Können vertrauensbasierte private Blockchains tatsächlich vertrauenswürdig sein?

Bob Wolinsky ist Senior Managing Director bei Genesis Project, wo er ein Blockchain-Forschungs- und Technologieunternehmen leitet, das sich auf die Kommerzialisierung privater Blockchains spezialisiert hat.

In diesem Meinungsbeitrag erörtert Wolinsky – und Kollegen Jonathan Wolinsky und Paul Sztorc – sie nehmen die vorherrschenden permissioned Blockchain-Designs ins Visier und kritisieren deren Unfähigkeit, eine unveränderliche Aufzeichnung zu gewährleisten.

Heute ist der Blockchain-Technologiesektor übersät mit Verkäufern, die jede erdenkliche Umgehungslösung für das eine versprechen, das sie einer privaten Blockchain nicht bieten können: die Effizienz, narrensichere Sicherheit und mathematische Gewissheit des Proof-of-Work-Protokolls.

Es zeichnet sich ein wachsender Trend ab, bei dem Menschen glauben, dass eine gleichwertige Alternative zur Effizienz von Proof-of-Work existiert, dass traditionelle Gegenmaßnahmen eingesetzt werden können, um die Zuverlässigkeit des historischen Registers einer privaten Blockchain zu sichern, oder dass „regulierte“ oder „vertrauenswürdige“ Parteien nicht kolludieren, um das historische Register zu verändern, nur weil sie reguliert sind.

Nichts könnte ferner von der Wahrheit sein.

Mit dem Bestreben, die Blockchain-Technologie zu kommerzialisieren, haben sich zwei Denkrichtungen bezüglich der Mechanismen zur Sicherung der Herkunft des historischen Protokolls eines Distributed-Ledger-Blockchain-Systems herausgebildet: (1) Proof-of-Work und Regeln sowie (2) Vertrauen oder Berechtigungen und Regeln.

Viele würden argumentieren, dass Proof-of-Stake und seine Derivate ein dritter Sicherheitsmechanismus sind. Bei genauerer Betrachtung der zugrunde liegenden Mathematik und Regeln stellt sich jedoch heraus, dass Proof-of-Stake lediglich eine exotische Form der Zugriffsberechtigung darstellt, weshalb wir es unter Vertrauen einordnen.

Unser Kollege Paul Sztorc hat ausführlich geschrieben zu den ökonomischen Aspekten und der Sicherheit im Zusammenhang mit Proof-of-Stake. Es genügt zu sagen, dass Proof-of-Stake weniger effizient, unerprobt und potenziell weniger sicher ist als Proof-of-Work.

Andere sprechen von Blockchain-Knoten „Round Robins“, „Token-Rings“ und Ähnlichem. Diese Mechanismen basieren jedoch letztlich ebenfalls auf Vertrauen.

Funktioniert Vertrauen?

Viele haben sehr anschauliche Argumente zur Unterstützung vertrauensbasierter Blockchain-Systeme verwendet, einschließlich der Begründung, dass „Regeln“ die Interaktionen der Parteien steuern und in bestimmten FinTech-Situationen die Parteien staatlich „reguliert“ sind und somit von einer höheren Autorität geleitet werden.

Zur Klarstellung betrachten wir die Qualität der regulierten Parteien. Im Folgenden haben wir aus den Medien eine kleine Auswahl an Belegen zusammengestellt, die das Verhalten von „vertrauenswürdigen“ und „regulierten“ Parteien belegen (Hervorhebung hinzugefügt).

Bloomberg, 24. Juli 2015:

"Händler von Staatsanleihen wegen Absprache beschuldigt ... Bank of America Corp, Goldman Sachs Group Inc und JPMorgan Chase & Co gehören zu 22 Finanzunternehmen, denen vorgeworfen wird, bei Auktionen von US-Staatsanleihen zusammengewirkt zu haben, um diese zu manipulieren ... 6 Mrd. USD an Geldstrafen von Banken in einer ähnlichen Untersuchung ..."

CBSNews, 20. Juni 2015:

"In seltener Schuldeingeständnis geben Wall-Street-Banken zu, Märkte manipuliert zu haben ... Fünf der weltweit größten Banken haben sich der Bundesanklagen schuldig bekannt, darunter die Manipulation des globalen Devisenmarktes und die Manipulation eines Referenzzinssatzes, der die Kosten für Kreditkarten beeinflusst ... haben zugestimmt, mehr als 5 Mrd. USD zu zahlen ..."

Wall Street Journal, 12. September 2015:

"Die größten Banken an der Wall Street haben sich auf einen vorläufigen Vergleich im Zusammenhang mit Vorwürfen geeinigt, dass sie den Markt für Kreditderivate manipuliert haben ... Zwölf Banken und zwei Branchenverbände erzielten eine vorläufige Vereinbarung ... eine Zahlung in Höhe von 1,87 Mrd. USD zu leisten ... dieses Verhalten der Wall Street könnte weitreichendere Folgen haben, als wir bisher angenommen haben ..."

In allen oben beschriebenen Situationen werden traditionelle Gegenmaßnahmen (Klagen, Geldbußen, Vergleiche, Untersuchungen der SEC und in einigen Fällen Haftstrafen) eingesetzt, um eine Absprache zwischen „vertrauenswürdigen“ und „regulierten“ Parteien zu bekämpfen.

Also, was bedeutet „vertraut“ im Kontext der Blockchain-Technologie? Bedeutet es einfach, dass man sich in jeder Hinsicht auf die Partei verlassen kann?

Nein, nicht wirklich. Im Blockchain-Jargon bedeutet „trusted“, dass der Akteur „vertraut wird“ den Regeln der Blockchain zu folgen.

Diese Argumentationslinie bildet die Grundlage für die wahrgenommene Machbarkeit aller vertrauensbasierten Systeme. Wie oben dargelegt, ist sie fehlerhaft.

Vertrauen ist so altmodisch

Nachdem wir die Fantasie gehört haben, wenden wir uns nun der Realität zu.

Jede(r) Regeln, die für eine Blockchain erstellt wurden (z. B. unter Verwendung eines Token-Rings, 'die längste Kette gewinnt' ... jede Regel, es spielt keine Rolle), können von kolludierenden Parteien gebrochen werden. Warum? Weil es faktisch nichts Substanzielles gibt, nichts außer Glauben, um kolludierende Parteien daran zu hindern, die Regeln zu missachten.

Wenn sich Parteien innerhalb einer Blockchain absprechen, können sie ihre lokalen Aufzeichnungen unabhängig von den Interessen und Protesten anderer Parteien neu schreiben. Andere Parteien erkennen möglicherweise nicht einmal, dass die Kollaborateure den historischen Datensatz verändert haben.

Noch schlimmer ist, dass es keine Möglichkeit gibt nachzuweisen, welche Partei den korrekten Datensatz hat (d. h. den objektiven Zustand des Hauptbuchs), wodurch das System mit mehreren objektiven Zuständen und mehreren damit verbundenen Ansprüchen auf die historische Authentizität des Datensatzes bricht, von denen keiner nachweisbar ist. Die Verwendung von Daten zur Bestätigung des korrekten objektiven Zustands des verteilten Hauptbuchs ist sowohl nutzlos als auch irrelevant – Daten können schließlich nachträglich datiert werden, es sind ja nur Einsen und Nullen, die neu geschrieben werden können.

Was passiert also, wenn die Parteien sich entscheiden, die Regeln nicht zu befolgen und den historischen Verlauf der Blockchain zu gabeln? Welche Mechanismen stehen den benachteiligten Parteien zur Verfügung, um auf Kollusion zu reagieren, falls diese entdeckt wird?

Nun, im Falle von vertrauensbasierten Blockchain-Umgebungen gibt es nicht viel anderes als altbewährte traditionelle Gegenmaßnahmen – Klagen, Geldstrafen, Vergleiche, SEC-Ermittlungen und in einigen Fällen Gefängnis – all das ineffiziente Zeug, das die Welt vor der Blockchain zur Durchsetzung von Verträgen nutzte.

Es sollte offensichtlich sein, dass die Notwendigkeit, sich auf traditionelle Gegenmaßnahmen zur Durchsetzung von Blockchain-Regeln zu verlassen, dem gesamten Konzept und der impliziten Effizienz der Blockchain-Technologie widerspricht.

Proof-of-Work

Im Fall von Proof-of-Work, Satoshi erwartet die Parteien zu betrügen/zu kolludieren, daher das mittlerweile wohlbekannte 51%-Angriff Vektorbeispiel. Allerdings führt Satoshi über das Proof-of-Work-Protokoll eine Kostenfunktion als unkonventionelle Gegenmaßnahme gegen Betrug/Kollusion ein.

Proof-of-Work im Kontext eines Distributed Ledgers und der vertrauensfreien Umgebung, die es ermöglicht, ist ein massiver Paradigmenwechsel, der grundlegend neu und revolutionär ist.

Die Kosten sind sowohl vorhersehbar als auch groß, und es erfordert nicht die Verhängung traditioneller Gegenmaßnahmen gegenüber den Teilnehmern, um die Einhaltung der Regeln durchzusetzen (lediglich eine einfache Gleichung zur Bestimmung, ob die Regeln eingehalten wurden, d.h.: die längste Kette/mehr Arbeit gewinnt), daher die „vertrauenslose“ Umgebung.

Ungeachtet der sogenannten „Miner-Konsolidierungs“-Argumente (was ein Thema für eine andere Diskussion ist), ist die Diskussion über den 51%-Angriffsvektor von immenser Bedeutung, um das Genie von Satoshis Bitcoin-Innovation und erfolgreichen Blockchain-Technologiederivaten zu verstehen.

Tatsächlich beschreibt die 51%-Diskussion einen Risikoanalysemechanismus – der genau die erforderlichen Kosten der Proof-of-Work-Hashing-Leistung zur Umkehr des Registers berechnet.

Proof-of-Work macht die Kosten für die Umkehrung des Registers empirisch quantifizierbar. Ohne Proof-of-Work sind alternative Methoden naturgemäß subjektiv und bieten daher weder einen praktikablen noch einen empirischen Ansatz zur Quantifizierung der Genauigkeit des historischen Registers.

Folglich wird die Unveränderlichkeit der historischen Aufzeichnungen zu einem theoretischen akademischen Argument und nicht zu einer wissenschaftlichen oder objektiven Tatsache. Diese spezifische (nicht-theoretische) quantifizierbare Risikofähigkeit macht Proof-of-Work aus der Perspektive von Transaktionen, Steuern und Prüfungen sehr attraktiv und fördert die Interparteien-Effizienz der Blockchain-Technologie insgesamt.

Proof-of-Work „Paradigmenwechsel“

Lassen Sie uns einen Moment zu einem früheren Argument abschweifen, um den immensen Paradigmenwechsel zu verdeutlichen, den Proof-of-Work in Form einer vertrauenslosen Umgebung mit sich bringt.

Viele würden argumentieren, dass Betrug durch regulierte Parteien oder Absprache unter ihnen eine illegale Handlung darstellt, die mit erheblichen und bedeutenden Abschreckungskosten verbunden ist, welche ausreichen, um die Regeln durchzusetzen.

Wie oben dargestellt, wissen wir, dass diese Argumentationslinie fehlerhaft ist.

Der Grund hierfür liegt darin, dass herkömmliche Abschreckungsmittel bei praktischer Anwendung sowohl eine nicht-deterministische als auch dynamische Umgebung schaffen, in der Abschreckungskosten zwangsläufig zu Kosten/Nutzen-Abschätzungen werden – das heißt, keine Kosten bei erfolgreichen Umgehungen versus höhere Zahlungen zu einem zukünftigen Zeitpunkt bei erfolglosen Täuschungsversuchen.

Im Gegensatz zum traditionellen Abschreckungsansatz ist Proof-of-Work vollständig deterministisch, wobei die Parteien die Kosten für Betrug und Kollusion kennen und sich entscheiden müssen, diese Kosten im Voraus zu tragen.

Wenn die Effizienz am größten ist, wenn die Gegenmaßnahmen am teuersten und unmittelbar sind, dann stellt der Proof-of-Work im Kontext eines verteilten Ledgers und des damit unterstützten vertrauenslosen Umfelds einen massiven Paradigmenwechsel dar, der grundlegend neu und revolutionär ist.

Es sollte inzwischen offensichtlich sein, dass vertrauensbasierte Systeme lediglich unsichere und nicht empirische Software-„Notlösungen“ (wenn man sie überhaupt so nennen kann) für die Bereitstellung eines echten Sicherheitsarbeitsergebnisses, des Proof-of-Work, darstellen. Darüber hinaus sollte ebenso klar sein, dass die Argumente zugunsten von Notlösungen zum Proof-of-Work nicht aus der Weisheit entstehen, dass es vernünftig ist, ein verteiltes Hauptbuch ohne Proof-of-Work aufzubauen, sondern vielmehr ausschließlich aus der historischen Unfähigkeit, Proof-of-Work auf wirtschaftliche Weise zu erreichen.

Es sollte auch aus der Diskussion offensichtlich sein, dass das Proof-of-Work-Protokoll faktisch der grundlegende Schlüssel zur Entfaltung des gewaltigen Paradigmenwechsels und der Effizienz der Distributed-Ledger-Blockchain-Technologie ist – keine herkömmlichen Abschreckungsmittel und Gegenmaßnahmen sind erforderlich – es gibt wirklich keine andere gangbare Alternative.

Die Integration des Proof-of-Work-Protokolls in die private Blockchain-Technologie nutzt direkt die immense Effizienz des Paradigmenwechsels der Bitcoin-Blockchain. Ohne dieses Protokoll haben Sie lediglich eine altmodische (und ineffiziente) verteilte Datenbank aufgebaut.

Hier gibt es eine Warnung für Unternehmen, die Blockchain-Technologie nutzen möchten: Seien Sie vorsichtig und werden Sie sich bewusst. Vorsicht vor dem Software-Workaround-Verkäufer, der „ewige Unveränderlichkeit“ verspricht. Werden Sie sich der zugrunde liegenden Eleganz von Bitcoin bewusst – es ist nicht die Software, die Bitcoin so effizient macht, sondern die Ökonomie.

Wie zu erwarten ist, gibt es im Bereich der Blockchain-Technologie und der Unveränderlichkeit historischer Aufzeichnungen wirklich kein kostenloses Mittagessen.

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