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  • Michael Zerna

Blockchain Research #3

Aktualisiert: 1. Juni 2019

BlockLite: A Lightweight Emulator for Public Blockchains

Autoren: Xinying Wang, Abdullah Al-Mamun, Feng Yan, Mohammad Sadoghi, Dongfang Zhao

Veröffentlicht: 6 Mai, 2019

Link: https://arxiv.org/pdf/1905.02157.pdf Abstrakt [*]:

Blockchain ermöglicht viele neue dezentrale Anwendungen in den Bereichen Kryptowährung, Internet der Dinge, Smart Health Care und vielen anderen. Obwohl verschiedene Open-Source-Blockketten-Frameworks zur Verfügung stehen, ist die Infrastruktur komplex genug und für viele Anwender schwierig, neue Forschungsideen zu modifizieren oder zu testen. Hinzu kommt, dass viele Vorteile von Blockchain-Systemen nur im großen Maßstab demonstriert werden können, z.B. Tausende von Knoten, die den Forschern nicht immer zur Verfügung stehen. Dieses Demopapier stellt einen leichten Single-Node Emulator von Blockchain-Systemen vor, nämlich "BlockLite", der entwickelt wurde, um echte Proof-of-Workloads zusammen mit Peer-to-Peer-Netzwerkkommunikation und hashbasierter Unveränderlichkeit auszuführen. BlockLite verwendet einen Vorverarbeitungsansatz, um den Overhead für die Berechnung pro Knoten zur Laufzeit zu vermeiden und skaliert so auf Tausende von Knoten. Darüber hinaus bietet BlockLite eine einfach zu bedienende Programmierschnittstelle, die eine Lego-ähnliche Anpassung an das System ermöglicht, z.B. neue Ad-hoc-Konsensusprotokolle.

Meinung: Als anwendungsorientiertes Unternehmen, welches wir von zerna.io darstellen, ist es sehr wertvoll zu sehen, dass die Entwicklung von Simulatoren von Blockchains stetig weiter geht. Bisher sind mit "Bitcoin-Simulator" und "VIBES" nur limitierte Simulatoren verfügbar. Über diese beiden Varianten wird in dem Paper eine Einleitung vermittelt. Mit Blocklite ist nun eine neue und spannende Alternative vorgestellt worden. Das Paper gibt einen groben Einblick in das Verfahren, welches Blocklite anwendet um bis zu 20.000 Nodes zu simulieren. Es wird jedoch wenig über das Ad-Hoc-Modell beschrieben, welches im Abstrakt angepriesen wird. Die in Java geschriebene Anwendung, wird als OpenSource per Github zur Verfügung gestellt. Bemerkenswert ist dabei, dass die Anwendung mit rund 2000 Zeilen Code auskommt. Wir empfehlen Blocklite selbst einen Test zu Unterziehen, um damit ein Gefühl dafür zu bekommen, ob dieser Simulator als Resaerch-Mittel ausreichend ist. Wir denken, dass dem so ist.


Proof-of-Prestige: A Useful Work Reward System for Unverifiable Tasks

Autoren: Michał Król, Alberto Sonnino, Mustafa Al-Bassam, Argyrios Tasiopoulos, Ioannis Psaras

Veröffentlicht: 8 Mai, 2019

Link: https://arxiv.org/pdf/1905.03016.pdf Abstrakt [*]:

Da kryptographische Token und Altcoins zunehmend als Utility-Token gebaut werden, wird der Begriff der nützlichen "consensus" Protokolle im Gegensatz zum PoW-consensus immer wichtiger. In solchen Kontexten erhalten die Benutzer Belohnungen aus dem Netzwerk, nachdem sie eine bestimmte, für das Netzwerk nützliche Aufgabe ausgeführt haben. Während in einigen Fällen der Nachweis eines Nutzen oder einer Dienstleistung erbracht werden kann, ist die Mehrheit der Aufgaben nicht zu überprüfen. Um solche Fälle zu bewältigen, entwickeln wir Proof-of-Prestige (PoP) - ein Belohnungssystem, das auf Blockchains des Proof-of-Stake laufen kann. PoP bringt Prestige, eine volatile Ressource, die sich im Gegensatz zu Coins mit der Zeit erneuert. Das Prestige kann durch nützliche Arbeit erworben werden, die für die Inanspruchnahme von Dienstleistungen ausgegeben wird und die direkt an die Nutzer weitergegeben wird. PoP ist resistent gegen Sybil- und Collude-Angriffe und kann verwendet werden, um Mitarbeiter für die Erledigung nicht überprüfbarer Aufgaben zu belohnen, während das System für die Endbenutzer frei bleibt. Wir verwenden zwei exemplarische Anwendungsfälle, um die Nützlichkeit von PoP zu demonstrieren, und wir bauen einen Simulator, um das kryptoökonomische Verhalten des Systems im Hinblick auf den Prestigetransfer zwischen Knoten zu bewerten.

Meinung: Um eines vorwegzunehmen, der Titel des Papers verspricht mehr, als der Inhalt am Ende preisgeben wird. Ein Konsens-Protokoll für nicht verifizierbare Aufgabe, welches auf Proof-Of-Stake aufsetzt, klingt nach einem wunderbaren Mittel, um dezentrale Business Prozesse durchzuführen. Dies Aufgrund der Architektur von Proof-of-Stake noch umweltfreundlich. Doch letztendlich bleiben die Autoren es schuldig, eine Erklärung darüber abzugeben, was nicht verifizierte Aufgaben sind und warum diese nicht über bestehende Mittel umgesetzt werden kann. Zwar bieten sich ein mathematisch fundiertes Model, welches beweisbar gegen Sybil- und Collude-Angriffen abgesichert ist, doch letztendlich fehlen uns die Anwendungsfelder des Prrof-Of-Prestige. Im Paper wird des Öfteren beschrieben, dass mit jenem Konsens sinnvolle Aufgaben durchgeführt werden können, doch auch hier fehlt eine klare Definition, was eine sinnvolle Aufgabe für die Autoren darstellt. Zwar sind auf Filecoin und Steem durchaus Anwendungen beschrieben, doch jene scheinen abschließend zu wirken und bieten wenig Raum für der Eröffnung weiterer Use-Cases.


Atomic Commitment Across Blockchains

Autoren: Victor Zakhary, Divyakant Agrawal, Amr El Abbadi

Veröffentlicht: 7 Mai, 2019

Link: https://arxiv.org/pdf/1905.02847.pdf TL; TR Abstrakt [*]:

[...] Benutzer sollten in der Lage sein, Token und Assets atomar auszutauschen, ohne auf zentralisierte Vermittler wie Exchange angewiesen zu sein. Neuere Peer-to-Peer Atomic Cross-Chain Swap Protokolle verwenden Hashlocks und Timelocks, um sicherzustellen, dass die Teilnehmer das Protokoll einhalten. Ein abgelaufenes Timelock kann jedoch zu einer Verletzung der Atomicity-Eigenschaft führen. Ein ehrlicher Teilnehmer, der einen Smart Contract aufgrund eines Crash-Fehlers oder von Netzwerkverzögerungen an seinem Standort nicht rechtzeitig ausführt, kann am Ende seine Vermögenswerte verlieren. [...] In diesem Beitrag stellen wir AC3WN vor, das erste dezentrale, alles oder nichts atomare cross-chain-commitment Protokol. [...]

Meinung: Atomic-Swaps scheinen seit ungefähr zwei Jahren eine hoch erwartete Erneuerung auf den Protokollen verschiedenster Blockchains zu sein. Zu Recht sagen wir, denn mit jenen können Krytowährungen direkt miteinander getauscht werden, ohne dafür einen Exchange zu nutzen. Dies geschieht direkt auf dem Protokoll und somit vollkommen transparent für jeden Nutzer. Das Paper bietet eine schöne Einführung in Atomic-Swaps. Besonders lesenswert ist die Darlegung, warum die heutigen Umsetzungen von Atomic Swaps sehr anfällig für den Totalverlust der eingesetzten Kryptowährungen ist. Die Alternative, welche die Grundlage des Papers darstellt, wird umfassend beschrieben. Mathematische Beweise geführt und genau dargelegt, warum Entwickler einen genauen Blick auf diese Lösung werfen sollten.

[*] Übersetzt von zerna.io

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