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Auf Anwendungen der Distributed-Ledger-Technologie (DLT) spezialisierte Entwickler haben lange davon geträumt, das so genannte Blockchain-Trilemma zu überwinden.
Dieser inhärente Konflikt zwischen den drei Hauptsäulen der Technologie – Sicherheit, Skalierbarkeit und Dezentralisierung – sorgt dafür, dass bei jedem neuen Produkt oder jeder neuen Architektur Kompromisse eingegangen werden müssen.
Doch wenn das Trilemma nicht überwunden werden kann, scheint es nicht an Versuchen zur Minimierung dieser Konflikte zu mangeln – ein Wettbewerbsvorteil, der zu groß wäre, um ihn zu ignorieren.
Das Trilemma ergibt sich aus den konkurrierenden Anforderungen der Eigenschaften, die die Blockchain überhaupt erst zu einem so wertvollen Instrument machen.
- Die Dezentralisierung soll das Vertrauen der Allgemeinheit in die Unantastbarkeit der Daten in der Kette stärken.
- Die Sicherheit gewährleistet Schutz vor internen und externen Kompromissen.
- Die Skalierbarkeit ermöglicht ein nahtloses Wachstum.
Wenn die Dezentralisierung jedoch auf die Spitze getrieben wird, beeinträchtigt sie sowohl die Skalierbarkeit als auch die Sicherheit.
Grund dafür ist, dass der für eine effektive Verwaltung des Wachstums und die Implementierung neuer Verteidigungsprotokolle erforderliche Konsens immer schwieriger zu erreichen ist.
Gleichzeitig verlangsamen starke Sicherheitsmechanismen die Transaktionsgeschwindigkeit, was sich mit zunehmender Skalierung der Umgebung noch verschlimmert.
Layer-1- und Layer-2-Kooperation
Mit wachsender Komplexität der Blockchain-Architekturen entstehen jedoch eine Reihe von Umgehungsmöglichkeiten – auch wenn bisher keine von ihnen das Trilemma vollständig gelöst hat.
Mit der Entwicklung von Layer-2-Blockchains beispielsweise kann die Transaktionsverarbeitung aus dem Layer-1-Netzwerk ausgelagert werden, auf dem die ursprünglichen Blockchain-Architekturen aufgebaut waren.
Dies minimiert zumindest die Auswirkungen der Skalierung auf die Sicherheit und die Dezentralisierung (beide werden auf Layer 1 verwaltet), beseitigt sie aber nicht.
Die Abhängigkeiten zwischen den Layern 1 und 2 bleiben bestehen, so dass die Transaktionsverarbeitung nie vollständig isoliert werden kann.
Mehrschichtige Blockchains erfordern auch einen höheren Ressourcenverbrauch, der bei der Skalierung der Umgebungen zu einem Kostenfaktor werden kann. Außerdem können sie ein anspruchsvolleres Interoperabilitätsumfeld bilden.
Konsensfindung
Weitere potenzielle Entwicklungsbereiche sind die Konsensmechanismen, die zur Transaktionsvalidierung und Governance-Änderungen sowie für andere Aspekte der Kette verwendet werden.
Die in Blockchains eingesetzten Beweise (Proof of Work, Proof of History) werden stets zur Erzielung größtmöglicher Flexibilität bei möglichst geringer Beeinträchtigung der Leistung und Effizienz weiterentwickelt.
So sind beispielsweise Proof-of-Work-Protokolle seit langem das wichtigste Mittel zur Validierung von Transaktionen.
Doch sie sind in der Regel langsam und energieintensiv. Neue Generationen von Proof-of-Stake-Protokollen sind dagegen viel effizienter und besser skalierbar.
Gleichzeitig erhöhen Tools der künstlichen Intelligenz (KI) die Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit von Blockchains und bieten ein gründlicheres, aber weniger intrusives Sicherheitsmittel.
Einige Entwickler experimentieren zudem mit Sharding – einer Methode, bei der Konsens und andere Funktionen nur zwischen bestimmten Teilnehmern oder auf bestimmten Knoten im Netzwerk erforderlich sind.
Dabei geht es um die Optimierung dezentraler Vorgänge zur Verbesserung der Leistung im großen Maßstab. Dies muss jedoch sorgfältig geschehen, damit keine Sicherheitsschwachstellen zwischen den verschiedenen Shards entstehen.
Feines Gleichgewicht
Auch hier gilt, dass keine dieser Lösungen die Vorteile von Sicherheit, Skalierbarkeit und Dezentralisierung auf einmal bietet.
Solange also kein wirklich bemerkenswerter Durchbruch gelingt, werden alle Blockchains vorerst ein Attribut gegenüber den anderen hervorheben müssen.
Dies ist allerdings nicht unbedingt eine schlechte Sache, wenn man die große Vielfalt an Anwendungsfällen bedenkt, die bisher in der Branche entstanden sind.
Die meisten Chains drehen sich schließlich um das Bitcoin-Mining, das eine immense Größe und solide Sicherheit erfordert.
Je nach den Bedürfnissen der Community könnten die Nutzer aber auch mit einer gewissen Zentralisierung einverstanden sein.
Viele private Blockchains hingegen legen Wert auf Sicherheit, benötigen aber vielleicht nicht viel in Bezug auf Skalierbarkeit oder Dezentralisierung.
Andere wiederum könnten ein unterschiedliches Maß an allen drei Attributen brauchen, ohne dass eines davon überbetont werden muss.
Fazit
Während das Blockchain-Trilemma von Sicherheit, Skalierung und Dezentralisierung entscheidende Komponenten jeder Kette sind, gibt es ein Attribut, das sie alle übertrifft: Vertrauen.
Unabhängig davon, ob es sich um eine Sicherheitsverletzung, einen Transaktionsfehler oder ein Problem mit der Validierung oder Kontrolle handelt, wenn das Vertrauen erst einmal weg ist, ist es nahezu unmöglich, es wiederherzustellen.
Blockchain-Communities täten gut daran, ihre Umgebungen so zu gestalten, dass alle Leistungsaspekte entsprechend ihren Bedürfnissen optimiert werden.
Allerdings muss darauf geachtet werden, dass das Gesamtgleichgewicht gewahrt bleibt. Wie bei einem Hocker müssen alle Beine einer Blockchain ausreichend lang sein, damit der Nutzer nicht umkippt.
