Algorands demokratisierte Variante von PoS, die als Pure Proof-of-Stake bezeichnet wird, ist im Wesentlichen das Geheimrezept, mit dem das Netzwerk behauptet, seinen heiligen Gral der Skalierbarkeit, Dezentralisierung und Sicherheit zu erreichen.
Drei Eigenschaften verwirklichen diese Realität:
Erstens demokratisiert es den Zugang zur Netzwerkbeteiligung, indem es nur 1 ALGO als Mindesteinsatz erfordert, um entweder als Relay- oder als Participation Node zu dienen. Die Relay Nodes sind für die Kommunikation im Netzwerk verantwortlich und sorgen dafür, dass die Nachrichten ordnungsgemäß weitergeleitet werden, während die Partizipations Nodes den Konsensalgorithmus ausführen und sich daran beteiligen. Zweitens werden Validator-Belohnungen an alle Token-Inhaber verteilt, im Gegensatz zu den Validators im ETH-Modell, die ~4%-6% APY erhalten. Drittens, der Aspekt der Zufälligkeit, der allen berechtigten Nodes eine faire Chance zur Teilnahme in Bezug auf ihren Einsatz garantiert.
In dieser Hinsicht umfasst der Prozess der Blockproduktion von Algorand, der in drei Phasen abläuft und sich auf die Zufälligkeit auf der Blockchain stützt, eine Vorschlags-, eine Soft-Vote- und eine Zertifizierungsphase. Die Vorschläge beginnen damit, dass alle in Frage kommenden Nodes die von ihnen überwachten Unterkonten in einer Schleife durchlaufen und dabei ein kryptographisches Primitiv, eine so genannte verifizierbare Zufallsfunktion (VRF), ausführen, um festzustellen, welche Nodes in der nächsten Konsensphase auf der Grundlage ihrer gehashten Beweise für den Vorschlag eines Blocks nominiert werden.
VRFs sind, kurz gesagt, pseudozufällige kryptografische Funktionen, die in der Lage sind, den Nachweis zu erbringen, dass ihre Ausgaben von ihrem Einreicher korrekt berechnet wurden, da sie auf ihren öffentlichen Schlüssel abgebildet sind. Sie funktionieren ähnlich wie ein gewichtetes Lotteriesystem, da die Gesamtzahl der eingesetzten ALGOs die Wahrscheinlichkeit erhöht, ausgewählt zu werden, da sich jeder Token wie ein eigenes Lotterielos für die Adresse seines Besitzers verhält.
Ausgewählte Konten übermitteln dann ihren nächsten vorgeschlagenen Block in Verbindung mit der zugehörigen VRF-Ausgabe, die ihre Gültigkeit als Antragsteller belegt. Der nächste Schritt besteht darin, alle Blockvorschläge auf einen zu reduzieren. Die VRF wird erneut ausgeführt, um das Soft-Vote-Komitee zu bilden, in dem die Teilnehmer nach dem Zufallsprinzip ausgewählt werden, um für den Vorschlag mit dem niedrigsten Hash-Wert zu stimmen, und zwar so oft, bis ein Quorum erreicht ist. Schließlich kommt die Zertifizierungsphase, in der ein neuer Ausschuss gebildet wird, der bestätigt, dass der vorgeschlagene Block keine Probleme mit doppelten oder übermäßigen Ausgaben aufweist. Der Ausschuss stimmt dann über die Zertifizierung des Blocks ab, wenn ein Quorum vorhanden ist, und zwar analog zur vorherigen Phase.
Die Schlüsselkomponente von Algorand, um Skalierbarkeit zu erreichen, ohne Kompromisse bei der Sicherheit oder Dezentralisierung einzugehen, ist das Element der Zufälligkeit, das in dem reinen Proof-of-Stake-Algorithmus und seinem reziproken kryptographischen Sortiermechanismus in Bezug auf die VRF abstrahiert wird.
Zufälligkeit erhöht die Sicherheit, da die vorschlagenden Konten oder die Konten des Komitees zufällig und heimlich ausgewählt werden, ohne dass ein Peer-to-Peer-Nachrichten-Overhead entsteht. Die Nodes durchlaufen lediglich ihre Konten und führen eine persönliche Lotterie durch, um zu überprüfen, ob sie ausgewählt wurden. Das bedeutet, dass die Identität der blockproduzierenden Nodes verborgen bleibt, was sie zusätzlich vor verteilten Denial-of-Service-Angriffen schützt. Selbst wenn sie identifiziert würden, werden die Nodes und Komitees in jeder Konsensrunde durch eine zufällig ausgewählte Gruppe ersetzt, so dass ein später Angriff auf sie erfolglos wäre.
Dies verringert nicht nur die Chancen für einen Angriff auf das Netzwerk, sondern hemmt auch das Netzwerk mit seinem unberechenbaren Zustand. Zum Vergleich: Miner in PoW-basierten Systemen sind anfällig dafür, das kryptografische Rätsel auf der gleichen Blockhöhe zu lösen, was zu einer Soft Fork der Blockchain führt, bei der die Blockchain mit der geringeren Aktivität schließlich verworfen wird. Im Rahmen des Algorand-Konsenses kann nur ein Block bestätigt werden, da die Konten zufällig ausgewählt werden, um den Block vorzuschlagen und das Komitee zu bilden, das diese Erwartung auf einmal erfüllt und dann durch die nächste zufällig gewichtete Runde ausgewählter Konten ersetzt wird.
Jeder teilnehmende Node wird berechtigt sein, einen Block vorzuschlagen und zu genehmigen, und zwar relativ proportional zu seinem Einsatz, da er periodisch und zufällig pro Runde ausgewählt wird. Es wird nie eine starre Gruppe von Validierern geben, die den Prozess der Blockproduktion kontrolliert, da die Nodes nach dem Zufallsprinzip rotieren, unabhängig davon, wie tief ihre Taschen sind. Und schließlich stellt der Zufall sicher, dass die Skalierbarkeit erhalten bleibt, da ein Komitee mit 1.000 Mitgliedern und ein einzelner Blockvorschläger regelmäßig und zufällig rotieren, um neue Konsensrunden zu leiten, und zwar bei 100M, 1B und 10B Nutzern im Netzwerk.
6.4 Tokenomics
Der ALGO-Token ist die native Währung des Netzwerks und die Grundlage für alle Aktivitäten auf der Algorand-Blockchain. ALGO hat eine Obergrenze von 10 Milliarden Token, die während der Token-Generierung geprägt wurden. Während des ersten öffentlichen ICO auf CoinList wurden im Juni 2019 nur 25 Millionen Token zu einem Preis von 2,4 $ verkauft. Die große Diskrepanz zwischen dem Preis, zu dem Privatanleger kauften, und dem öffentlichen Preis führte zu einem anfänglichen enormen Verkaufsdruck, der die Stiftung dazu veranlasste, im August 2019 und Juni 2020 zwei Rückkaufprogramme für alle Privatanleger anzubieten, die von dem chaotischen Start betroffen waren, wobei sich fast alle Privatanleger für die Rücknahme entschieden, da der Preis deutlich über dem aktuellen Marktpreis von ALGO lag.
Wenn es um seinen Nutzen geht, wird ALGO als Tauschmittel verwendet, um für die Speicherung von Daten und die Verarbeitung von Transaktionen zu bezahlen. Der Token wird auch als Instrument verwendet, um am Konsens des Netzwerks teilzunehmen, indem er jeder Person mit mindestens 1 gesetztem ALGO erlaubt, ein validierender Node zu werden, zum Prozess der Blockproduktion beizutragen und das Netzwerk zu sichern. Schließlich wird ALGO auch zur Teilnahme an der neu eingeführten Community-Governance verwendet, während das Sperren des Tokens für einen vordefinierten Zeitraum es den Inhabern ermöglicht, über die wichtigsten Governance-Angelegenheiten abzustimmen und zusätzlich weitere Belohnungen von ~17% pro Quartal als Ergebnis der Governance-Teilnahme zu erhalten.
Algorands anfängliche Tokenomics gingen davon aus, dass der gesamte Vorrat von 10 Milliarden bis 2024 erreicht werden sollte, wobei 2,5 Milliarden für den kommunalen ALGO-Verkauf, 1,9 Milliarden für die Unterstützung des Ökosystems, 3,1 Milliarden als Anreiz für ein Early Relay Node Runners Programm, 500 Millionen für die Algorand Foundation und 2 Milliarden für das Softwareunternehmen Algorand Inc. vorgesehen sind. Da man jedoch auf die Kritik der Community gehört hat, wurde die Token-Verteilung aktualisiert, wobei der Schwerpunkt auf der Belohnung von Teilnehmern liegt, die ihr Engagement für das langfristige Wachstum der Projekte durch Einsätze über einen längeren Zeitraum nachweisen können – was mit den unten aufgeführten überarbeiteten Verteilungen sowie dem verlängerten Zeitplan für die Token-Veröffentlichung bis 2030 verlängert werden soll.
6.5 Algorand Ökosystem
Die kohlenstoffneutrale Blockchain hat erst im letzten Jahr richtig Fahrt aufgenommen. Anfang 2020 wurden mit dem Algorand 2.0 Netzwerk-Upgrade einige der Layer-One-Funktionen eingeführt, die heute die Grundlage der Kernfunktionalität der Blockchain bilden, wie zustandslose Smart Contracts, atomare Übertragungen und das ASA-Protokoll. Es war jedoch das Debüt von zustandsbehafteten Smart Contracts im August 2020, das den Stein ins Rollen brachte, da Algorand nun in der Lage war, die aufregende neue Welle von DeFi-Projekten zu bedienen, die derzeit auf dem Netzwerk entwickelt werden.
Abbildung: Algorand Ökosystem Karte
Nur wenige Akteure haben das Potenzial von Algorand schon früh erkannt, als Algorand in den ersten Runden eine Partnerschaft mit den Marshallinseln einging, um die Ausgabe der digitalen Währung ihrer Zentralbank zu unterstützen und gleichzeitig konventionelle Stablecoins wie USDC und USDT in das Netzwerk zu integrieren, um das rudimentäre Substrat von DeFi zu bedienen. Algorand arbeitete auch mit SIAE, der größten italienischen Textagentur, zusammen, um 4 Millionen NFTs auszugeben, die über 95.000 Schöpfer als ASAs repräsentieren. Dies ergänzte eine weitere Koalition mit planetwatch, einem Umweltüberwachungsdienst, der Daten für den Betrieb von Luftqualitätssensoren erfasst, in der Hoffnung, einen globalen Luftqualitäts-Ledger auf der Blockchain von Algorand zu führen.
Um aus den verbesserten Fähigkeiten des Netzwerks Kapital zu schlagen, hat Algorand eine Reihe von Accelerator-Programmen ins Leben gerufen – eine 12-wöchige Initiative, die sich darauf konzentriert, die Entwicklung des Blockchain-Ökosystems durch die Bereitstellung von Finanzierungsressourcen (in Zusammenarbeit mit Eterna und Borderless Capital) und Mentoring (technologisch, wirtschaftlich, Marketing) für aufstrebende Projekte, die auf der Blockchain aufbauen wollen, zu fördern. Die erste Iteration, das Accelerator-Programm von Algorand in Asien, das Anfang Januar 2021 endete, hatte das Ziel, das Finanzwesen 3.0 zu verbessern, und sah eine kuratierte Liste von Projekten, die in das Programm aufgenommen wurden, um das Grundstadium der Finanzdienstleistungen aufzubauen.
Zu den neuen Mitgliedern gehören DEXTF (ein Protokoll zur Verwaltung von Vermögenswerten), StakerDAO (eine DAO zur Verwaltung von Finanzwerten), Yieldly (die erste vollständige Suite von DeFi-Diensten auf Algorand) und VeriTX (ein digitaler Handelsmarktplatz für den Austausch von physischen Vermögenswerten wie medizinischen Geräten).
Die zweite Hälfte des Jahres 2021 war der bisher größte Wachstumskatalysator. Zunächst wurde der technologische Stack von Algorand mit dem AVM 1.0 Upgrade aktualisiert, das als Voraussetzung für die Einführung komplexerer Smart Contracts notwendig war. Es war ein ebenso ereignisreiches Halbjahr für die Finanzierung des Netzwerks, da Borderless Capital einen 25-Millionen-Dollar-Fonds mit Sitz in Miami aufgelegt hat, um in Projekte zu investieren, die die Technologie von Algorand nutzen. Im Juni folgte der von Arrington Capital beworbene Fonds mit einem Volumen von 100 Millionen Dollar zur Unterstützung von Algorand-Protokollen. Im September stellte SkyBridge Capital einen weiteren 250-Millionen-Dollar-Fonds bereit, um das Wachstum von DApps zu fördern, die auf dem Netzwerk aufbauen.
Nach der Entscheidung der Algorand Foundation, im September den 300-Millionen-Dollar-Fonds Viridis aufzulegen, der sich auf das Wachstum von DeFi auf dem aufstrebenden Netzwerk konzentriert, hat die Aktivität erst richtig begonnen, wie der oben gezeigte Anstieg der aktiven Adressen vom letzten September zeigt. Konkret sollte das Kapital für die Finanzierung von Anwendungen im Zusammenhang mit Geldmärkten, NFT-Plattformen und der Emission von Synthetics – der grundlegenden Infrastruktur für DeFi – eingesetzt werden. Tinyman, ein auf Algorand basierender automatischer Market Maker, sammelte nach der Ankündigung des Fonds und in der Hoffnung, die erforderliche Liquidität zum Start zu sichern, 2,5 Millionen Dollar ein. Der DEX ging am 31. Oktober im Mainnet in Betrieb und markiert damit den ersten echten Durchgang zu DeFi auf der wachsenden Blockchain. Yieldly und Tinyman sind die einzigen beiden DeFi-Anwendungen, die auf dem Mainnet von Algorand live sind und dort einen Gesamtwert von 85 Mio. $ für sich verbuchen können.
Die Upgrade-Fähigkeiten in Verbindung mit dem Kapitalzufluss haben eindeutig die Entwicklung komplexerer Primitive wie Algofi (ein Markt für Kreditvergabe und -aufnahme), Algodex (ein Orderbuch-basierter DEX), Mese (eine Mikro-Aktienbörse) und Algomint (eine synthetische Plattform) vorangetrieben und ihren Einsatz im Testnet erlebt.
Zu einer umfangreichen Pipeline von DeFi-Projekten, die zu Algorand kommen, gehört auch Prismatic, ein Protokoll zur Finanzverwaltung für Krypto-Organisationen, das in Q2/22 auf den Markt kommt. Das Protokoll legt einen besonderen Schwerpunkt auf Sicherheit und Transparenz durch den Aufbau von Multi-Sig-Tools, die es Krypto-Organisationen ermöglichen, digitale Vermögenswerte auf eine zeit- und kosteneffiziente Art und Weise zu verwalten, die für ein Krypto-Treasury-Management auf Unternehmensebene geeignet ist. Mit Prismatic können Unternehmen digitale Vermögenswerte mit einem hohen Maß an Sicherheit in ihre Gehaltsabrechnung, ihr Treasury und ihre Finanzoperationen integrieren. Prismatic baut auf Algorand auf und nutzt die Vorteile niedriger Transaktionskosten, hoher Geschwindigkeit, starker Sicherheit und einer bewährten Erfolgsbilanz, die es Unternehmen ermöglicht, digitale Vermögenswerte sicher zu verwalten.
Mit Blick in die Zukunft von Algorand wird erwartet, dass die Blockchain einen Leistungsschub erfährt, der die Zeit für den Blockabschluss von 4,5 auf 2,5 Sekunden reduziert, während die Kapazität für die Verarbeitung von Transaktionen pro Sekunde auf 25.000 steigt. Die verbesserte Latenzzeit ergibt sich aus der Einführung eines Kodierungsmechanismus, der Hex-Transaktionen (32 Bit) gegenüber langen Namen verwendet (in Bezug auf die Art und Weise, wie Transaktionen spezifiziert und aufgerufen werden), während der verbesserte Transaktionsdurchsatz durch den Mechanismus des True Block Pipelining ermöglicht wird. Dies ist ein konzeptionell ähnlicher Ansatz wie das Sharding, bei dem ein Block vorgeschlagen wird, ohne auf die Fertigstellung des vorangegangenen Blocks zu warten.
Mit Blick auf die Zukunft von Algorand wird erwartet, dass die Blockchain einen Leistungsschub erfährt, der die Zeit für den Blockabschluss von 4,5 auf 2,5 Sekunden reduziert, während die Kapazität für die Verarbeitung von Transaktionen pro Sekunde auf 25.000 steigt. Die verbesserte Latenzzeit ergibt sich aus der Einführung eines Kodierungsmechanismus, der Hex-Transaktionen (32 Bit) gegenüber langen Namen verwendet (in Bezug auf die Art und Weise, wie Transaktionen spezifiziert und aufgerufen werden), während der verbesserte Transaktionsdurchsatz durch den Mechanismus des True Block Pipelining ermöglicht wird. Dies ist ein konzeptionell ähnlicher Ansatz wie das Sharding, bei dem ein Block vorgeschlagen wird, ohne auf die Fertigstellung des vorangegangenen Blocks zu warten.Angesichts des Zustroms von VC-Geldern und der erweiterten Möglichkeiten der Blockchain dürfte Algorand eine fruchtbare Reise bevorstehen, vorausgesetzt, die Anwendungen werden im kommenden Jahr in großem Umfang angenommen. Sobald der DeFi-Protokollstapel ein relativ ausgereiftes Niveau erreicht hat und sich weiter etabliert, könnte der nächste Schritt der Algorand Foundation darin bestehen, ein eigenes Programm zum Liquiditätsabbau zu starten.
6.6 Bewertung von Algorand
Da Algorand noch in den Kinderschuhen steckt, ist das Ökosystem des Netzwerks noch nicht so weit entwickelt, dass es sinnvoll wäre, eine Analyse der Einnahmen durchzuführen, um ein P/R-Verhältnis abzuleiten oder den Wert des Netzwerks anhand der generierten Gebühren zu bestimmen. Auch wenn im Hauptnetz des Netzwerks eine ganze Reihe von Protokollen entwickelt werden, wird es noch eine Weile dauern, bis das Ökosystem von Algorand ausgereift ist und genügend Daten aus ihm gewonnen werden können. Im Vergleich zu anderen funktionierenden Smart Contracts-basierten Plattformen und Layer-One-Blockchains steckt Algorand noch in den Kinderschuhen. Diese Gegenüberstellung bestätigt, dass ALGO noch einen weiten Weg vor sich hat, bevor es eine ähnliche Marktgröße wie seine Konkurrenten erreicht hat – es repräsentiert nur 2% des aktuellen Marktwerts von Ether.
6.7 Risiken
Im Vergleich zu den meisten Layer-one-Blockchains, abgesehen von Ethereum, ging das Mainnet von Algorand vor knapp zwei Jahren an den Start. In dieser Zeit hatte die Aktivität erst vor kurzem begonnen, aufgrund der neuen Fähigkeiten des Netzwerks, die eine Fülle komplexer Smart Contracts und einen langen Schwanz von Web3-Anwendungen aufnehmen können, anzusteigen. Die Tatsache, dass nur zwei DApps im Mainnet aktiv sind, zeigt jedoch, dass die Technologie von Algorand noch weniger kampferprobt ist als andere relativ gut funktionierende Blockchains wie Solana und Avalanche, bei denen Hunderte von Anwendungen im Einsatz sind und die immer noch ihren Anteil an Problemen haben, die gerade angegangen werden. Der Blick auf das große Ganze zeigt jedoch, wie früh Algorand in den Blockchain-Kriegen auf der Ebene 1 steht.
Angesichts der Tatsache, dass das Betriebssystem AVM von Algorand nun die Erstellung von DApps mit fünf verschiedenen Programmiersprachen unterstützt, ist Vorsicht geboten, da zwei der fünf (Clarity und Reach) recht experimentelle Sprachen sind, die trotz ihrer Aussichten noch keine nachweisbare Stabilität aufweisen.
Ein Problem, mit dem die Blockchain ursprünglich zu kämpfen hatte, war der Grad der Zentralisierung bei der Frage, wer die Einführungsrunde der Relay Nodes leitet. Obwohl es rund 100 Relay Nodes gibt, die geographisch über die ganze Welt verteilt sind, werden sie alle von der Algorand Foundation überprüft und ernannt, damit sie die notwendigen Leistungsanforderungen erfüllen und die Blockchain nicht verstopfen. Diesem Problem wird jedoch mit dem am 2. November 2021 gestarteten Community-Relay-Pilotprogramm von Algorand begegnet, bei dem mehr Nutzer aufgenommen werden, um die Vielfalt der Relay Nodes zu erhöhen, was schließlich zu einer stärkeren Dezentralisierung führen wird.
Der Ansatz des Netzwerks, die Blockgröße zu erhöhen und gleichzeitig die Blockzeit zu verkürzen, hat dazu geführt, dass die Größe des gesamten Hauptbuchs der Algorand-Blockchain im Mai auf 647 GB geschätzt wurde. Zum Vergleich: Diese Zahl bezieht sich auf zwei Jahre im Gegensatz zu den 360 GB von Bitcoin, die sich auf 11 Jahre verteilen. Wenn man also davon ausgeht, dass die Blockchain inzwischen die 1 Billion GB-Marke überschritten hat, werden Durchschnittsnutzer aufgrund der nicht realisierbaren Hardware-Anforderungen bald nicht mehr als Relay Nodes teilnehmen können. Mögliche Abhilfen könnten die Einführung von Zero-Knowledge-Proofs sein, um die Transaktionshistorie zu komprimieren, oder die Einführung von dezentralen Datenspeicherlösungen wie Arweave.
Blockchains, die von der EVM-Kompatibilität abweichen, riskieren, den Netzwerkeffekt zu opfern, der sich aus dem Ethereum-Ökosystem von Entwicklern und Nutzern ergibt, die an die Funktionsweise der Architektur gewöhnt sind. Algorand hat sich entschieden, einen längeren Weg zu gehen, indem es sein eigenes Betriebssystem von Grund auf neu aufbaut und bootet. Die Annahme von Algorand als Plattform für komplexe Smart Contracts setzt also voraus, dass die Entwickler die neue Entwicklungsumgebung nutzen, um konkurrierende DApps zu denen auf den bekannteren EVM-kompatiblen Chains zu entwickeln.
Ein weiteres aufkommendes Problem, auch wenn es im Moment noch irrelevant ist, besteht darin, einen zuverlässigen Anreizmechanismus zu schaffen, um frühe Unterstützer von Relay Nodes nach 2024 zu entlohnen, da ihre angekündigte Zuteilung (25% des Gesamtangebots von ALGO) bis dahin aufgebraucht sein wird. Es gibt derzeit keinen Belohnungsmechanismus für neue Entitäten, die hoffen, sich den Relay Nodes anschließen zu können.
Zusammenfassung
Algorand verwendet einen Null-Wissen-Beweis-Algorithmus, um das Blockchain-Trilemma zu lösen. Sein neuer Konsensmechanismus ermöglicht es dem System, effizient und sicher zu sein und gleichzeitig ausreichend dezentralisiert zu sein. Theoretisch können die Blöcke von Algorand ihren Endzustand innerhalb von Sekunden erreichen, und der Transaktionsdurchsatz des gesamten Blockchain-Netzwerks wird mit dem großer Finanznetzwerke vergleichbar sein. Angesichts der aktuellen Adoptionszahlen ist es schwer vorstellbar, dass Algorand eine Bedrohung für Ethereum darstellt.
Wenn die öffentliche Blockchain von Algorand jedoch vollständig realisiert wird, werden das Projekt und die gesamte Blockchain-Branche davon stark profitieren. Ganz gleich, welche Dimension analysiert wird, dem Projekt wird es nicht an Marktaufmerksamkeit mangeln. Mit Kryptounternehmen wie Circle, die Lösungen auf der Algorand-Blockchain entwickeln, und der Regierung von El Salvador, die sich für Algorand als Rückgrat der Blockchain-Infrastruktur des Landes entschieden hat, sieht das längerfristige Bild konstruktiv aus.
Bei diesem Artikel handelt es sich um einen Ausschnitt aus dem über 90 Seiten umfassenden Bericht Die Zukunft von Decentralized Finance – Bleibt Ethereum die Nummer eins?, der vom Crypto Research Report und Cointelegraph Consulting mitherausgegeben wird. Der Bericht wurde von zehn Autoren erstellt und von Arcana, Brave, ANote Music, Radix, Fuse, Cryptix, Casper Labs, Coinfinity, Ambire, BitPanda und CakeDEFI unterstützt.
