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IOTA Tangle: Was ist das eigentlich?

IOTA Tangle

Jede einzelne Kryptowährung hat unterschiedliche Eigenschaften und basiert meist auf einem individuellen System. Dadurch lässt sich durchaus sagen, dass Blockchain nicht gleich Blockchain ist. Doch welche Technologie steckt hinter diesen anderen Systemen?

Ein gelungenes Beispiel für ein funktionierendes System wurde von IOTA geliefert. Die Technologie hinter dieser Kryptowährung nennet sich Tangle und kann mit einigen Vorteilen für IOTA-Transaktionen überzeugen.

IOTA ist eine interessante und erfolgreiche Kryptowährung, welche in erster Linie als Kommunikations- und Zahlungsmittel zwischen Maschinen fungiert. Die menschliche Beteiligung soll dadurch weitestgehend ersetzt werden.

Dieser Beitrag widmet sich dem Tangle-System und klärt die Hintergründe. Zudem wird der Transaktionsprozess im Detail näher erläutert. Letztlich werden die Unterschiede und Gemeinsamkeiten zur Blockchain näher betrachtet.

Was ist IOTA Tangle?

Was ist der Tangle?

Diese Kryptowährung arbeitet mit dem innovativen Tangle-System und funktioniert nicht wie die meisten anderen digitalen Währungen nach der herkömmlichen Blockchain-Technologie. Die Blockchain ist eine Aneinanderreihung von einzelnen Blöcken. Diese Blöcke beinhaltet eine Vielzahl von unterschiedlichen Daten, wie Informationen über Transaktionen.

Im Tangle-System werden die Daten nicht blockweise aneinandergereiht. Um eine Transaktion durchführen zu können, muss jeder Nutzer mindestens zwei vorherige Transaktionen bestätigen. Dadurch ergibt sich eine hohe Sicherheit der einzelnen Transaktionen.

Sobald eine Transaktion die zwei benötigten Bestätigungen erhalten hat, ist sie verifiziert und wird ausgeführt. Anders als in der herkömmlichen Blockchain verlaufen hierbei eine Vielzahl von Transaktionen parallel. Durch die Eigenschaft, dass eine Transaktion zwei Bestätigungen mit sich zieht, ergibt sich eine höhere Bestätigungsrate.

Sämtliche IOTA-Transaktionen werden ausschließlich verschlüsselt übermittelt, um eine hohe Sicherheit zu gewährleisten. Dabei bilden die Hash-Funktionen die Basis für den Bestätigungsprozess.

Im Tangle-System kann grundsätzlich zwischen zwei Arten von Übertragungen unterschieden werden. Das IOTA-Token wird über eine Wert-Transaktion gesendet, während Messages sämtliche zugehörige Daten und Informationen übermitteln.

Das Tangle-System ersetzt das Prinzip des Minings im eigentlichen Sinne der Blockchain vollständig. In diesem System stellten einige Nutzer ihre Rechenleistung bereit, um die Transaktionen auf der Blockchain zu bestätigen. Im Tangle-System dagegen sind alle Nutzer Miner, da sie für jede Transaktion zwei vorherige Tips bestätigen müssen.

Die Miner der Blockchain konnten sich mit ihrer Tätigkeit Belohnungen verdienen. Das Netzwerk basiert daher vielmehr auf einem Kreislauf und Gegenseitigkeit. Transaktionen werden ohne Blockchain reguliert und das System soll insgesamt skalierbar sein.

Blockchain & Tangle:
Unterschiede und Gemeinsamkeiten

Die Blockchain und das Tangle-System haben einige wesentliche Gemeinsamkeiten, unterscheiden sich jedoch in den Grundlagen und Details deutlich voneinander. Um im System der Blockchain einzelne Transaktionen zu bestätigen, stellen spezielle Nutzer ihre eigene Hardware zur Verfügung. Diese Nutzer haben selbst keine Transaktion beauftragt, sondern bestätigen lediglich die Blöcke anderer Nutzer.

Dagegen werden im Tangle-System sämtliche Nutzer zu Mindern. Jeder muss zwei Blöcke bestätigen, sobald er eine Transaktion durchführen möchte. Dieses Prinzip stellt alle Teilnehmer auf eine Stufe und belohnt keine speziellen Nutzer. Zudem benötigt das Tangle-System zwei Bestätigungen pro Transaktion und die herkömmliche Blockchain lediglich eine.

Die Validierung beider Netzwerke basiert auf einem Hash-System. Die Bestätigungen können durch den Proof-of-Work-Algorithmus ermöglicht werden. Die Technologie hinter dem Tangle-System nennt sich Directed Acyclic Graph.

Transaktionsprozess Tangle

IOTA Tangle: Wie funktioniert der Transaktionsprozess?

Das Tangle-System basiert auf einer Datenstruktur, welche durch Verbindungen zwischen einzelnen Transaktionen entsteht. Diese Verbindung zwischen Transaktionen wird als Graph bezeichnet. Jeder Graph besitzt eine festgelegte Laufrichtung, was ihn zu einem gerichteten Graphen macht.

Die einzelnen Transaktionen können einen unterschiedlichen Status aufweisen. Während eine Vielzahl von Transaktionen bereits bestätigt sind, weisen andere einen teilweise bestätigten Status aus. Dies kommt immer dann vor, wenn von den benötigten zwei Bestätigungen zu diesem Zeitpunkt nur eine stattgefunden hat. Letztlich gibt es unbestätigte Blöcke, welche als Tips bezeichnet werden.

Wenn kein Graph gefunden werden kann, welcher zu seinem Ausgangspunkt zurückführt, so ist er als azyklisch zu bezeichnen.

Der eigentliche Transaktionsprozess wird in fünf Schritten vollzogen, welche nachfolgend beispielhaft und vereinfacht erläutert werden. Zunächst wird eine Transaktion erstellt. In diesem Zuge werden die Daten der Empfängeradresse, Absenderadresse sowie Wert der Transaktion und die Nachricht hinterlegt.

Im zweiten Schritt geht es darum, die Transaktion zu signieren und dadurch das Eigentum an dem gesendeten Token zu bestätigen. Mit einem Private Key wird die Transaktion bestätigt und somit freigegeben. Anschließend werden zwei Tips zufällig von einem Node gewählt. Diese Tips müssen vor diesem Zeitpunkt noch frei sein und werden im Zuge der Transaktion bestätigt.

Anschließend wird der Proof-of-Work-Algorithmus verwendet, um eine kleine Berechnung (Nonce) zu lösen. Gleichzeitig fungiert er als Spamschutz und sorgt für die Sicherheit im System. Die Berechnung dauert in der Regel nur wenige Sekunden. In diesem Schritt werden zudem die gewählten Tipps eingehend geprüft, um nicht gedeckte Accounts und fehlerhafte Transaktionen ausschließen zu können.

Im letzten Schritt wird die Transaktion an eine Node gesendet und im Netzwerk verteilt. Die Transaktion bildet somit einen Block, welcher als Tip einem anderen Nutzer zugeteilt wird. Anschließend wird die Transaktion geprüft und bestätigt.

Transaktionsprozess Tangle

Besondere Eigenschaften vom IOTA Tangle

Die Basis des Tangle-Systems bildet die Technologie Directed Acyclic Graph. Dieser Begriff drückt das Verhältnis der einzelnen Knotenpunkte zu den Graphen aus.

Neben den üblichen Distributed-Ledger-Technologien hat das Tangle-System noch weitere besondere Eigenschaften. Zunächst ist das System partitionstolerant, wodurch Offline-Transaktionen ermöglicht werden. Bei Störungen des Netzwerkes können Transaktionen somit weiterhin durchgeführt werden.

Zudem sind sämtliche Transaktionen generell frei von Gebühren. Kosten fallen nur für die Hardware und den verwendeten Strom an, welcher für das Berechnen verbraucht wird. Neben der Übertragung von Werten wie Tokens können auch Messages mit Informationen versendet werden.

Eine weitere Eigenschaft ist die Möglichkeit der IOTA-Streams, welche ganze Datenströme verschlüsseln können. Zudem benötigt es für die Nutzung dieses Netzwerkes keine professionelle oder teure Hardware.

Das Tangle-System überzeugt zudem mit einer guten Skalierung. Grundsätzlich gilt, je mehr Teilnehmer Transaktionen veröffentlichen, desto mehr Transaktionen können anschließend bestätigt werden.

Tangle - Vorteile und Nachteile

Die Vor- und Nachteile der Technologie

Die Tangle-Technologie bietet viele Vorteile im Hinblick auf Gebühren und Sicherheit. Zunächst ist das Entfallen von Minern ein großer Vorteil dieses Systems. Das Minen von Blöcken und Transaktionen wurde zwischenzeitlich zu einem Wettkampf unter Kryptowährungen. Die Nutzer versprachen sich hohe Belohnungen für den Einsatz ihrer Hardware.

Im Tangle-System werden die Transaktionen von der Gemeinschaft aller Nutzer bestätigt. Jeder Nutzer bestätigt mit seiner Transaktion zwei andere Tips.

Ein weiterer Vorteil des Systems liegt in der kostengünstigen Nutzung. Für IOTA-Transaktionen werden keinerlei Gebühren fällig, was für eine hohe Nutzerfreundlichkeit steht. Das Tangle-System ist zudem schnell, skalierbar und unkompliziert.

Letztlich gilt das System als sehr sicher, da ein Betrug oder ein fremder Zugriff vom Netzwerk erschwert wird. Hacker müssten gleichzeitig mehrere Bereiche angreifen, wodurch das System sie schnell identifizieren könnte.

Neben den Vorteilen gibt es jedoch auch einige Nachteile zu beachten. Die Blockchain hat eine sehr lange Entwicklung und auch Optimierung erfahren. Das Tangle-System ist dagegen eher neu und konnte noch nicht derart umfangreich getestet werden. Bis die vollumfängliche Funktionsweise bestätigt ist, wird es daher noch einige Zeit benötigen.

Insgesamt stellt das Tangle-System jedoch bereits jetzt schon eine interessante Alternative zur herkömmlichen Blockchain dar. Mit der fortschreitenden Entwicklung werden die bisherigen Vorteile noch weiter optimiert werden können. Für Investoren ist IOTA und die Technologie eine spannende Innovation. Möchten auch Sie IOTA kaufen?

Quellen:
Iota-Einsteiger, Einsteiger – Guide
Codecentric, Eine Tangle Einführung
UKCryptoCurrency, Tangle versus Blockchain

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