Forscher scheinen eine unwahrscheinliche Gruppe zu sein, um die private Blockchain-Sphäre zu erforschen, in der die Hauptakteure eine Mischung aus Banken und Tech-Giganten sind. Aber zumindest einige Forscher der Cornell University vom Institute for Crypto Currencies & Contracts haben ihre Aufmerksamkeit auf genehmigte Implementierungen gerichtet, um sie zu verbessern.

Statt eines offenen Systems wie Bitcoin, an dem sich jemand beteiligen kann, verlassen sich private Blockchains auf eine bestimmte Anzahl bekannter Teilnehmer, um Transaktionen zu verifizieren und sie zu sogenannten "Blöcken" zu bündeln.

Aktuelle Implementierungen lassen allerdings zu wünschen übrig, argumentieren die Forscher.

Einfachheit ist ein wichtiges, wenn auch dumpf klingendes Stück, das der Chefforscher der Cornell University, Robbert van Renesse, betonte, dass viele private Blockchain-Implementierungen fehlen.

Er sagte CoinDesk:

"Die Möglichkeit, Technologie zu hinterfragen, ist der Eckpfeiler der wissenschaftlichen Entdeckung, denke ich. Dass Peers verstehen können, was vor sich geht, ist wichtig. Es muss nicht jeder sein, aber wenn es nur ein Eine Hand voll Leute könnte Grund zur Besorgnis geben. "

Das kann laut Renesse für aktuelle private Blockchain-Implementierungen der Fall sein, da die verteilten Algorithmen, auf die private Blockchains angewiesen sind, ziemlich komplex sind.

Zumindest ist das der Anspruch.

Screutable Blockchains

Private Blockchains sind in der Regel auf Technologien angewiesen, die älter als Bitcoins sind, wie die praktische byzantinische Fehlertoleranz (PBFT), um sich über die Geschichte von Transaktionen zu einigen. Es gibt viele verschiedene Möglichkeiten, wie private Blockchains zu einer Einigung kommen können, und wenn die Forschung von Cornell irgendeinen Hinweis darauf gibt, wurden bestimmte Wege zu wenig erforscht.

Renesse argumentierte, dass die Flaggschiff-Implementierung von Fabric, die von Linux Foundation unterstützte Hyperline, eines der bekanntesten, zugelassenen Blockchain-Protokolle, ein Beispiel für ein zu komplexes ist.

"Der Code für das Protokoll besteht aus Zehntausenden von Zeilen Code. Die Analyse der Korrektheit Eigenschaften ist 40 oder 60 Seiten", sagte Renesse.

Das Ergebnis? Nur wenige verstehen, wie es funktioniert.

Renesse erforscht seit Jahrzehnten die sogenannte byzantinische Fehlertoleranz (BFT). Obwohl es sich verwirrend an diejenigen anhört, die nicht in die Wissenschaft eingetaucht sind, sind Knoten in einem Netzwerk notorisch schlecht miteinander zu arbeiten. Sie sind ungeschickt; einige scheitern, während andere spontan aufhören.

Vereinfacht gesagt, gibt es eine Reihe von Problemen, und insbesondere die BFT-Studie befasst sich mit einigen der eher unregelmäßigen.

Nun baut Renesse auf einem Protokoll, Bosco, das er 2008 entwickelt hat.

Ursprünglich meinte er, er halte es nicht für mehr als ein "Spielzeugprotokoll", aber jetzt privat Blockchains gewinnen an Boden - und das gesamte Feld verteilter Systeme hebt ab - Renesse erforscht, wie es in einer genehmigten Umgebung eingesetzt werden kann.

"Ich habe mir Bosco angeschaut und gefragt: 'Wie unpraktisch ist das genau?'", Sagte er.

Im Gegensatz zu etwas wie Fabric, argumentierte er, ist der Algorithmus viel einfacher - es braucht zwei Seiten, um seine Sicherheitsgarantien zu skizzieren, und er kann in 1.000 Codezeilen implementiert werden.

"Dies ist ein Protokoll, das ich den Oberschülern erklären kann", sagte er. "Ich bin ziemlich zuversichtlich, dass sie es nach ein paar Tagen verstehen können."

Suche nach Einfachheit

IC3-Co-Direktorin Elaine Shi arbeitet an einem ähnlichen Projekt.

"Ich bin ein großer Anhänger der Einfachheit", sagte sie und machte den gleichen Punkt wie Renesse, ohne Aufforderung und während einer separaten Unterhaltung. Sie arbeitet an einem anderen Projekt namens "Sleepy", das wie andere genehmigte Implementierungen Bitcoins Proof-of-Work-System ableitet, mit dem die Gültigkeit von Transaktionsblöcken festgestellt wird.

Es ist "extrem einfach", sagte sie und fügte hinzu, dass es "starke Robustheitseigenschaften" hat, was bedeutet, dass die Knoten nicht so leicht ausfallen. Darüber hinaus ist keine globale Koordination erforderlich, bei der sich jeder Knoten auf eine Aktion einigen muss.

"Für ein Konsortium möchten Sie etwas verwenden, das besser zu verwalten ist", sagte sie und wies darauf hin, dass andere private Blockchains wie Chain Core diese Eigenschaft nicht haben.

Es ist ein Prozess, den sie Schritt für Schritt einführen. Shi erwähnte, dass sie und Doktorand Phil Daian mit Parity, einem in Rust geschriebenen Ethereum-Klienten, gearbeitet haben. Parität kann eine Vielzahl von Formen des Konsenses unterstützen (einschließlich ihres eigenen privaten Protokolls als Nachweis der Autorität (PoA)). Also testet das Cornell-Team, wie Sleepy in dieser Einstellung funktioniert.

Shi nutzte PoA als Versuchskaninchen für Vergleiche mit Sleepy und argumentierte, dass Sleepy bessere Sicherheitsgarantien habe, die in einem im letzten Herbst veröffentlichten Whitepaper dargelegt wurden.

"Der Beweis der Autorität macht keinen Sinn, wenn es etwas deutlich Besseres gibt", sagte sie.

Schritt für Schritt

Wo könnten diese Tools jedoch ausgerollt werden? Es ist eine Frage, die von Enterprise-Blockchains im Allgemeinen lange gestellt wurde.

Für Sleepy beginnen Shi und das Cornell-Team mit der Zusammenarbeit mit Parity, aber das Ziel ist es, sie auch in andere Frameworks einzubauen.

Dafür ist die Implementierung von Renesse noch nicht weit genug.

"Ich habe [Bosco] auf einer Flugreise von Peking nach Newark implementiert", sagte er und fügte hinzu, dass der nächste Schritt eine "richtige" Bewertung sei.

Das System könnte jedoch einige Nachteile haben.

Bosco könnte möglicherweise zu mehr Knotenabstürzen führen, bei denen Knoten auf Anfragen nicht mehr reagieren und nicht mehr teilnehmen können. PBFT garantiert Datenkonsistenz, solange weniger als ein Drittel der Knoten fehlerhaft ist, während Bosco einen unteren Schwellenwert von einem Fünftel der Knoten aufweist.

Renesse führte ein anderes Problem an, das alle privaten Blockchain-Systeme betrifft: Eine "bösartige Bank" könnte das gesamte System zum Stillstand bringen, indem sie es mit Spam überflutet.

Er hält dies jedoch nicht für ein potentiell großes Problem, weil die Teilnehmer einfach zustimmen können, den schlechten Schauspieler rauszuwerfen.Trotz der Nachteile glaubt Renesse, dass Bosco Banken und Institutionen eine andere Option geben könnte.

Er schloss:

"Banken führen am ehesten ein Protokoll und akzeptieren gelegentlich Fehler oder gelegentlich verärgerte Mitarbeiter, die etwas Schlechtes versuchen."

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