% der BCH-Transaktionen aus. Sein Sinn? Einfügen von Marktdaten in die Blockchain. Ethereaner erinnern sich vielleicht an eine Zeit Mitte 2018, als der größte Gaskonsument eine mysteriöse Börse namens FCoin war, die ein wettbewerbsfähiges Token-Listing-Schema durchführte, das Einzelpersonen dazu anregte, die Blockchain zu spammen. Es entsteht ein Muster: private Gewinne, öffentliche externe Effekte. FCoin ist derzeit zahlungsunfähig, aber seine Auswirkungen werden für immer auf Ethereum spürbar sein, da Token-Transaktionen nicht einfach entwirrt und entfernt werden können.

Der OP_RETURN-Kompromiss

Der Ansatz von Bitcoin bestand darin, einen Opcode zu bestimmen, der als eine Art Senke für nicht-transaktionale Daten fungiert. Zuvor verschlüsselten die Benutzer Daten direkt in Adressen, die von normalen Transaktionen größtenteils nicht zu unterscheiden waren. Daher wurde OP_RETURN speziell für die Verarbeitung beliebiger Daten ausgewählt, damit sie von Knoten mit geringen Schwierigkeiten identifiziert und entfernt werden können.

Wie sich herausstellt, ist das Bitcoin-Protokoll darauf ausgelegt, ein eigenes UTXO-Set zu kultivieren. OP_RETURN wurde von Omni (das Tether-Transaktionen unterstützte) und Veriblock erheblich genutzt, aber sonst wenig. Die Auswirkungen auf die Blockchain sind relativ gering. Strehle und Steinmetz stellen fest, dass OP_RETURN-Daten in Bitcoin rund 3% des gesamten Blockchain-Datenaufwands ausmachen. Sollte es jedoch wachsen, hätten Knoten die Möglichkeit, OP_RETURN-Ausgaben insgesamt zu verwerfen, da sie nachweislich nicht ausgegeben werden können und aus transaktionaler Sicht nicht relevant sind.

Siehe auch: Crypto Progressives werden mit ihren eigenen Ketten konservativ

Letztendlich müssen Knotenoperatoren auf Blockchains, die mit vielen nicht-transaktionalen Daten belastet sind, in Betracht ziehen, ihre Datensätze regelmäßig zu bereinigen. Dies ist praktisch, wird jedoch gegen die gewünschte Qualität abgewogen, die in Blockchains der Unveränderlichkeit und Verfügbarkeit von Daten angestrebt wird. Wenn Validatoren / Archivare durch willkürliches Löschen von Daten, die Benutzer für wichtig halten, eine herausragende Domäne effektiv ausführen können, sind ihre Zusicherungen in dieser Kette praktisch nicht vorhanden. Wir haben also eine Situation, in der der Ansatz des Verwerfens in direktem Widerspruch zu einer wünschenswerten Qualität öffentlicher Blockchains steht, die den Benutzern Daten auf Dauer zur Verfügung stellt.

Das Problem ist, dass Validatoren diese Daten nicht beseitigen können, wenn auch nur eine einzelne Einheit ein Interesse an der Existenz einiger ansonsten störender Daten hat, ohne diese Person effektiv ihres Eigentums zu berauben. Hier besteht jedoch eine enorme Asymmetrie: Eine wirtschaftlich denkende Person kann im Wesentlichen alle gegenwärtigen und zukünftigen Benutzer der Blockchain dazu zwingen, ihre Transaktion aufzunehmen. Die Alternative ist die unangenehme Wahl, Warenknoten zu entmachten und sich für ein Modell zu entscheiden, bei dem nur die größten Knoten überleben.

Diese Spannung ist nur dann lösbar, wenn die verfügbaren Datensteckplätze streng begrenzt sind und Gebühren zur Messung der Blockchain-Nutzung erhoben werden. Öffnen Sie das Messgerät und behandeln Sie entweder Datenverlust und Benutzerfrustration oder unbegrenztes Zustandswachstum und unmögliche Validierung.

Weit davon entfernt, Blockchains bequemer zu machen, machen unbegrenzte Blockgröße und Null Gebühren sie weniger zuverlässig und garantieren praktisch entweder den langfristigen Verlust vermeintlich unveränderlicher Daten oder erfordern den Kompromiss der Dezentralisierung auf Knotenebene.

Vielen Dank an Antoine Le Calvez, David Vorick, Lucas Nuzzi und Takens Theorem für ihr Feedback.

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CoinDesk ist führend in Blockchain-Nachrichten und ein Medienunternehmen, das nach höchsten journalistischen Standards strebt und strenge redaktionelle Richtlinien einhält. CoinDesk ist eine unabhängige operative Tochtergesellschaft der Digital Currency Group, die in Kryptowährungen und Blockchain-Startups investiert.

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