TL;DR
Avalanche versucht, die Skalierbarkeit zu verbessern, ohne die Geschwindigkeit oder Dezentralisierung zu beeinträchtigen. Drei Blockchains bilden den Kern der Plattform: die Exchange Chain (X-Chain), die Contract Chain (C-Chain) und die Platform Chain (P-Chain). Die X-Chain wird für die Erstellung und den Handel von Assets verwendet. Die C-Chain dient der Erstellung von Smart Contracts. Die P-Chain dient der Koordinierung von Validatoren und Subnetzen.
Einer der wichtigsten Durchbrüche des Protokolls ist der Avalanche-Konsens, eine Methode, bei der wiederholte Abstimmungen in Untergruppen durch Validierer verwendet werden, um den Konsens schnell und kostengünstig zu machen. Avalanche verwendet auch Subnetze als neuartige Methode der horizontalen Skalierung, die die Erstellung von anpassbaren, interoperablen Blockchains ermöglicht. Die Anzahl der möglichen Subnetze ist nicht begrenzt.
Einführung
Die Blockchain-Technologie entwickelt sich weiter und bietet neue Lösungen für die alten Probleme der Skalierbarkeit, Interoperabilität und Benutzerfreundlichkeit. Avalanche hat einen einzigartigen Ansatz mit der Verwendung von drei separaten Blockchains in seiner primären Plattform gewählt. Angetrieben von seinem nativen Token AVAX und mehreren Konsensmechanismen behauptet Avalanche, „die schnellste Smart Contracts-Plattform in der Blockchain-Branche zu sein, gemessen an der Zeit bis zur Finalität“. In diesem Artikel werden wir uns die Faktoren ansehen, die zu dieser Behauptung führen, und die von ihr bereitgestellten Lösungen.
Wann wurde Avalanche eingeführt?
Avalanche wurde im September 2020 von Ava Labs, einem Team mit Sitz in New York, gestartet. Ava Labs hat fast 300 Millionen US-Dollar an Finanzmitteln aufgebracht, und die Avalanche Foundation hat private und öffentliche Token-Verkäufe in Höhe von 48 Millionen US-Dollar durchgeführt. Das dreiköpfige Gründerteam hinter Ava Labs besteht aus Kevin Sekniqi, Maofan „Ted“ Yin und Emin Gün Sirer.
Welche Probleme löst Avalanche?
Es gibt drei Hauptprobleme, die Avalanche zu lösen versucht: Skalierbarkeit, Transaktionsgebühren und Interoperabilität.
Skalierbarkeit vs. Dezentralisierung
Blockchains haben traditionell damit zu kämpfen, Skalierbarkeit und Dezentralisierung in Einklang zu bringen. Ein Netzwerk mit zunehmender Aktivität kann schnell verstopfen. Bitcoin (BTC) ist ein gutes Beispiel dafür, da die Verarbeitung von Transaktionen in Zeiten der Netzwerküberlastung manchmal Stunden oder sogar Tage dauert.
Eine Möglichkeit, dies zu bekämpfen, besteht darin, das Netzwerk stärker zu zentralisieren und weniger Personen mehr Befugnisse zur Validierung von Netzwerkaktivitäten zu geben, wodurch eine höhere Geschwindigkeit erreicht wird. Die Dezentralisierung ist jedoch entscheidend für die Sicherheit der Blockchain. Neue Blockchains versuchen, dieses Problem mit technologischen Fortschritten zu lösen, und Avalanche hat einen einzigartigen Ansatz entwickelt, auf den wir später eingehen werden.
Hohe Gebühren
Ein weiteres häufiges Problem bei größeren Blockchains wie Ethereum sind ihre Gasgebühren, die bei hohem Traffic hoch werden können. Dies schreckt die Nutzer letztlich von diesen Blockchains ab, aber die angebotene Konkurrenz hat weniger etablierte Ökosysteme. So haben beispielsweise die Popularität von Ethereum und der historische Mangel an Alternativen zu einem hohen Traffic und hohen Gebühren geführt. An bestimmten Stellen kosten einfache Überweisungen mehr als 10 US-Dollar, und komplexe Smart Contract-Interaktionen können 100 US-Dollar übersteigen.
Interoperabilität
Verschiedene Projekte und Unternehmen haben ihre eigenen Bedürfnisse, wenn es um Blockchains geht. Bisher mussten Projekte entweder mit Ethereum, einer anderen individuellen Blockchain, die nicht auf ihre Bedürfnisse zugeschnitten war, oder einer privaten Blockchain arbeiten. Das Gleichgewicht zwischen Anpassbarkeit und Zusammenarbeit zwischen mehreren Blockchains zu finden, war eine Herausforderung. Avalanche bietet seine Lösung mit Subnetzen an – maßgeschneiderte app-spezifische Blockchains, die die Sicherheit, Geschwindigkeit und Kompatibilität des primären Netzwerks teilen.
Wie funktioniert Avalanche?
Avalanche verwendet eine Kombination von Methoden, die es einzigartig machen, und besteht eigentlich aus drei primären interoperablen Blockchains: der X-Chain, C-Chain und P-Chain.
1. Die Exchange Chain (X-Chain) wird zum Erstellen und Austauschen von AVAX-Tokens und anderen digitalen Assets verwendet. Transaktionsgebühren werden in AVAX bezahlt, und die Blockchain verwendet das Avalanche-Konsensprotokoll.
2. In der Contract Chain (C-Chain) können Entwickler Smart Contracts für DApps erstellen. Diese Blockchain implementiert eine Instanz der Ethereum Virtual Machine (EVM) und ermöglicht EVM-kompatible DApps . Sie verwendet eine modifizierte Version des Avalanche-Konsensprotokolls namens Snowman.
3. Die Platform Chain (P-Chain) koordiniert Netzwerkvalidatoren, verfolgt aktive Subnetze und ermöglicht die Erstellung neuer Subnetze. Die P-Chain verwendet auch Snowman.
Da jede Blockchain unterschiedliche Aufgaben übernimmt, verbessert Avalanche die Geschwindigkeit und Skalierbarkeit im Vergleich zur Ausführung aller Prozesse auf nur einer Blockchain. Die Avalanche-Entwickler haben die Konsensmechanismen auf die Bedürfnisse der einzelnen Blockchains zugeschnitten. Die Nutzer benötigen AVAX, um einen Einsatz zu leisten und Netzwerkgebühren zu zahlen, wodurch das Ökosystem ein gemeinsam nutzbares Asset erhält.
Wie funktionieren die Konsensmechanismen von Avalanche?
Es gibt Ähnlichkeiten zwischen den beiden Konsensprotokollen von Avalanche. Dieses duale System ist ein wesentlicher Grund für die verbesserte Skalierbarkeit und Transaktionsgeschwindigkeit des Netzwerks.
Avalanche
Das Avalanche-Konsensprotokoll benötigt keinen Leiter, um einen Konsens wie Proof of Work (PoW), Proof of Stake (PoS) oder Delegated Proof of Stake (DPoS) zu erreichen. Dieser Faktor erhöht die Dezentralisierung des Avalanche-Netzwerks, ohne die Skalierbarkeit zu beeinträchtigen. Im Gegensatz dazu verfügen PoW, PoS und DPoS über einen Akteur, dessen Arbeit dann von anderen validiert wird.
Avalanche implementiert ein für gerichtete azyklische Graphen (Directed Acyclic Graph, DAG) optimiertes Konsensprotokoll. Ein DAG ermöglicht es dem Netzwerk, Transaktionen parallel zu verarbeiten. Die Validierer fragen eine Stichprobe anderer Validierer ab, um festzustellen, ob eine neue Transaktion gültig ist. Nach einer gewissen Anzahl dieser wiederholten Zufallsabfragen ist es statistisch erwiesen, dass es nahezu unmöglich ist, dass eine Transaktion falsch ist.
Alle Transaktionen werden sofort abgeschlossen, ohne dass weitere Bestätigungen erforderlich sind. Der Betrieb eines Validierungsknotens und die Validierung von Transaktionen haben geringe und leicht zugängliche Hardware-Anforderungen, was zu Leistung, Dezentralisierung und Klimafreundlichkeit beiträgt.
Snowman
Das Snowman-Konsensprotokoll baut auf dem Avalanche-Konsensprotokoll auf, ordnet Transaktionen jedoch linear an. Diese Eigenschaft ist beim Umgang mit Smart Contracts von Vorteil. Anders als das Avalanche-Konsensprotokoll erstellt Snowman Blöcke.
AVAX-Token
AVAX ist der native Token von Avalanche mit einer begrenzten Menge von 720 Millionen. Alle im Netzwerk gezahlten Gebühren werden als Deflationsmechanismus verbrennt, was der gesamten Avalanche Community zugute kommt. AVAX hat drei Hauptanwendungsfälle:
1. Du kannst deinen AVAX staken, um Validierer zu werden oder ihn an einen Validierer delegieren. Validierer können bis zu 10% des APY verdienen und einen individuellen Prozentsatz der Belohnung festlegen, die sie von den sie unterstützenden Delegatoren erhalten.
2. AVAX dient als gemeinsame Rechnungseinheit für alle Subnetze und verbessert die Interoperabilität.
3. Transaktionsgebühren und Subnetz-Anlagen sind in AVAX zu zahlen.
Wie staket man AVAX?
AVAX-Inhaber können Belohnungen verdienen, indem sie Validierer werden oder Tokens mit einem Validierer staken. Um ein Validierer zu werden, musst du 2.000 AVAX staken.
Die Hardware-Anforderungen sind so gering, dass die meisten Standard-Laptops oder -Desktops geeignet sein sollten, um mit der Validierung zu beginnen. Man kann auch Tokens bei einem Validierer staken und Belohnungen erhalten, wenn der Validierer Transaktionen erfolgreich bestätigt.
Anpassbare Avalanche-Blockchains
Avalanche bietet ähnliche Funktionen wie Ethereum und andere Layer-1-Blockchains. Entwickler können Tokens, NFTs und DApps erstellen. Nutzer können Tokens staken, Transaktionen validieren und mehr als 400 DApps nutzen. Die Vorteile von Avalanche liegen nach Ansicht seiner Befürworter in der Verbesserung dieser Fähigkeiten. Als zusätzliches Merkmal ermöglicht Avalanche auch die Erstellung interoperabler, angepasster Blockchains, die als Subnetze bezeichnet werden.
Eine benutzerdefinierte Blockchain, die ein hoch skalierbares Subnetz verwendet, eignet sich gut für die Bedürfnisse großer Unternehmen, und viele bauen bereits Subnetze auf. Es ist bequem für große Unternehmen und kleine unabhängige Betreiber dieser maßgeschneiderten Blockchains, mit anderen in einem reichen Ökosystem zu interagieren und die Sicherheit des primären Netzwerks von Avalanche zu nutzen.
Avalanche hat seine eigene Avalanche Virtual Machine (AVM), die EVM-kompatibel ist. Entwickler, die mit der Ethereum-Codiersprache Solidity vertraut sind, können Avalanche problemlos nutzen und auch bestehende Projekte portieren.
Wie unterscheidet sich Avalanche von anderen skalierbaren Blockchains?
Die Probleme und Lösungen, die wir angesprochen haben, sind nicht nur auf Avalanche beschränkt. Avalanche steht im Wettbewerb mit anderen skalierbaren Plattformen und interoperablen Blockchains wie Ethereum, Polkadot, Polygon und Solana. Was also unterscheidet Avalanche von den Alternativen?
Konsensmechanismus
Der wichtigste Unterschied ist wahrscheinlich der Avalanche-Konsens. Avalanche ist jedoch nicht die einzige Blockchain mit einem neuartigen Konsensmechanismus. Solana verfügt über einen Proof of History, der angeblich bis zu 50.000 TPS (Transaktionen pro Sekunde) verarbeiten kann und damit die 6.500 TPS von Avalanche übertrifft. TPS ist jedoch nur ein Maßstab für die Bewertung der Netzwerkgeschwindigkeit und einer, der die Endgültigkeit der Blöcke nicht berücksichtigt.
Transaktionsgeschwindigkeit und Finalisierung
Ein weiterer bemerkbarer Unterschied ist die Finalitätszeit von Avalanche von weniger als 1 Sekunde. Was bedeutet das genau? Auch hier ist TPS nur eine Metrik bei der Geschwindigkeitsmessung. Wir müssen auch die Zeit berücksichtigen, die nötig ist, um zu garantieren, dass eine Transaktion abgeschlossen ist und nicht rückgängig gemacht oder geändert werden kann. Du könntest 100.000 Transaktionen in einer Sekunde verarbeiten, aber wenn es eine Verzögerung beim Abschluss gibt, wird das Netzwerk immer noch langsamer sein. Avalanche behauptet, die schnellste Zeit bis zur Finalisierung in der Branche zu haben.
Dezentralisierung
Einer der größten Ansprüche von Avalanche ist die Dezentralisierung. In Anbetracht seiner Größe und seines Alters hat es eine große Anzahl von Validierern (über 1.300 im April 2022), was teilweise auf seine relativ geringen Anforderungen zurückzuführen ist. Da der Preis von AVAX jedoch gestiegen ist, ist es teurer geworden, ein Validierer zu werden.
Interoperable Blockchains
Auch die Anzahl der interoperablen Blockchains von Avalanche ist potenziell unbegrenzt. Dies steht in direkter Konkurrenz zu Polkadot, einem anderen Projekt, das maßgeschneiderte und interoperable Blockchains anbietet. Bei Polkadot wird begrenzter Platz in Parachain-Slot-Auktionen versteigert, während Avalanche mit einer einfachen Nutzungsgegebühr arbeitet.
Zusammenfassung
Mit dezentralen Finanzplattformen (DeFi), die nach Alternativen zum Ethereum suchen, sind Blockchains wie Avalanche aufgrund ihrer EVM-Kompatibilität und ihrer niedrigen Gebühren attraktiv. DeFi-Plattformen haben jedoch bereits eine lange Liste alternativer Plattformen, wenn es um Skalierbarkeit und Geschwindigkeit geht.
Avalanche erfreut sich seit seiner Einführung zunehmender Beliebtheit und hat bei den Gesamttransaktionen pro Tag bereits mit Ethereum aufgeholt, aber ob es mit anderen Blockchains wie Solana oder Polygon konkurrieren kann, bleibt abzuwarten.