IOTA – Evolution der Blockchain

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Ökosystem für Internet der Dinge

IOTA ist eine dezentrale Open-Source Kryptowährung der dritten Generation, die als Rückrad für ein Ökosystem des Internets der Dinge (engl. Internet of Things, kurz IoT) entwickelt wurde. Die Software bietet Mikrotransaktionen in Echtzeit für Lösungen, die skalierbare Flexibilität und leichtgewichtige Hardware benötigen. IOTA löst infrastrukturelle Probleme von IoT und ermöglicht eine Incentive-basierte Sharing Economy für verteilte technologische Ressourcen verschiedenster Art. Dafür setzt das Projekt nicht mehr auf die Blockchain sondern auf einen sogenannten Tangle. Der Tangle bewahrt die Funktionen verteilter Hauptbücher (Ledger) und sicherer Transaktionen wie die Blockchain, funktioniert jedoch ohne Blocks. Stattdessen nutzt der Tangle einen gerichteten azyklischen Graph (engl. Directed Acyclic Graph, kurz DAG).

Tangle
Der Tangle als gerichteter azyklischer Graph

Laut den IOTA-Entwicklern wird die Blockchain nicht ersetzt, diese vielmehr ergänzt:

Iota does not seek to replace the blockchain entirely, it also acts as a supplementation to the current blockchain ecosystem by acting as a oracle for smart contract platforms like Ethereum and Rootstock. Additionally it increases security of blockchains by enabling the ability to include checkpoints for transactions.

Wie alle Paradigmenwechsel hat auch IoT mit einer Vielzahl von Hürden zu kämpfen, bevor es zu einem integrierten Teil des täglichen Lebens werden kann. Bisher ist es noch keinem Projekt gelungen Mikrotransaktionen in Echtzeit zu ermöglichen. Das liegt einerseits an den Gebührenstrukturen, die Transaktionen teuer machen, und in der Tatsache, dass die aktuellen Blockchain-Designs die skalierbare Verarbeitung einer hohen Anzahl von Transaktionen pro Sekunde nicht ermöglichen.

Damit IoT insgesamt funktionieren kann, braucht es Offenheit und die Zusammenarbeit konkurrierender Unternehmen. IOTA kann durch die entwickelte Plattform einen ersten Standard definieren. Die Architektur und die echtzeitbasierten Mikrotransaktionen bieten Lösungen für eine Reihe verteilter Operationen.

Distributed Computing: In Zukunft werden Häuser, Straßen und Städte mit Sensoren bestückt sein, die miteinander kommunizieren werden. Dabei entstehen unheimlich große Mengen an Daten, die verarbeitet werden müssen. Diese Verarbeitung werden intelligente Sensoren mit eigener integrierter Rechenkapazität (Mist Computing) in Kombination mit Rechenstationen (Fog Computing) übernehmen. Mikrotransaktionen von IOTA ermöglichen dafür die dezentrale Bearbeitung in Echtzeit.

Distributed Data: Eine Studie von Cisco prognostiziert kürzlich einen IoT Markt von 19 Billionen US-Dollar (!) innerhalb der nächsten Dekade. Bedingt dadurch wird es in absehbarer Zeit Milliarden von Sensoren geben, die riesige Datenmengen erzeugen. Aus Gründen von physikalischen Einschränkungen der Datenbandbreite, des Speicherplatzes und der Energie, werden diese Echtzeitdaten nur durch Anreize geteilt werden. IOTA als dezentrale Platform spielt bei der Vergütung der dezentralen Datenteilung eine wichtige Rolle.

Distributed Storage: Da nicht alle Geräte und Sensoren zu jeder Zeit ihre volle Speicherkapazität benötigen werden, bleiben große Menge an Speicherplatz ungenutzt. IOTA erlaubt diese dezentrale Speicherplätze in Echtzeit gegen Kompensationen für andere Zwecke zur Verfügung zu stellen.

Distributed Bandwith: Eine der größten Hürden für reibungslose IoT-Systeme sind Störungen der Sensoren. Viele kennen die Situation, in der sich verschiedene auf gleicher Frequenz arbeitenden WLAN-Netzwerke gegenseitig beeinflussen. Durch das mal starke und mal weniger starke Senden von Sensoren im Netzwerk kann dies verhindert werden. Dies wird erreicht indem Kompensationen in Form vom Mikrotransaktionen von stark sendenden Sensoren an weniger stark sendenden Sensoren fließen.

Distributed Energy: Durch den Anstieg von erneuerbaren Energien und der zunehmenden Dezentralisierung der Stromerzeugung, sind neue Herausforderungen zu meistern, für die IOTA eine Plattform bietet. Viele Häuser produzieren bereits heute mehr Energie als für den Eigenverbrauch notwendig. In Zukunft wird sich diese Entwicklung verstärken. IOTA bietet die Infrastruktur, Energie dezentral in Echtzeit zu verteilen und gleichzeitig zu vergüten.

Ein weiterer Vorteil der Plattform betrifft eine vorhersehbare zukünftige Entwicklung: Quantencomputer. IOTA wurde so entworfen, dass es einen natürlichen Schutz gegen Quantencomputer bietet. Dazu wurden spezielle Algorithmen implementiert. An Quantencomputern wird stark geforscht. Im Gegensatz zu herkömmlichen Rechnern werden beim Quantencomputer keine Bits (binärer Zustand 0 oder 1) sondern Qubits verwendet. Ein Qubit kann nicht nur zwei Zustände annehmen, sondern auch überlagerte Zustände und somit deutlich mehr Informationen enthalten. Dies führt zu einer Vervielfachung der Rechenkapazität, was Brute-Force-Attacken bei Verschlüsselungen deutlich effektiver macht.

Die NSA hat im August 2015 bekannt gegeben, dass Sie in Zukunft auf neue Algorithmen zur Verschlüsselung ihrer Dokumente und Informationen setzt, da bisher sichere Verschlüsselungsalgorithmen in naher Zukunft durch Quantencomputing nicht mehr sicher sein könnten. In IOTA ist ein mehrstufiges Security-Level für Transaktionen implementiert, welches Verschlüsselungen von 128-Bit, 256-Bit und 384-Bit erlaubt (technische Details hierzu im Whitepaper). Letztere Verschlüsselung gilt nach aktuellem Stand als sicher gegen Quantencomputer.

IOTA wurde offiziell am 21. Oktober 2015 in der größten Bitcoin Community angekündigt. Zur Finanzierung der Entwicklung wurde ein ICO (Initial Coin Offering) abgehalten, über dass innerhalb von 27 Tagen insgesamt 1911 Bitcoins und knapp 42000 JINN-Anteile eingesammelt wurden (Gegenwert beim Verfassen des Artikels etwa 600.000 Euro). Am 2. Mai 2016 wurde die Beta veröffentlicht. Bereits vor dem offiziellen Beta-Start hatte Microsoft IOTA auf seine Azure Plattform aufgenommen. Ein Ritterschlag, da dies bisher noch keinem Projekt vor der Veröffentlichung gelungen war, noch dazu keinem Projekt im Alpha- oder Beta-Status.

Dieser Beitrag basiert auf Informationen des Whitepapers V1.0 von IOTA.

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