- Input Output Hongkong (IOHK) hat ein Paper zu dem neuen Extended UTXO (EUTXO) Modell von Cardano veröffentlicht.
- Das EUTXO Modell wird die Grundlage für Cardanos Smart Contracts in der Goguen Phase legen.
Das für die Entwicklung von Cardano (ADA) zuständige Unternehmen Input Output Hongkong (IOHK) veröffentliche kürzlich eine Formalisierung, wie Smart Contracts in der nächsten Entwicklungsphase (Goguen) von Cardano umgesetzt werden. Aktuell befindet sich Cardano in Phase 2, Shelley. Diese stellt die Funktionalitäten für das Staking bereit und soll die Grundlage für die Dezentralisierung des Netzwerks legen.
In Phase 3, Goguen, wird die Möglichkeit hinzugefügt, Smart Contracts und dezentralisierte Anwendungen (dApps) auf der Grundlage von Cardano zu entwickeln. Die Veröffentlichung des neuen Papers stellt eine Formalisierung des Modells dar, welches Cardanos Smart Contract Sprache Plutus verwendet, die seit Dezember 2018 auf einer Testplattform verfügbar ist.
Cardano verwendet einen Mix der Ledger Modelle von Bitcoin und Ethereum
Die beiden führenden Kryptowährungen, Bitcoin und Ethereum verwenden zwei unterschiedliche Ledger-Modelle, die als UTXO Modell (Bitcoin) bzw. als Konten-Modell (Ethereum) bekannt sind. Wie IOHK in dem Paper schreibt, bieten beide Modelle spezifische Vorteile, weshalb Cardano einen Mix aus beiden Modellen implementieren wird.
Grundsätzlich ist das Konten-Modell von Ethereum geeigneter, um Smart Contracts zu ermöglichen. Andererseits ist das UTXO von Bitcoin ein semantisches Modell, welches in einer komplexen und verteilten Umgebung einfach bleibt und weniger Ressourcen benötigt. Aufgrund dessen hat IOHK das Extended UTXO (EUTXO) Modell entworfen, das eine Erweiterung des UTXO-Modells von Bitcoin darstellt.
Bei Bitcoin basiert jede Transaktion auf dem Konzept des Output und Input, also der Darstellung bestimmter BTC-Beträge. Für eine Transaktion werden Bitcoin in Form von verschiedenen Inputs ausgewählt und zu einem Output geformt. Die Ausgabe (Output) in Bitcoin erfolgt also nicht mit einem einzigen Datenbyte. Stattdessen werden mehrere Fraktionen von Bitcoin durch den Algorithmus abgerufen, um eine Ausgabeanforderung zu erfüllen. Beispielsweise kann die Transaktion (Output) von einem BTC in Form von 3 Inputs (0,3 BTC, 0,3 BTC und 0,4 BTC) erfolgen. Die Änderungen werden an die UTXO-Datenbank gesendet.
Die Cardano Forscher erklärten, dass dieses Modell, obwohl es „mit der gleichzeitigen und verteilten Natur von Blockchains gut zusammenspielt“, starke Einschränkungen der Programmierbarkeit aufweist – was es für die meisten Smart Contracts unpraktisch macht. Im Gegensatz dazu ermöglicht das auf Konten basierende Ledger von Ethereum komplexe Berechnungen, muss aber einen „gemeinsamen Zustand“ einführen, eine Art kollektives Gedächtnis aller Transaktionen und Verträge. Das Paper konstatiert hierzu (frei übersetzt):
Dennoch wurde das UTXO-Modell im Allgemeinen und Bitcoin im Besonderen wegen der begrenzten Programmierbarkeit kritisiert, die durch das Validator-Konzept erreicht wurde. Insbesondere das auf Konten basierende Ledger von Ethereum und der damit verbundene Begriff der Vertragskonten wurde durch den Wunsch motiviert, diese Einschränkungen zu überwinden.
Leider geschieht dies durch die Einführung eines Konzepts des gemeinsamen veränderlichen Zustands, was die Semantik des Vertragscodes erheblich verkompliziert. Insbesondere müssen Vertragsautoren die Feinheiten dieser Semantik verstehen oder riskieren, Sicherheitsprobleme einzuführen.
Darum ist Cardanos EUTXO Modell besser
Durch das EUTXO Modell von Cardano wird die Ausführung eines Smart Contracts in mehrere Transaktionen ermöglicht. Jede Transaktionsausgabe wird ein Datenfeld besitzen, das beliebige Informationen enthalten kann, die mit einem bestimmten Smart Contract verbunden sind:
Die erste Änderung besteht darin, dass wir es erlauben, dass Transaktionsausgaben einen ADA Wert mit dem Validierer mitführen, der bei der Validierung als zusätzliches Argument übergeben wird. Dies ermöglicht es einem Vertrag, einen bestimmten Zustand (die Daten) zu tragen, ohne seinen „Code“ (den Validierer) zu ändern. Wir werden dies verwenden, um den Zustand unserer Zustands-Maschinen zu übertragen.
Darüber hinaus stellt das System sicher, dass eine bestimmte Kette von Outputs denselben Vertragscode verwendet – ein Konzept, das als Vertragskontinuität bezeichnet wird:
Die zweite Änderung besteht darin, dass der Validierer einige Informationen über die zu validierende Transaktion erhält. Diese Informationen werden als zusätzliches Argument vom Typ Tx Info übergeben. Die zusätzlichen Informationen ermöglichen es dem Validierer, viel strengere Bedingungen durchzusetzen, als dies mit einem reinen UTXO-Modell möglich ist – insbesondere kann er die Ausgaben der aktuellen Transaktion überprüfen, was für die Gewährleistung der Vertragskontinuität von wesentlicher Bedeutung ist
Eine dritte Änderung besteht darin, dass IOHK „einen gewissen Zugriff auf die Zeit ermöglichen wird“, indem sie „den Transaktionen ein Gültigkeitsintervall hinzufügen“.
Während Shelley und Goguen derzeit parallel entwickelt werden, steht für beide Phasen noch nicht fest, wann die Überführung in das Mainnet erfolgt. Zuletzt erklärte Charles Hoskinson, dass die Fertigstellung von Shelley noch im ersten Quartal 2020 erfolgen soll. Goguen soll laut Roadmap von Cardano ebenfalls noch in 2020 folgen. Allerdings sind die Veröffentlichungsdaten angesichts der Verzögerungen, die Cardano in der Vergangenheit hinnehmen musste, noch ungewiss.
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