Blokkláncok csatája: Ethereum vs Cosmos vs Cardano vs EOS vs Hyperledger

Mostanság minden az okos szerződésekről és a blokklánc technológiáról szól. Egyre többen szeretnének különböző okokból beszállni ebbe a nagyszerű területbe. Ha még nem igazán ismered ezt a technológiát, de szeretnél egy gyorstalpalót olvasni a blokklánc-alapú fejlesztői platformokról, akkor ez a cikk pont neked szól. Az alábbi platformokra koncentrálunk részletes elemzéseink során:

• Ethereum
• Cosmos
• Cardano
• EOS
• Hyperledger

Szóval miért épp ezt az 5 platformot vesszük górcső alá? Úgy érezzük, hogy ez a csoport megfelelő mértékben ötvözi a használhatóságot és a funkcionalitást. Igen, tisztában vagyunk vele, hogy még nem mindegyik vizsgált projekt fut élesben, de szerintünk ezekben van elég potenciál ahhoz, hogy helyet kapjanak listánkon. Alaposan átnézünk minden egyes platformot, a végén pedig összevetjük őket.

Ethereum

Tokenje: ETH

Az Ethereum minden kétséget kizáróan az okos szerződés platformok nagyapja. Az Ethereum-ot Vitalik Buterin hozta létre, akinek érdeklődését felkeltette a Bitcoin, azonban rájött, hogy a blokklánc technológiát jóval többre lehet használni egy egyszerű fizetési módszernél. Arra jött rá, hogy a blokklánc technológiával decentralizált alkalmazásokat is létre lehet hozni, így jött meg az ihlete az Ethereum létrehozásához.

A Bitcoinhoz hasonlóan az Ethereum is kriptopénz volt, de itt ér véget a hasonlóság. A Bitcoin “első-generációs” blokklánc az Ethereum pedig utat tört azzal, hogy ez lett a legelső második generációs blokklánc: az okos szerződések blokkláncba történő behozatalával forradalmasította a rendszert.

Az okos szerződések Nick Szabó fejéből pattantak ki. Lényegük egyszerű: két fél között egyeztetett, önállóan lefutó utasítássorozat, amely harmadik fél felügyelete vagy ellenőrzése nélkül működik. Elég egyszerű ötlet, nem? Azonban az okos szerződések segítségével olyan környezetet kínál az Ethereum, melyben a világ bármely tájáról származó fejlesztők saját decentralizált applikációkat (dapplikációkat), vagyis Dapp-okat készíthetnek.

Dapp-ok és okos szerződések

Az Ethereum egyik legfontosabb funkciója a Dapp-ok készítésének lehetősége. A decentralizáltság mellett az alábbi jellemzőkkel kell rendelkeznie minden Dapp-nak:

• A Dapp forráskódja elérhető legyen bárki számára
• Az alkalmazásnak legyenek a saját működéséhez üzemanyagot nyújtó tokenjei
• Az app legyen képes létrehozni saját tokenjeit, emellett beépített megegyezés-kezelő mechanizmussal kell rendelkezzen

Remekül hangzik, ugye? Szóval akkor, hogy is hozhatunk létre ilyen appokat? Ehhez, valamint az okos szerződések kódolásához a Solidity-t használjuk.

A fejlesztők ezt a Solidity névre hallgató, szándékosan lecsupaszított, gyengén típusos programozási nyelv, az ECMAScript-hez (Javascript-hez) hasonló szintaxissal rendelkező programnyelvet használják.

Az okos szerződés létrehozása mellett rendelkeznünk kell az annak futtatására alkalmas környezettel, azonban ennek is rendelkeznie kell bizonyos tulajdonságokkal. Ezek pedig az alábbiak:

• Determinisztikus.
• Befejezhető.
• Elszigetelt.

Első tulajdonság: Determinisztikus

Egy programot akkor tekintünk determinisztikusnak, ha egy adott bemenetre mindig ugyanazt a kimenetet adja. Például ha 3+1=4, akkor 3+1 MINDIG 4-et ad eredményül (ha a számrendszer ugyanaz). Tehát ha egy program különböző számítógépeken is mindig ugyanazt a kimenetet adja ugyanazokra a bemenetekre, akkor számít determinisztikusnak. A környezetnek biztosítania kell, hogy az okos szerződés végrehajtása mindig determinisztikus legyen.

Második tulajdonság: Befejezhető

A matematikai logikában szerepel egy “megállási probléma” nevű hibatípus, amelynek lényege az, hogy nem tudhatjuk, hogy egy adott program véges időn belül végrehajtja-e a funkcióját. Alan Turing 1936-ban arra a következtetésre jutott Cantor átlós eljárásából kiindulva, hogy nem tudjuk meghatározni, hogy egy bizonyos program képes-e adott időkorláton belül befejezni működését.

Ez egyértelműen problémát jelent az okos szerződéseknél, mivel a szerződések egyik alappillére az, hogy adott időn belül végrehajtódnak. Ebből következően a környezetnek képesnek kell lennie arra, hogy megállítsa az okos szerződés futását.

Harmadik tulajdonság: Elszigetelt

Egy blokkláncban bármely résztvevő feltölthet okos szerződést, azonban ebből következően a szerződések véletlenül, vagy akár szándékosan is tartalmazhatnak hibákat és vírusokat.

Ha a szerződés nincs elszigetelve, ezek a problémák a teljes rendszert hátráltathatják, így kritikus fontosságú szempont az, hogy a szerződést egy sandbox-ba (homokozóba) elszigetelve kíméljük meg a rendszer egészén lehetséges káros hatásoktól.

Az Ethereum egy úgynevezett Ethereum Virtual Machine (EVM) nevű virtuális gépben hajtja végre az okos szerződéseket.

Az Ethereum következő központi funkciója az üzemanyag, ennek a működését is fontos megértenünk.

Mi az Ethereum „üzemanyaga”?

Emlékszel az okos szerződéseket futtató környezetek „Befejezhető” tulajdonságára? Nos, az Ethereum-os okos szerződések az „üzemanyaggal” teljesítik ezt a feltételt. Az okos szerződés kódjában megtalálható minden egyes kódsor végrehajtása adott mennyiségű üzemanyagba kerül. Vagyis amikor egy fejlesztő lefuttat egy okos szerződést, akkor megadja a felhasználható üzemanyag felső határát. Gondolj erre az üzemanyagkorlátra ugyanúgy, mint az autód üzemanyagtartályának kapacitására: amikor kifogysz az üzemanyagból, az autód abban a pillanatban leáll. Az okos szerződések minden egyes sora bizonyos mennyiségű üzemanyagot fogyaszt el – amint ez elfogy, az okos szerződés is leáll.

Ethereum és az ICO-k

Korábban már részletesen írtunk erről a témáról, így itt csak igen rövid áttekintést nyújtunk. Az Ethereum egyik legvonzóbb szolgáltatása az elsődleges token kibocsátás, vagyis az ICO (Initial Coin Offering). Az okos szerződéseken dolgozó fejlesztők az Ethereum virtuális gépével használhatják azokat, és a platform segítségével viszonylag könnyen kereshetnek sok pénzt ezen a telített piacon. Épp ezen funkció miatt lett elképesztően sikeres és széles körben alkalmazott az Ethereum.

Ethereum bányászat

Az Ethereum jelenleg az úgynevezett Proof-of-Work bányászati módszert használja, tehát ugyanazt, mint amit a Bitcoin is. Ennek lényege, hogy a bányászok számítási kapacitásukat felhasználva és egymással versenyezve próbálják megtalálni a lánc következő blokkját, ezzel a folyamattal komplex kriptográfiai rejtvényeket megoldva.

Az Ethereum idővel majd továbblép a Proof-of-Stake módszerre a Casper protokollt használva. A PoS sokkal környezet barátabb a PoW-nál, emellett jobban skálázható is.

Fő problémák

Ethereum kriptovilágra tett hatása nem vonható kétségbe, azonban jelentős problémák vannak a teljesítményével. Például skálázhatóság szempontjából igen gyengén szerepel: mindössze 25 tranzakciót kezel másodpercenként, ami a köztudatba bekerülni kívánó Dapp-oknak egyáltalán nem kedvez. Az Ethereum ezen felül még a fejlesztőknek is sokba kerülhet, mivel a Dapp-ok végrehajtásának üzemanyagköltsége a csillagos égig emelkedhet.

Ezeken felül egy jelentős probléma érinti az Ethereum-ot és a többi kriptovalutát is, ez pedig az átjárhatóság hiánya Jelenleg nincs igazán jól használható, könnyű és közvetlen áthidalási módszer arra, ha Aliznak Bitcoin-ja van, Botondnak pedig Ethereum-ja. Ez azért is súlyos probléma, mert a jövőben előfordulhat, hogy több ezer blokklánc fut majd egymással párhuzamosan, így fontos lenne, hogy ezek zökkenőmentesen léphessenek egymással kapcsolatba.

Ezt az átjárhatósági problémát próbálja megoldani többek között egy Cosmos nevű projekt is.

Cosmos

Tokenje: ATOM

A Cosmos célja az, hogy a „blokkláncok internetévé” válva oldja meg egyszer és mindenkorra ezt a problémát. A Cosmos architektúrája több, „Zónák” néven ismert blokkláncból és egy központi „Hub” névre hallgató blokkláncból áll.

A Cosmos fehér papír szerint „A zónákat a nagy teljesítményű, konzisztens, biztonságos PBFT-szerű konszenzusos motor, a Tendermint Core hajtja, amelyben a szigorú elágazás-felelősség garantálja a rosszindulatú szereplők viselkedésének megakadályozását. A Tendermint Core BFT konszenzus-algoritmusa kiválóan alkalmas nyilvános proof-of-stake blokkláncok skálázására.”

A projekt mögött Jae Kwon vezérigazgató, Ethan Buchman műszaki igazgató, valamint az Interchain Foundation csapata állnak.

Mi az a Tendermint?

A Tendermint a PBFT, vagyis a Practical Byzantine Fault Tolerance (magyarul: gyakorlati bizánci hibatűrés) egyik változata. A bizánci hibatűrés (angolul BFT) olyan rendszer, amely sikeresen megválaszolta a bizánci hadvezérek problémáját. Röviden annyi a lényeg, hogy egy decentralizált peer-to-peer rendszer bizalom nélküli működéséhez fontos, hogy megtalálják a bizánci hadvezérek problémájának megoldását.

Ahogy a Cosmos fehér papírja állítja:

„A Tendermint kivételes teljesítményt kínál. 5 kontinens 7 adatközpontjában szétszórt 64 csomópontos, kereskedelmi célú felhőalapú példányokon futtatva a Tendermint másodpercenként tranzakciók ezreinek feldolgozására képes, miközben a beküldési késések mindössze 1-2 másodpercesek. Ezt a másodpercenként több ezer tranzakciót feldolgozó teljesítményt kedvezőtlen körülmények között is tartja a rendszer, még úgy is, ha a validátorok összeomlanak vagy rosszindulatú szavazatokat sugároznak szét.”

Az alábbi grafikon is megerősíti a fenti állítást:

Tranzakció másodpercenként (txs/másodperc) és blokkméret (tranzakciók száma)

A Tendermint előnyei

• A Tendermint másodpercenként 10 000 tranzakciót képes lekezelni 250 bájtos tranzakciók esetén.
• Jobb és kisebb igényű kliens, ideális mobil és IoT eszközökön történő felhasználásra. Ezzel szemben a Bitcoin-os “könnyű” kliensek jóval nagyobb igényekkel rendelkeznek, így bizonyos célokra nem igazán alkalmasak
• A Tendermint elágazás-felelőssége elhárít olyan támadásokat, mint a messziről történő “nothing-at-stake” dupla költekezés és cenzúra.
• A Tendermint-et a Tendermint magon keresztül implementálják, amely egy „alkalmazásfüggetlen konszenzusos motor”. Lényegében bármilyen determinisztikus fekete doboz alkalmazásból létre tud hozni elosztottan replikált blokkláncot.
• A Tendermint Core az Application Blockchain Interface-on (ABCI) keresztül csatlakozik a blokklánc alkalmazásokhoz.

Blokkláncok közötti kommunikáció

Ahogy korábban említettük, a Cosmos architektúrája Hub-okból és Zónákból épül fel. Több párhuzamos blokklánc fog egyetlen központi (Hub) blokklánchoz kapcsolódni – gondolj a Napra és a Naprendszerre, ugyanez az elv.

A Cosmos központja egy elosztott nyilvántartás, ahol a Zónák egyéni felhasználói tarthatják tokenjeiket. A zónák a központi részen keresztül, az IBC (Inter Blockchain Communication, blokkláncok közötti kommunikáció) módszerrel kapcsolódhatnak egymáshoz.

Látod a fenti ábrát?

Ez egy nagyon leegyszerűsített ábrázolásmódja az IBC-n keresztüli kommunikációnak.

Cosmos a gyakorlatban

A Cosmos által megoldott átjárhatóságnak jó pár nagyon érdekes felhasználási módja van:

• DEX: Mivel a Cosmos blokkláncok összekötő kapocsa, ebből egyértelműen következik az is, hogy a különböző ökoszisztémák közötti interakciót is könnyen lehetővé teheti, ezzel remek alapot nyújtva egy decentralizált váltónak (Decentralized Exchange).
• Cross chain tranzakciók: Az előbbihez hasonló módon a Cosmos hub-on keresztül másik zóna szolgáltatásai is igénybe vehetők.
• Ethereum skálázás: Ez az egyik ismertebb felhasználási mód. A Tendermint konszenzusos rendszere bármely EVM-alapú, a Cosmos hub-hoz kapcsolódó EVM-alapú zóna üzemeltetésében is részt vesz, ezzel lehetővé téve ezeknek a zónáknak a gyorsabb skálázódást.

Cardano

Tokenje: ADA

Az Ethereum társalapítójának, Charles Hoskinsonnak agyszüleménye a Cardano névre hallgató okos szerződés platform, amely rétegezett architektúrájának köszönhetően skálázhatóságot és biztonságot nyújt. A Cardano által használt megközelítés igencsak egyedi a blokkláncok világában, mivel tudományos elméleten és szakértők által ellenőrzött tudományos kutatásokon alapul.

A Cardano egy harmadik generációs blokklánc, amely skálázhatóságot és átjárhatóságot nyújt a blokkláncok világának. A Cardano fejlesztésében és javításában három, kizárólag ezzel foglalkozó szervezet vesz részt:

• Cardano Alapítvány
• IOHK
• Emurgo

Ez a három szervezet együtt gondoskodik arról, hogy a Cardano fejlesztése jó ütemben haladjon.

Funkcionális programozás

A többi okos szerződéses projektből azzal az érdekes ténnyel emelkedik ki a Cardano, hogy a funkcionális nyelvként ismert Haskell-ben írták meg forráskódját. Magukhoz az okos szerződésekhez pedig a szintén funkcionális Plutus nyelvet alkalmazzák. Ezzel szemben az okos szerződés-platformok jelentős része imperatív programozási nyelveken készült.

Most megpróbáljuk érthetően elmagyarázni a két nyelv közötti különbséget.

Az imperatív nyelvekben így néz ki egy összeadás:

int a = 5;

int b = 3;

int c;

c= a + b;

Látható, hogy sok lépést kell megtenni a művelethez. És hogy néz ki ugyanez funkcionális nyelven?

Tegyük fel, hogy van egy f(x) függvény, mellyel kiszámolnánk egy g(x) függvényt, majd végül azzal egy h(x) függvényt vennénk igénybe. Ezek sorban történő meghívása helyett összehozhatjuk őket egyetlen függvénybe például így:

h(g(f(x)))

Ebben a formában könnyebb matematikailag bizonyítani a funkcionális megközelítést.

A funkcionális nyelvekkel sokkal pontosabban készíthetők el a programok, emellett a skálázhatóságot is javítják.

Skálázhatóság

A Cardano egy újfajta proof-of-stake algoritmust használ, ez az Ouroboros névre hallgat. Működési elve az, hogy meghatározza, hogy az egyes node-ok hogyan jutnak a hálózattal kapcsolatban konszenzusra. A protokoll megtervezéséért Aggelos Kiayias, az OHK fő tudósa, valamint az általa vezetett csapat felelősek.

Az Ouroboros számít az első matematikailag biztonságosnak bizonyított proof-of-stake protokoll, emellett abban is első, hogy a nagynevű Crypto 2017-es kriptográfiai konferenciára vezető útja során szakértői vizsgálatokon is átjutott.

Átjárhatóság

A tervek szerint úgy igyekeznek megoldani az átjárhatóságot, hogy a Cardano ún. “oldalláncokat” használ.

Az oldalláncok koncepciója régóta ismert a kriptovilágban, az ötlet pedig igen egyszerű: párhuzamosan futtatunk egy láncot a főlánccal egy időben, melyhez kétirányú kapoccsal kötődik.

A Cardano a Kiayias, Miller, és Zindros (KMZ) által kifejlesztett, “non-interactive proofs of proofs of work” módszerén alapuló oldalláncokat támogatja.

Hoskinson szerint két dolgon alapul az oldalláncok ötlete:

• Egy blokklánc tömörített változatához jutni.
• Láncok közötti átjárhatóságot biztosítani.

EOS

Tokenje: EOS

Az EOS célja az, hogy az ipari méretű decentralizált alkalmazásokat támogató decentralizált operációs rendszert hozzon létre. Az EOS mögött a BitShares-t és Steemit-et létrehozó Dan Larimer, valamint a Block.One állnak. Az egy évig tartó, annak során rekord magas (4 milliárd dolláros) összeget hozó ICO-nak köszönhetően került köztudatba az EOS.

Mindez elképesztően jól hangzik, de a nyilvánosság figyelmét az alábbi két állítás fogta meg igazán:

• Állításuk szerint másodpercenként tranzakciók millióit képesek feldolgozni.
• Terveik szerint teljesen megszüntetik a tranzakciós díjakat.

Skálázhatóság DPOS segítségével

Az EOS skálázhatóságát a delegated proof-of-stake (DPOS) konszenzusos rendszer adja, amely a megszokott proof-of-stake rendszer egyik változata. Elméletben másodpercenként tranzakciók millióit képes végrehajtani. Na de miben is különbözik a DPOS a hagyományos POS-tól? Miközben a hagyományos POS folyamatban a teljes hálózatnak konszenzusra kell jutnia, a DPOS-ban minden EOS-birtokos kiválaszt 21 “képviselőt”, melyek a konszenzus megoldásáért és a hálózat általános egészségéért felelnek. Bárki részt vehet a képviselők kiválasztásában, akik blokkokhoz juthatnak a szavazatok rájuk eső része alapján.

A DPOS rendszert nem érinti a forkolás, mivel a blokkok megkeresése nem teremt versenyhelyzetet – ehelyett a képviselők együttműködésére van szükség. Ha mégis forkolás következne be, a konszenzus automatikusan a leghosszabb láncra esik.

Ahogy ebből láthatjuk, a blokk-képviselők kiemelt fontosságot kapnak. Nem csak a konszenzusért felelnek, hanem a hálózat karbantartásáért és egészségéért is. Ezért nagyon fontos, hogy minden egyes megtett szavazatnak megfelelő súlya legyen.

Larimer épp ezért vezette be a Voter Decay (szavazati erősség csökkenése) mechanizmust, amely idővel csökkenti a régebbi szavazatok súlyát, így a szavazatok erejét csak rendszeres szavazatokkal lehet fenntartani.

A Szavazaterősség mechanizmusa két remek előnyt nyújt:

• Először is, ahogy már sokszor láthattuk a történelem folyamán, a megszavazott tisztviselők korrumpálódnak és megválasztásukat követően meggondolhatják magukat. A szavazaterősségi rendszernek köszönhetően a szavazók hétről hétre módosíthatják szavazataikat, így a blokk-képviselőknek hivatalban maradásuk érdekében elszámolhatónak kell maradniuk.
• Másodszorra, az emberek idővel megváltoznak. Például valakinek teljesen más politikai beállítottsága vagy ideológiája lehet most, mint egy évvel ezelőtt. A szavazaterősségi rendszernek köszönhetően lehetőségünk nyílik olyanokra szavazni, akik közelebb állnak a mindenkori, újonnan kialakult ideológiáinkhoz.

Ebben a forradalmian új koncepciót alkalmazó rendszerben megvan a potenciál arra, hogy akár örökre megváltoztassa a decentralizált választási rendszereket (sőt akár magukat a választásokat is).
Tranzakciós díjak eltörlése
Az EOS tulajdonosi modellen működik, melyben a felhasználók részesedésükhöz viszonyítottan birtokolnak és használhatnak erőforrásokat, tranzakciós díjakat pedig nem kell fizetniük. Tehát lényegében ennyi: ha N db EOS-tokened van, akkor N*k tranzakcióra vagy jogosult. Így lényegében megszűnnek a tranzakciós díjak.

EOS-tokenek vételével bizonyos mennyiségű számítási erőforrást kapsz cserébe, ezek az alábbiak:

• RAM
• Hálózati sávszélesség
• Számítási kapacitás.

A fizetési célú coin-ok mellett az EOS-tokenekkel is megvásárolhatjuk ezeket az erőforrásokat.

Hyperledger

És végül itt van a Hyperledger.

Őszintén szólva, a Hyperledger teljesen másmilyen, mint az eddig ismertetett platformok. Miközben az Ethereum, Cardano, és az EOS érvényes kriptovalutának számítanak és saját blokkláncokkal rendelkeznek, a Hyperledger se nem kriptovaluta, se nem rendelkezik saját blokklánccal. A Hyperledger egy nyílt forráskódú projekt, melyet a Linux Alapítvány fejleszt.

Weboldalukon így jellemzik a Hyperledger-t:

„egy nyílt forráskódú együttműködés annak céljából, hogy iparágakon átívelő blokklánc-technológiákat hozzanak létre. Ez egy globális együttműködés, melyet a Linux Alapítvány működtet pénzügyi, banki, a Dolgok Internetével foglalkozó, ellátási láncok, gyártási és technológiai vezetők csoportjával együttműködve.”

Igény a zártkörű blokkláncok iránt

Az Ethereum-hoz, EOS-hoz és társaikhoz hasonló platformok mindegyike nyilvános blokklánc, tehát ezekhez a hálózatokhoz bárki szabadon csatlakozhat. Ez nagyvállalatok számára igencsak előnytelen, mivel nekik saját blokklánc-infrastruktúrára van szükségük.

Képzeljünk el egy blokkláncon alapuló banki konglomerátumot.

A bankok napi szinten kezelnek érzékeny adatokat. Belső tranzakciós rekordoktól az „Ismerd meg Ügyfeled” (KYC) adatokig rengeteg, a nyilvánosság előtt titokban tartandó adattal rendelkeznek. Emellett kizárólag a többi bank által is elismert bankoknak szabad bekerülniük ebbe a zártkörű hálózatba.

Emellett a korábban említettekből tudjuk jól, hogy a nyilvános blokkláncok lassúak és teljesítménybeli problémákkal küzdenek, ezért is kerülendő nagyobb cégek számára azok használata.

A Hyperledger lehetővé teszi ezeknek a cégeknek saját nagy teljesítményű, zártkörű blokkláncok létrehozását (tehát olyan blokkláncok fejlesztését, amelyekben minden egyes node-ot engedélyezni kell azok csatlakozása előtt).

Érdekes Hyperledger-alapú projektek

A Hyperledger-család talán legérdekesebb projektje az IBM Fabric. Ez nem egyetlen blokklánc, hanem egy alap blokklánc-alapú, moduláris architektúrájú megoldások kifejlesztésére.

A Fabric-nek köszönhetően a blokkláncok különböző komponensei „plug-and-play” elven működhetnek, például ide tartoznak a konszenzus és a tagsági szolgáltatások. A Fabric-ot úgy tervezték meg, hogy keretrendszerét felhasználva a vállalatok olyan saját, különálló blokklánc-hálózatokat hozzanak létre, amelyek gyorsan képesek skálázódni több mint 1000 tranzakció / másodperc sebességre.

A Fabric mellett még ezek a projektek is futnak:

• Sawtooth: Fejlesztője az Intel, Proof-of-Elapsed time konszenzusos megoldással működik.
• Iroha: Néhány japán cég által kifejlesztett, könnyen kezelhető blokklánc-keretrendszer.
• Burrow: Zártkörű, az Ethereum specifikációinak megfelelő okos szerződés kezelő gép létrehozására alkalmas.

Platformok összehasonlítása

Most, hogy már nagyjából megismerkedtünk ezekkel a platformokkal, hasonlítsuk össze őket.