IOTA 2.0s Weg zur Konsensfinalisierung durch Slot Commitment Chains

In diesem Jahr hat IOTA zweifellos große Fortschritte auf dem Weg zu einem sichereren, zugänglicheren und dezentralisierten Netzwerk gemacht. Der innovative Ansatz der Version 2.0 in Bezug auf die Endgültigkeit des Distributed Ledger wird die Art und Weise, wie sich Knoten synchronisieren, Forks auflösen und die Datenintegrität sicherstellen, revolutionieren.

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— IOTA (@iota) October 27, 2023

In diesem Artikel werden die Slot Commitment Chains von IOTA 2.0 ohne hochtechnisches Geplänkel erläutert, um die Leser/innen mit ihnen vertraut zu machen. Außerdem geht er darauf ein, wie sie den Weg für ein zuverlässigeres und skalierbares Netzwerk ebnen, basierend auf den Erkenntnissen aus dem jüngsten Blogpost der IOTA Foundation.

Die Herausforderung bei DLTs

In der Welt der Distributed-Ledger-Technologien (DLTs) ist es keine leichte Aufgabe, einen Konsens über einen akzeptierten und endgültigen Zustand zu erreichen. Regelmäßige Kontrollpunkte sind der Eckpfeiler dieses Prozesses und ermöglichen es den Knoten, ihre Aufzeichnungen zu synchronisieren.

Die Lösung von IOTA für diese zentrale Herausforderung ist die Implementierung von Slot Commitment Chains. Kurz gesagt: Das Konzept verspricht, die Funktionsweise von DLTs neu zu definieren.

Was sind Slot Commitment Chains?

Slot Commitment Chains sind in IOTA 2.0 der Dreh- und Angelpunkt für das Streben des Netzwerks nach Konsens und Synchronisation. Diese Ketten sind ein einzigartiger Mechanismus, der sicherstellt, dass sich die Knotenpunkte auf akzeptierte Daten einigen.

Außerdem helfen sie bei der dynamischen Verfügbarkeit und der Auflösung von Forks. Letztendlich sorgen sie für die Finalisierung und damit für mehr Sicherheit.

Die Anatomie von Slot Commitment Chains

Jeder Block, der von einem Knotenpunkt erzeugt wird, enthält einen Verweis auf eine Slot-Zusage, eine kryptografische Zusage für ein bestimmtes vergangenes Zeitintervall, das als “Slot” bezeichnet wird. Diese Slots sind genau definierte 10-Sekunden-Intervalle, die sich nicht überschneiden. Ein Slot Commitment umfasst alle wichtigen Daten zu diesem Slot, einschließlich akzeptierter Blöcke und Transaktionen, und bildet eine verknüpfte Sequenz, die als “Slot Commitment Chain” bezeichnet wird.

Die Knoten einigen sich auf ein Slot Commitment, d.h. sie bestätigen gemeinsam die Daten, die das Netzwerk bis zum Ende des jeweiligen Slots akzeptiert hat. Slot Commitments dienen als Kontrollpunkte, die es den Knoten ermöglichen, ihre Ledger zu synchronisieren, indem sie sie mit anderen vergleichen. Wenn ihre Hauptbücher übereinstimmen, bedeutet das, dass sie dieselben Informationen besitzen.

Die Bausteine von Slot Commitments

Slot Commitments werden durch die Kombination verschiedener Informationen mittels Hashing erstellt, darunter die Protokollversion, der Slot-Index, das vorherige Slot Commitment, das Commitment des Slot-Inhalts, das kumulative Gewicht und die Reference Mana Cost (RMC).

IOTA 2.0 Slot Commitment (Quelle: IOTA Foundation)

Jede Slot-Zusage identifiziert eindeutig einen zugesagten Slot und seinen Inhalt und bildet eine Kette, die bis zur Genesis-Zusage zurückreicht, ähnlich wie der Block-Header einer Blockchain.

Erzeugen von Slot Commitments

Die Knotenpunkte erstellen ihre Slot Commitment-Ketten auf der Grundlage ihres Verständnisses des Tangle, einschließlich der akzeptierten Blöcke und Transaktionen. Das Online-Validierungskomitee spielt bei diesem Prozess eine wichtige Rolle.

Wenn ein Konsens erreicht oder eine maximale Zeitüberschreitung erreicht ist, erstellen die Knoten die Zusage für diesen Slot. Unter normalen Netzwerkbedingungen sollten alle Knoten die gleichen Blöcke beobachten, was zu identischen Slot Commitments führt.

Die Notwendigkeit von Slot Commitment Chains

Slot Commitment Chains spielen in IOTA 2.0 vor allem aus drei Gründen eine wichtige Rolle:

Synchronisierung: Diese Ketten bieten den Netzwerkteilnehmern ein verlässliches Mittel, um den Inhalt des Tangles mit dem letzten zugesagten Slot zu synchronisieren. Bei der Initialisierung eines neuen Knotens oder beim Wiedereintritt in das Netzwerk helfen Slot Commitments dabei, akzeptierte Blöcke zu bestimmen und den Ledger-Status zu synchronisieren.

Dynamische Verfügbarkeit und Fork Resolution: Unter schwierigen Netzwerkbedingungen kann es vorkommen, dass Knoten nicht dieselben Blöcke zur gleichen Zeit sehen, was zu Forks oder unterschiedlichen Zusagen für dieselben Slots führen kann. Slot Commitment Chains helfen dabei, diese Diskrepanzen zu erkennen und ermöglichen es den Knoten, der schwersten Kette zu folgen, um den Konsens aufrechtzuerhalten.

Finalisierung: Der Abschluss in IOTA 2.0 erfolgt auf der Ebene der Slot-Zusagen. Eine Supermajorität des Komitees muss in ihren Validierungsblöcken auf eine Verpflichtung verweisen, damit die Finalisierung zusammen mit der Bestätigung dieser Blöcke erfolgt.

Die Mechanik der Slot Commitment Chains

Zwei entscheidende Komponenten kommen ins Spiel: die Chain Switching Rule und die Heaviest Chain Selection.

Die Chain Switching Rule befasst sich mit verzweigten Slot Commitment Chains und ermöglicht es den Knoten, die schwerste Kette zu bestimmen und zu ihr zu wechseln. Die Auswahl der schwersten Kette stützt sich auf Bescheinigungslisten und kumulative Gewichte, um die zuverlässigste Kette auszuwählen.

Fazit

Slot Commitment Chains sind das Rückgrat von IOTA 2.0s Streben nach Konsens, Synchronisierung, Fork-Auflösung und Finalisierung. Sie ermöglichen es den Knoten, einen konsistenten Ledger-Status aufrechtzuerhalten und die Vertrauenswürdigkeit des Netzwerks auch unter schwierigen Bedingungen zu gewährleisten.

Mit diesen Innovationen ist IOTA 2.0 zweifellos in der Lage, den Bereich der verteilten Ledger zu überarbeiten.

Quelle