Avalanche – das Internet der Finanzen

Im folgenden Blog stellen wir die grundlegenden Eigenschaften des Avalanche-Protokolls vor – einer neuen innovativen Blockchain-Plattform, deren größter Vorteil die extrem hohe Skalierbarkeit und Geschwindigkeit der Transaktionsverifizierung ist, ohne dabei auf Dezentralisierung oder Sicherheit verzichten zu müssen.

Geschichte

Das Avalanche-Protokoll wurde zusammen mit dem nativen Netzwerk-Token AVAX von dem Unternehmen Ava Labs entwickelt, dessen Gründer der ehemalige Professor der Cornell University Emin Gün Sirer sowie seine beiden Doktoranden der Informatik Kevin Sekniqi und Maofan „Ted“ Yin sind.

Bereits im Jahr 2002 beteiligte sich E.G. Sirer gemeinsam mit V. Vishnumurthy und S. Chandrakumaran an der Entwicklung einer konzeptionellen Peer-to-Peer-Virtualwährung namens Karma. Die digitale Währung Karma war die erste Währung überhaupt, die ein Proof-of-Work-System zur Emission neuer Coins verwendete.

Damals wurde das PoW-System jedoch nur zur Ausgabe neuer Coins verwendet und nicht als Konsensprotokoll des Netzwerks genutzt. Karma entstand kurz nach den Terroranschlägen vom 11. September, weshalb es sehr schwierig war, finanzielle Mittel für die Weiterentwicklung zu beschaffen.

Im Laufe der Jahre entwickelte sich Sirer jedoch zu einer bedeutenden und anerkannten Persönlichkeit im Bereich Kryptowährungen. In der Vergangenheit veröffentlichte er beispielsweise eine Forschungsarbeit, in der er Sicherheitsmängel der DAO-Plattform aufzeigte. Seine Warnungen wurden jedoch nicht ernst genommen, was schließlich zum DAO-Hack führte, bei dem Hacker insgesamt 3,6 Millionen ETH entwendeten. Darüber hinaus schlug er in der Vergangenheit Konsensänderungen für Bitcoin und Ethereum vor.

Im Jahr 2018 gründete er sein eigenes Unternehmen Ava Labs und entwickelte später im Jahr 2019 die Kryptowährung Avalanche selbst. Anfang Februar 2019 wurde der sogenannte „Seed Sale“, also der erste Verkauf der Token an private Investoren, gestartet. Im September 2020 wurde schließlich das Mainnet (Hauptnetzwerk) des Avalanche-Protokolls offiziell gestartet.

Was ist Avalanche?

Avalanche ist ein innovatives Blockchain-Ökosystem, das als sicheres, global verteiltes und dezentrales Netzwerk konzipiert wurde. Die Entwickler selbst bezeichnen das Projekt als „Plattform der Plattformen“. Das Protokoll nutzt auf einzigartige Weise drei unterschiedliche Blockchains, um eine interoperable und vertrauenswürdige Umgebung zu schaffen, auf der Entwickler aufbauen können. Avalanche bietet darüber hinaus Zahlungslösungen innerhalb des Netzwerks durch die Nutzung des nativen Tokens AVAX.

Avalanche wurde entwickelt, um mehrere große Probleme zu lösen, die heute in den meisten Blockchain-Netzwerken vorhanden sind. Die Plattform kämpft gegen Zentralisierung und bietet eine Alternative zu Netzwerken wie Ethereum. Avalanche versucht, die Schwächen dieses Netzwerks zu beheben und eine noch höhere Programmierbarkeit und Skalierbarkeit bereitzustellen.

Wichtige Eigenschaften

Avalanche wurde als Plattform entwickelt, die es jedem ermöglicht, seine eigene Blockchain zu erstellen. Zu den grundlegenden Eigenschaften des Protokolls gehören:

• Modularität – Avalanche ermöglicht es jedem, die „Bausteine“ des Netzwerks zu nutzen, um eine eigene standardisierte Blockchain zu erstellen, die für eine bestimmte Anwendung optimiert werden kann. Diese neu geschaffenen Blockchains sind interoperabel und existieren innerhalb eines gemeinsamen Blockchain-Netzwerks. Avalanche ist somit ein Blockchain-Ökosystem und kann kontinuierlich erweitert werden, um den spezifischen Anforderungen der Entwickler gerecht zu werden.
• Skalierbarkeit und Sicherheit – Die Avalanche-Blockchain verwendet den Proof-of-Stake-Konsensmechanismus (PoS), um die Sicherheit der Blockchain zu gewährleisten. Dieses System funktioniert zuverlässig dank einer enormen Anzahl von Validatoren im Netzwerk, wodurch das Netzwerk widerstandsfähig gegen Angriffe sowie zuverlässig und sicher ist. Avalanche kann ungefähr 4.500 Transaktionen pro Sekunde verarbeiten, was deutlich mehr ist als alle konkurrierenden Blockchains.
• Leistung – Avalanche entwickelte eine neue Gruppe von Protokollen namens „Snow Family“, die es allen innerhalb des Avalanche-Ökosystems aufgebauten Blockchains ermöglichen, Tausende von Transaktionen pro Sekunde zu verarbeiten.
• Nachhaltigkeit – Avalanche verwendet den energieeffizienten Proof-of-Stake-Konsens anstelle des Proof-of-Work-Algorithmus.
• Unterstützung für Smart Contracts – Unterstützt die Erstellung von Smart Contracts in der Programmiersprache Solidity sowie die Nutzung von Ethereum-Entwicklungstools wie Remix, MetaMask oder Truffle.

Wie funktioniert Avalanche?

Avalanche nutzt eine Triple-Blockchain-Strategie, um die Entwicklungsprozesse im Netzwerk zu vereinfachen. Alle drei Blockchains werden über das Hauptnetzwerk des Protokolls (Primary Network) verifiziert und gesichert. Das Hauptnetzwerk des Protokolls stellt eine Art Subnetz (Subnet) dar, das alle integrierten Blockchains validiert, die auf der Avalanche-Plattform betrieben werden. Ein wichtiger Bestandteil des Hauptnetzwerks sind die Validatoren, die ihre Token staken und so an der Validierung des Systems teilnehmen.

Das Triple-Blockchain-System besteht aus:

• Exchange Chain (X-Chain) – Eine dezentrale Blockchain, die so konzipiert wurde, dass sie einfach programmierbar ist. Dieses Netzwerk ermöglicht es jedem, verschiedene intelligente digitale Assets zu erstellen. Diese neuen Assets können beispielsweise Stablecoins, Utility-Token, NFTs, Wrapped Tokens und andere sein.
• Platform Chain (P-Chain) – Eine Blockchain, die für das reibungslose Funktionieren des Netzwerks verantwortlich ist. Sie dient hauptsächlich zur Koordination der Validatoren im Netzwerk, zur Verwaltung und Überwachung aktiver Subnetze sowie zur Erstellung neuer Subnetze.
• Contract Chain (C-Chain) – Wurde geschaffen, um Entwicklern aus dem Ethereum-Umfeld die Entwicklung zu erleichtern. Die C-Chain stellt eine Art Konvertierungs-Blockchain dar, die mit allen wichtigen Ethereum-Tools kompatibel ist. Nutzer können ihre dezentralen Anwendungen problemlos auf diese Blockchain migrieren. Das Netzwerk unterstützt beliebte Ethereum-Tools wie MetaMask, Web3.js, Remix oder Embark.

Quelle: Avalanche Network

Avalanche-Konsensprotokoll

Das Avalanche-Konsensprotokoll kombiniert die besten Eigenschaften des Nakamoto-Konsenses (Robustheit, Dezentralisierung) und klassischer Konsensprotokolle (Durchsatz, geringe Latenz und niedriger Speicherbedarf).

Die grundlegende Eigenschaft dieser Protokolle ist ihre hohe Geschwindigkeit. Avalanche-Protokolle erreichen einen unumkehrbaren Konsens in weniger als zwei Sekunden, was schneller ist als alle derzeit verfügbaren Protokolle. Avalanche ermöglicht die Verarbeitung von Tausenden Transaktionen pro Sekunde (bis zu 4.500 TPS), was einem Durchsatz auf dem Niveau aktueller Zahlungssysteme entspricht.

Das Avalanche-Konsensprotokoll basiert auf wiederholten zufälligen Abstimmungen von Teilmengen von Validatoren. Wenn ein Validator im Netzwerk eine Transaktion sieht, die überprüft werden muss, wählt er zufällig eine kleine Teilmenge anderer Validatoren aus, die entscheiden, ob die Transaktion gültig ist oder nicht. Jeder der ausgewählten Validatoren hat seine eigene Meinung über die Gültigkeit der jeweiligen Transaktion. Die ausgewählten Validatoren werden entsprechend der Höhe ihres Einsatzes (gestakete AVAX-Token) gewichtet, wobei diese Methodik dem Protokoll theoretisch ermöglicht, die Skalierbarkeit auf Millionen von Teilnehmern auszuweiten.

Wenn ein ausreichend großer Teil der Validatoren-Untergruppe antwortet, dass die Transaktion gültig ist und akzeptiert werden sollte, stimmt der ursprüngliche Validator der Annahme der Transaktion zu. Dieser Validator geht nun davon aus, dass die betreffende Transaktion gültig ist, und wenn er in Zukunft von einem anderen Validator kontaktiert wird (also Teil einer Validatoren-Untergruppe ist), wird er ebenfalls antworten, dass die Transaktion gültig ist und akzeptiert werden sollte.

Dasselbe Prinzip gilt auch im umgekehrten Fall – wenn ein ausreichend großer Teil der Validatoren-Untergruppe antwortet, dass die Transaktion ungültig ist, lehnt der ursprüngliche Validator die Transaktion ab und empfiehlt allen zukünftigen Validatoren, diese ebenfalls abzulehnen. Die Protokolle sind speichereffizient und verbrauchen nur minimale Mengen an elektrischer Energie.

Snowman-Konsensprotokoll

Snowman ist ein optimiertes Protokoll zur Erreichung von Konsens im Netzwerk – es ist hochleistungsfähig, skalierbar und ideal für Smart Contracts. Snowman basiert auf dem Avalanche-Konsensprotokoll. Es wird auf der Platform Chain (P-Chain) und der Contract Chain (C-Chain) verwendet.

Athereum

Athereum ist ein Subnetz (Subnet) des Avalanche-Netzwerks, das ein „freundlicher Fork“ von Ethereum ist und den Avalanche-Konsensmechanismus nutzt. Die Entwickler von Athereum betrachten es selbst als ein freundliches Experiment, da sie Unterstützer des Ethereum-Ökosystems sind. Auf diese Weise versuchen sie, Ethereum bei der Lösung seiner Schwächen zu helfen.

Gerade die Nutzung des oben genannten Avalanche-Konsensprotokolls ermöglicht diesem Subnetz einen hohen Durchsatz und die Fähigkeit, nahezu sofort Konsens im Netzwerk zu erreichen. Die Entwickler von Athereum verwenden dieselben Entwicklungstools wie im Ethereum-Netzwerk (Web3js, MyEtherWallet, MetaMask). Darüber hinaus haben alle bestehenden ETH-Inhaber Anspruch auf ATH-Token (Athereum-Token) im entsprechenden Gegenwert, wenn eine auf Ethereum laufende Anwendung auf Avalanche übertragen wird.

Quelle: The Coin Republic

Das Ziel von Athereum ist nicht, Ethereum zu ersetzen, sondern eine alternative Umgebung für den Betrieb dezentraler Anwendungen mit höherem Durchsatz und schnellerer Konsensfindung bereitzustellen. Ziel ist es, Forschung und Entwicklung dezentraler Anwendungen zu inspirieren und zu fördern sowie die Ethereum Virtual Machine (EVM) selbst zu optimieren.

Nativer Netzwerk-Token – AVAX

AVAX ist der native Token des Avalanche-Netzwerks. Nutzer erhalten mit diesem Token Belohnungen (Staking) und bezahlen Gebühren. Eine wichtige Eigenschaft dieses Tokens ist seine Begrenzung. Im Gegensatz zu den meisten anderen Plattformen mit PoS-Konsens, die über ein unbegrenztes Angebot verfügen und dieses kontinuierlich erhöhen, hat Avalanche ein festgelegtes maximales Angebot von 720 Millionen Token.

Beim Marktstart wurden 360 Millionen Token emittiert (wobei die überwiegende Mehrheit gesperrt ist und über einen Zeitraum von 1 bis 10 Jahren linear freigegeben wird), während weitere 360 Millionen durch Staking freigegeben werden. Ähnlich wie bei Bitcoin werden die Staking-Belohnungen im Laufe der Zeit abhängig von der wachsenden Anzahl der im Umlauf befindlichen Token sinken.

Neben dem begrenzten Angebot der AVAX-Token – ähnlich wie bei Bitcoin – unterscheidet sich AVAX außerdem dadurch, dass Token für Gebühren und alle Arten von Operationen im Primärnetzwerk verbrannt werden – dazu gehören beispielsweise das Verbrennen von Transaktionsgebühren, Gebühren für die Netzwerknutzung oder Gebühren für die Erstellung von Subnetzen und einzelnen Blockchains.

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