EPFL: Bitcoin ist auch ohne Energie-Verschwendung möglich

2008 hat eine immer noch unbekannte Person, die sich selbst Satoshi Nakamoto nannte, erstmals seine Ideen für die Kryptowährung Bitcoin beschrieben. Nakamotos Idee sei sehr clever gewesen, sagt Professor Rachid Guerraoui von der ETH Lausanne (EPFL). Aber sie habe einen grossen Nachteil, nämlich die "astronomische" Energieverschwendung und die Langsamkeit bei der Verarbeitung von Transaktionen. Guerraoui hat zusammen mit seinem Team vom Distributed Computing Lab eine Alternative entwickelt.
 
Sein "Byzantine Reliable Broadcast System" sei genauso sicher, verbrauche aber nur einen winzigen Bruchteil der Energie, um eine Transaktion festzuhalten. Einige Gramm an CO2-Ausstoss, im Gegensatz zu den geschätzten 300 Kilogramm, die durch die Protokollierung einer einzigen Transaktion in der Bitcoin-Blockchain anfallen.
 
Dieser hohe Energieverbrauch wird durch das System verursacht, durch das in der klassischen Bitcoin-Blockchain ein Konsensus unter anonymen Teilnehmern hergestellt wird, dass die in der Blockchain verewigten Transaktionen legitim sind. Jeder in diesem verteilten System muss bestätigen, dass Transaktionen korrekt festgehalten wurden, um zu verhindern, dass jemand mogelt, indem er das gleiche "digitalen Geld" mehrmals ausgibt. Um ihre ehrlichen Absichten zu beweisen, müssen die Player extrem komplexe und deshalb rechenintensive "Rätsel" lösen, um eine gewisse Menge Transaktionen in einem Block der Blockchain festzuhalten. Als Belohnung erhalten sie etwas Bitcoin. Die anderen Player müssen dann diese Lösungen verifizieren.
 
Dies aber sei "Overkill", sagt Guerraoui. Seine Idee stelle einen Paradigmenwechsel dar. Er und seine Kollegen schlagen eine minimalistische Herangehensweise vor: "Wir haben realisiert, dass die Teilnehmer keinen Konsensus brauchen. Sie müssen einfach böswilliges Verhalten verhindern, wenn dieses wirklich vorkommt." Dieses System verwendet also sozusagen ein Unschuldsprinzip. "Nur wenn Player jemanden sehen, der etwas Falsches tut, wird dieser ignoriert. Und nur dieser."
 
Konkret heisst das, dass im "Byzantine Reliable Broadcast" Zahlungen von Playern, die bei Fehlverhalten ertappt werden, nicht mehr akzeptiert werden. "Wenn ein Player versucht, eine Zahlung zu tätigen, dann wird unser System niemandem erlauben, diese zu akzeptieren, bevor eine zufällig ausgewählte Stichprobe ergeben hat, dass das gleiche Geld nicht schon jemand anderem geschickt wurde. Im Grunde genommen sagen wir, dass man nur Informationen unter eiiner Stichprobe von Playern austauschen muss, um eine Kryprowährung zu etablieren.
 
Es gibt allerdings eine gewichtige Einschränkung: Das System der EPFL-Leute eignet sich für Kryptowährungen, aber nicht für smart contracts.
 
Guerraoui und sein Team haben ihr "Byzantine Reliable Broadcast System" bereits in einer Reihe von Forschungspapieren beschrieben. Für ihr neustes Papier haben sie internationale Anerkennung und einen Award erhalten, der Mitte Oktober am Symposium on Distributed Computing in Budapest verliehen wird.
 
Bis Ende 2020 wollen Guerraoui und sein Team ihren Code unter einer Open-Source-Lizenz freigeben und zur kostenlosen Verwendung zur Verfügung stellen. (hjm)