Mit der zunehmenden Verbreitung von Blockchains innerhalb und außerhalb der Kryptowelt ist Cardano eines der wenigen Open-Source-Projekte, das sich einer Plattform rühmen kann, die auf der Grundlage von Wissenschaft und in der Forschung üblicher Peer-Reviews entwickelt wurde.
Bitcoin war der Pionier der Blockchain-Technologie; Cardano bringt jedoch eine neue Art von Protokoll mit, das darauf abzielt, die Skalierbarkeit, Leistungsfähigkeit, Sicherheit und Energieeffizienz von Blockchains durch das Proof-of-Stake-(PoS)-Konsensprotokoll Ouroboros zu erhöhen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ein Blockchain-Konsensprotokoll eine Reihe von Regeln umfasst, die den Betrieb eines Netzwerks ermöglichen. Da eine öffentliche Blockchain ohne eine zentrale Kontrollinstanz arbeitet, stellt ein Konsensprotokoll sicher, dass sich die Teilnehmer des Netzwerks auf die Mechanismen und Prozesse einigen können, die zur verlässlichen Aufzeichnung von Daten in einem digitalen Transaktionsregister erforderlich sind.
Was ist Cardano?
Cardano wurde 2015 von einer Blockchain-Entwicklungsfirma namens IOHK (Input Output Hong Kong) als voll funktionsfähiges Open-Source-Blockchain-Projekt mit einer eigenen Kryptowährung (ADA) gegründet. Wie Ethereum ist das Projekt darauf ausgerichtet, ein fortschrittliches Smart-Contract-Netzwerk für die Entwicklung von dezentralen Anwendungen (dApps) zu werden. Die Cardano-Blockchain zeichnet sich dadurch aus, dass sie die inhärenten Leistungs- und Skalierbarkeitsprobleme herkömmlicher PoW-Blockchains (PoW steht für Proof of Work) durch ein energieeffizientes und skalierbares PoS-Protokoll löst.
Wie funktioniert Cardano?
Cardano besteht aus zwei Schichten, der Cardano-Abwicklungsschicht (CSL, Cardano Settlement Layer) und der Cardano-Berechnungsschicht (CCL, Cardano Computation Layer). Die Abwicklungsschicht wird für ADA-Transaktionen verwendet und ist bereits voll funktionsfähig. Die Berechnungsschicht dagegen wird für die Ausführung sogenannter Smart-Contracts (intelligente Verträge) verwendet und befindet sich noch in der Entwicklung.
Durch die Trennung der Smart-Contract-Plattform von der Transaktionsabwicklungsschicht kann Cardano ein höheres Maß an Flexibilität erreichen, so dass Benutzer auf beiden Schichten mit unterschiedlichen Parametern arbeiten können. Dazu stellt Cardano eine neu entwickelte Programmiersprache für die Erstellung seiner Smart Contracts bereit. Daher werden CCL-Nutzer in der Lage sein, Smart Contracts mit anderen Regeln zu erstellen als diejenigen, die auf der CSL-Schicht arbeiten.
Die Abwicklungsschicht von Cardano nutzt technologische und philosophische Strategien, um ihr Ziel zu erreichen, eine skalierbare, energieeffiziente Blockchain aufzubauen. Eine der zentralen philosophischen Positionen basiert auf der Idee, dass sich ein Netzwerk mit einer “ehrlichen Mehrheit” gegen eventuelle Betrüger durchsetzen kann.
Was die Technologie betrifft, so wird die Cardano-Blockchain mit der hochflexiblen und fehlertoleranten Programmiersprache Haskell entwickelt. Zusätzlich ist das PoS-Protokoll von Cardano, Ouroboros, so konzipiert, dass es die Sicherheit des Netzwerks aufrechterhält und gleichzeitig ein hohes Maß an Skalierbarkeit bietet. Schauen wir uns an, wie das funktioniert.
Das Ouroboros Proof-of-Stake-Protokoll
Ouroboros ist ein Proof-of-Stake-Protokoll, das eine der größten Herausforderungen von Blockchains löst: den Bedarf an ständig wachsender Rechenleistung, um Blöcke zu schürfen und das Netzwerk abzusichern. Cardano behauptet, dass Ouroboros das erste Verfahren seiner Art ist, das auf der Grundlage von Wissenschaft und in der Forschung üblichen Peer-Reviews (Kreuzbegutachtung) entwickelt wurde.
Im Kern ist Ouroboros das „Sicherheits-Rückgrat“ von Cardano. Während Miner bei einem PoW-Protokoll für die von ihnen eingesetzte Rechenleistung belohnt werden, wählt das PoS-System von Cardano Teilnehmer (in diesem Fall Stake-Pools) aus, damit diese Blöcke validieren und dafür ADA als Belohnung erhalten, basierend auf der Höhe der Einlagen den sie im Pool vorhalten.
Das Ouroboros-Protokoll verwendet ein mathematisch verifiziertes System, das das Eindringen von Hackern in das Netzwerk verhindert. Solange ehrliche Teilnehmer mindestens 51% der ADA-Coins halten, können Hacker und böswillige Akteure keinen Schaden, z.B. in Form sogenannter Double-Spends, anrichten.
Um Anreize für ehrliches Verhalten zu schaffen, belohnt Ouroboros gute Akteure mit mehr ADA für die Erfüllung von Delegations- und Staking-Aufgaben, wobei die Fairness bei der Auswahl der Einsatzpools durch einen zufälligen und unvoreingenommenen Auswahlprozess gewahrt bleibt. Dieser zufällige Auswahlprozess ist notwendig, damit die Bildung von vorhersehbaren Mustern verhindert wird, welche von aufmerksamen Beobachtern ausgenutzt werden könnten.
Was ist ADA und welche Rolle spielt es?
Für die meisten Menschen sind Cardano und ADA ein Synonym. Cardano ist jedoch der Name des gesamten Blockchain-Projekts, während ADA die eigene Kryptowährung des Netzwerks ist. Mit einem aktuellen Umlauf von über 31 Milliarden Münzen und einer Obergrenze von 45 Milliarden gehört ADA derzeit zu den zehn erfolgreichsten Kryptowährungen in Bezug auf die Marktkapitalisierung.
Cardano verfügt über eine Reihe von Stake-Pools, die sich aus Eigentümern und Delegierenden oder Stakeholdern zusammensetzen. Aus diesen Pools werden nach dem Zufallsprinzip sogenannte Slot Leader gewählt, die neue Blöcke produzieren. Je mehr ADA man besitzt, desto höher sind die Chancen, ausgewählt zu werden. Jedes Mal, wenn ein Slot-Leader einen neuen Block hinzufügt, erhält er ADA als Belohnung.
Slot-Leader verdienen ADA innerhalb eines definierten Zeitraums für das Validieren neuer Transaktionen. Diese Zeiträume werden als Epochen bezeichnet. Innerhalb einer Epoche werden alle anfallenden Transaktionsgebühren eingesammelt und unter den Slot-Leadern eines Staking-Pools verteilt, basierend auf der Höhe der eingebrachten Menge an ADA.
ADA wird auch in der „Cardano-Schatzkammer“ (Cardano‘s treasury) verwendet, einem System, das Entwickler finanziert, die zum Cardano-Ökosystem beitragen. Jeder, der sich dafür interessiert, die Entwicklung der Open-Source-Plattform Cardano voranzutreiben, kann bei der Schatzkammer einen Zuschuss beantragen und erhält nach Genehmigung durch die Stakeholder des Netzwerks entsprechend ADA. Die Schatzkammer wird durch einen Teil der Block-Belohnungen aus jeder Transaktion finanziert. Die Schatzkammer ist so konzipiert, dass sie auch nach dem Ausstieg der IOHK aus dem Projekt eine kontinuierliche Entwicklung ermöglicht.
Welches Problem wird mit Cardano gelöst?
Bei so vielen existierenden Blockchain-Projekten ist die Skalierbarkeit einer der wichtigsten Faktoren, die über Erfolg und Leistungsfähigkeit entscheiden. So ist beispielsweise die Skalierbarkeit des Ethereum-Netzwerks angesichts der explodierenden Transaktionsgebühren eine große Herausforderung, je mehr es expandiert.
Bei der ersten Generation von PoW-Blockchains musste jeder Miner eine Kopie des Ledgers bzw. der Blockchain für den Validierungsprozess aufbewahren. Wenn das Netzwerk jedoch wächst und die Anzahl der Transaktionen zunimmt, sind die Mining-Knoten überfordert, da sie alle Transaktionen aufzeichnen und gleichzeitig neue Transaktionen validieren müssen.
Letztlich führt dies zu Verzögerungen bei den Transaktionen und macht das Netzwerk für tägliche Mikrotransaktionen ineffizient. Cardano löst dieses Problem, indem es die Transaktionsdaten von der Historie des Ledgers trennt. So speichert ein Block-Validator auf Cardano nur noch die für die Transaktion relevanten Daten und nicht die gesamte Blockchain.
Im Gegensatz zu PoW-Blockchains, deren Energieverbrauch mit dem ganzer Nationen verglichen wurde, ist die Blockchain von Cardano wesentlich energieeffizienter. Das liegt daran, dass die Sicherheit des Netzwerks auf Staking und nicht auf Rechenleistung basiert.
Vor- und Nachteile von Cardanos Blockchain
Das Hauptargument für die Cardano-Blockchain ist, dass sie keine Skalierungsgrenze hat. Selbst bei einem Anstieg der Anzahl an Transaktionen ist Cardano in der Lage, stabil zu funktionieren. Darüber hinaus sind ADA-Transaktionen auf Cardano schnell und kostengünstig, was sie zu einer besseren Form digitalen Geldes macht als die meisten Kryptowährungen mit geringerer Transaktionskapazität. Dank seines PoS-Protokolls ist Cardano umweltfreundlich und sicher.
Allerdings befindet sich die Plattform noch in der Entwicklung und einige ihrer Funktionen existieren derzeit nur in der Theorie. Darüber hinaus gibt es viele gemeldete Probleme mit der netzwerkeigenen Daedalus-Wallet. Zum jetzigen Zeitpunkt hat ADA zwar eine Kapazität von 257 Transaktionen pro Sekunde (TPS) erreicht, aber im Vergleich zu Visas 2000 TPS steht dem Projekt noch ein weiter Weg bevor.
Die Zukunft von Cardano und ADA
Auch wenn Cardanos Fokus auf die Überprüfung des Quellcodes und die wissenschaftlich fundierte Herangehensweise gerichtet ist und damit eine Bereicherung für die aufstrebende Blockchain-Industrie darstellt, sind viele Fans mit den langsamen Updates und dem Projektfortschritt unzufrieden. Dennoch ist Cardano auf lange Sicht als wertvoll einzuschätzen, da es eine Zukunft verspricht, in der skalierbare Blockchain-basierte Innovationen entwickelt werden können, um eine breite Palette von Anwendungsfällen zu unterstützen.
Im Gegensatz zu den meisten Blockchains, die nur die Finanzindustrie umgestalten wollen, zielt Cardano darauf ab, ein System zu schaffen, das die Einrichtung eines transparenten und sicheren dApp-Ökosystems ermöglicht, das sich über mehrere Sektoren hinweg erstreckt.
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