Watch my Block: Grin (MimbleWimble)

Watch my Block: Grin (MimbleWimble)

Im Harry-Potter-Universum verknotet der Mimblewimble-Zauberspruch die Zunge des Verzauberten, wenn dieser über bestimmte Dinge sprechen will. Doch was hat Harry Potter mit der Blockchain und Privatsphäre zu tun? Watch my Block“ erkundet heute die magische Welt der Kryptographie und ein Blockchain-Protokoll von Lord Voldemort persönlich. Die Rede ist von MimbleWimble und dessen erster Implementierung, Grin.



Besonderheiten

Hexenmeister als Entwickler

Die Geschichte von MimbleWimble ist ähnlich mysteriös wie die von Bitcoin. Im Juli 2016 postete ein Nutzer mit dem Namen „Tom Elvis Jedusor“ einen Onion-Link in einen Bitcoin Wizard IRC-Kanal. Dahinter befand sich eine Textdatei, die einen neuen Blockchain-Ansatz beschrieb, welcher alle Nutzer anonymisieren und dabei noch besser skalieren sollte als Bitcoin. „Tom Elvis Jedusor“ ist der französische Name für „Tom Marvolo Riddle“ – der Geburtsname von Lord Voldemort in der Harry-Potter-Reihe. Nach seiner Nachricht im Chat-Kanal meldete sich Jedusor ab und wurde nie wieder gesehen; seine wahre Identität bleibt bis heute unbekannt.

Wenig später betrat der nächste Zauberer die Bühne des Internets: Ignotus Peverell, der Erfinder von Harry’s Tarnumhang. Peverell (Identität ebenfalls unbekannt) startete die Arbeit an der ersten Open-Source-Implementierung von MimbleWimble: Grin.

Anonymität und Skalierung mit MimbleWimble

MimbleWimbles Funktionsweise im Detail zu erklären, würde den Rahmen dieses Artikels sprengen.  Für Krypto-Muggels mögen die Effekte des Protokolls wie Magie wirken, doch sie basieren lediglich auf Mathematik und Kryptographie.

In MimbleWimble ist Anonymität der Standard. Das heißt, dass es ist nicht möglich ist, Transaktionen eindeutig zuzuordnen. Alle Beträge einer Transaktion sind durch Kryptographie verschleiert. Allerdings kann mathematisch sichergestellt werden, dass keine gefälschten Coins erschaffen werden und dass der Sender tatsächlich über die Bestände verfügt. Diese Idee stammt von Greg Maxwell’s „Confidential Transactions“ und kommt auch in Monero zum Einsatz.

Die fundamentale Neuigkeit von MimbleWimble sind die sogenannten „Cut Throughs“. Das Prinzip hinter dem Cut Through ist dasselbe wie hinter dem Kürzen mathematischer Gleichungen. In der Blockchain werden ausgegebene In- und Outputs herausgekürzt. Der Cut Through ändert nicht die Validität der Blockchain, genauso wie Kürzen in der Algebra nicht das Ergebnis verändert. Die Folge ist eine deutlich schlankere Blockchain – von über 100 Gigabyte auf unter zehn.

Ein Block in MimbleWimble besteht aus:

  • einem Block Header
  • der Liste der verbleibenden Inputs nach dem Cut Through
  • der Liste der verbleibenden Outputs nach dem Cut Through
  • den sogenannten „Transaction Kernels

Ein Transaction Kernel enthält unter anderem die Mining-Gebühr und den kryptographischen Beweis, dass ein Nutzer wirklich über die ausgegebenen Outputs verfügt. In einer MimbleWimble-Blockchain existiert die herkömmliche Transaktionsstruktur (also A sendet B 1 BTC) nicht mehr. Es ist unmöglich, Inputs mit Outputs zu verbinden. Alle Outputs sehen gleich aus. Durch Kryptographie lässt sich jedoch stets beweisen, ob die Blockchain valide ist.

Doch die vermeintliche Zauberei erlaubt noch mehr: Manche Transaktionen werden nie in die Blockchain geschrieben, obwohl sie trotzdem stattgefunden haben. Auf der einen Seite erhöhen sie also massiv die Anonymität, auf der anderen Seite erleichtern sie die Blockchain.

ASIC-Resistenz

Grin setzt einen ASIC-resistenten Mining-Algorithmus mit dem Namen Cuckoo Cycle ein. Dieser Proof-of-Work-Algorithmus hält das Mining dezentralisiert. Der Gebrauch von ASICs, also Computer Hardware, welche speziell zum Errechnen von Hashs hergestellt wurde, drängt Hobby-Miner aus dem Markt und führt über die Zeit zu einer Zentralisierung im Mining. Grin geht dem aus dem Weg.

Schwächen

Die Besonderheiten erscheinen fantastisch – Wo ist da der Haken? MimbleWimble ist ein Neugeborenes in der Welt der Kryptographie. Das bedeutet, die Technologie ist noch relativ unerforscht und konnte sich noch nicht über die Zeit behaupten.

Die Unterschiede, beispielsweise in der Blockchain-Struktur verglichen mit Bitcoin, ist so signifikant, dass viele Mechanismen nicht ohne Weiteres übertragbar sind. Zum Beispiel ist noch unklar, wie Skripte in MimbleWimble implementiert werden sollen. In Bitcoin werden Skripte zum Beispiel für Multi-Signatur-Adressen und Locktime-Contracts verwendet.

Mit der Zeit werden sich voraussichtlich viele Fragen klären, doch nicht umsonst schreibt das Grin-Projekt auf der Website, dass „Grin eine höchst experimentelle Technologie“ ist.

Aktueller Stand der Technik

Nochmal zum Verständnis: MimbleWimble ist ein allgemeines Blockchain-Protokoll, Grin ist eine Open-Source-Implementierung dessen. In der Theorie funktioniert die Kryptographie hinter MimbleWimble, dies soll jetzt praktisch umgesetzt werden.

Grin läuft momentan nur auf einem Testnet. Die Technologie muss reifen und verbessert werden. Wer über Grin auf dem Laufenden gehalten werden möchte, abonniert am besten die Mailing-Liste von Ignotus Peverell.

Blick in die Zukunft

MimbleWimble verspricht Skalierbarkeit, Anonymität & Fungibilität – alles Probleme, mit denen Bitcoin in irgendeiner Form ringt. Bis es in Grin als alltäglich nutzbare Software verfügbar ist, werden allerdings noch Jahre ins Land gehen. Doch der Ansatz ist genial und innovativ. Jetzt gilt es, die anfänglichen Schwierigkeiten zu überwinden und mehr Leute an Bord zu holen.

Der nächste Schritt ist das „testnet2“, welches wahrscheinlich noch im Frühling 2018 ausgerollt wird. Vielleicht sehen wir dieses Jahr sogar noch einen Live-Release von Grin. Allerdings ist es schwerig, Deadlines bei Open-Source-Projekten zu setzen.

Zusammenfassung

MimbleWimble ist keine Zauberei, sondern ausgefeilte Kryptographie. Es beschreibt ein Blockchain-Protokoll, welches sich auf Anonymität und Skalierbarkeit fokussiert. Die Beträge aller Transaktionen sind versteckt. Alle Outputs sehen gleich aus und sind nicht eindeutig zuzuordnen. Ausgegebene Outputs werden aus der Blockchain gestrichen, ohne die Sicherheit oder Validität zu kompromittieren. Die Größe der Blockchain sinkt dadurch dramatisch. Man ist also wirklich anonym mit diesem Protokoll. Aktuell existiert noch keine funktionierende Implementierung, doch das Open-Source-Projekt „Grin“ möchte dies ändern. Wann Grin live gehen wird, ist noch ungewiss.

BTC-ECHO

Über Alex Roos

Alex RoosAlex absolvierte einen B.Sc. in "Management, Philosophy & Economics" an der Frankfurt School of Finance & Management und schrieb seine Bachelorarbeit über die "Anwendungsfelder und Adaption der Blockchain Technologie". Ihn begeistern vor allem "pure" Kryptowährungen wie Bitcoin und Monero.

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