IOTA: Der missverstandene Coin?

IOTA ist einer der am schnellsten aufsteigenden, aber auch am schärfsten kritisierten Kryptocoins. Eventuell liegt es daran, dass IOTA eine Menge verspricht und vieles vollkommen anders macht als die anderen. Das weckt Misstrauen. Wer sich mit der Kryptowährung beschäftigt, wird aber erkennen, dass die Entwickler sich durchaus ihren Teil gedacht haben. Aber womöglich eben nicht so viel, wie sich die IOTA-Fans manchmal erhoffen …

Ich muss zugeben, dass IOTA derzeit eines der schwierigsten Themen ist, über das man als Kryptoblogger schreiben kann. Nicht nur, weil es äußerst komplex ist, und man eigentlich, um angemessen darüber zu schreiben, ein enormes Vorwissen braucht. Sondern auch, wei les rasch giftig wird.

Auf der einen Seite scheint es der Kryptoszene schwer zu fallen, IOTA wirklich ernst zu nehmen; auf der anderen Seite reagiert die IOTA-Community auf – ernstgemeinte – Kritik oft etwas zu aggressiv.

Der folgende kurze Twitter-Dialog zwischen Litecoin-Gründer Charlie Lee und IOTA-Entwickler David Sønstebø dürfte die Situation gut illustrieren:

If you had genuine intentions why would you even frame the question that way? Is the leader of Litecoin really so narrow minded that he hasn't even read up on the basics of the technology that is making his own obsolete? I feel bad for LTC hodlers.

— David Sønstebø (@DavidSonstebo) December 10, 2017

Ich übersetze mal frei: Charlie hat gefragt, ob IOTA nur Hype ist, oder ob es auch einen wahren Wert gäbe. Er habe nur Schlechtes gehört, von einem zentralen Koordinator und einem üblen Bug. David antwortet gereizt, die Art der Frage zeige, dass Charlie keine guten Absichten habe. Er sei engstirnig und habe sich nicht mal die Mühe gemacht, sich in die technische Basis von IOTA einzulesen. Die Halter von Litecoins seien zu bedauern.

Warum ist Charlie tendenziell herablassend, und warum reagiert David so übermäßig erbost und vorwurfsvoll auf eine kritische Frage? Was hat IOTA an sich, das viele in der Kryptoszene skeptisch macht, aber gleichzeitig auch Fans anzieht, die teilweise mit fanatischem Zorn auf Kritik reagieren?

Fast dasselbe Muster finden wir in einer kurzen Auseinandersetzung zwischen IOTAs Dominik Schiener und Core Entwickler Peter Todd.

Funny how Peter Todd is spreading false news, without even fact checking articles. What are you even up to these days dude, full time Twitter troll?

— Dominik Schiener (@DomSchiener) December 17, 2017

Peter Todd zitiert einen Bericht, demzufolge IOTA nicht benutzbar ist, und sagt, mit der ihm üblichen Schonungslosigkeit: „Sogar wenn man die lächerlichen, anfängerhaften Sicherheitsfehler ignoriert, ist das Netzwerk ein kaputter, unbenutzbarer Mist.“ Dominik Schiener, einer der Gründer von IOTA, antwortet mit der mittlerweile gewohnten Aggressivität: „Lustig, wie Peter Todd falsche News verbreitet, ohne die Artikel zu prüfen. Was ist aus dir geworden, ein Vollzeit-Twitter-Troll?“

Warum rutschen IOTA-Diskussionen so schnell in solche Abgründe ab? Die Antworten auf diese Frage sind komplex. Ich hoffe aber, dass sie helfen, ein Stück tiefer in die neue Kryptowährung einzuführen und manche ihrer Eigenschaften genauer zu erklären.

Designentscheidungen

Warum IOTA viele in der Kryptoszene verblüfft, ist leicht zu erklären: IOTA macht ein Versprechen, das die meisten für uneinlösbar halten, und trifft Design-Entscheidungen, die schräg, für Außenstehende vielleicht sogar unsinnig, anmuten.

Das Versprechen, leicht überspitzt ausgedrückt, geht so: Das Internet der Dinge wird einmal aus 20, oder 30, oder 80 Milliarden Geräte bestehen, die alle online sind. IOTA wird das Rückgrat einer Ökonomie dieser Maschinen sein – die Plattform, mit der die Dinge Geld und Daten empfangen und überweisen können. Denn IOTA kann – theoretisch – dank des Tangles “fast unendlich” skalieren. Auf jeden Fall deutlich besser als die auf Blockchains basierenden Kryptowährungen.

Jeder, der die Skalierbarkeit von Bitcoin und Ethereum auch nur im Ansatz verfolgt, weiß, dass diese hohe Skalierbarkeit ein kühnes Versprechen ist.

IOTAs technischer Kern, der Tangle, beseitigt Blöcke – und damit auch die Latenz, die entsteht, während die Blöcke im Netzwerk verteilt werden. Blöcke sind immer Klumpen von Daten. Zugleich bildet IOTA durch die „Milestones“ sogenannte „Snapshots“, wodurch die Knoten alle Transaktionen, die vor den Snapshots stattgefunden haben, wegwerfen können. Das spart Festplattenspeicher und macht den Start eines neuen Nodes einfacher.

Die anderen Faktoren beim Skalieren verbessert der Tangle aber offenbar nicht. Bandbreite, CPU, Arbeitsspeicher bleiben weiterhin limitierende Faktoren. Hier gelten dieselben, wenn nicht noch engeren, Limitierungen wie bei Blockchains.

Dementsprechend misstrauen viele dem Versprechen von IOTA. Es hat – vielleicht – zwei Probleme gelöst. Aber Teile der Community tun zuweilen so, als sei IOTA die vollständige Antwort auf das Thema Scalability.

Mehrere Design-Entscheidungen bei IOTA verschärfen das Misstrauen noch: Zum einen verwendet IOTA einen Post-Quanten-Kryptographie Algorithmus. Ist ja schön, aber erhöht die Größe von Transaktionen etwa auf knapp das Zehnfache. Was bei Bitcoin 160 Byte braucht, braucht bei IOTA 1,6 Kilobyte. Wenn man skalieren möchte, erscheint das kontraproduktiv.

Zum anderen gibt es bei IOTA weder einen Mining-Reward noch Transaktionsgebühren. Das System sieht keine Belohnung für „ehrliche“ Netzwerk-Knoten vor. Und das ist ja gerade eine der Schlüsselinnovationen von Bitcoin.

Und schließlich benutzt IOTA ein ternäres anstatt ein binäres System. Die Entwickler sind überzeugt, dass dies notwendig und richtig ist, allerdings bezweifeln das viele, da die allgemeine Software-Infrastruktur der Gegenwart auf binären Systemen beruht. Man macht sich das Leben mit einem ternären System nicht unbedingt einfacher.

Fassen wir es, überspitzt ausgedrückt, zusammen: IOTA will den Full Nodes irrsinnig viele Transaktionen aufbürden, verzehnfacht die Größe von Transaktionen – aber entzieht den Nodes ihre Belohnung.

Ehrlich? Wie soll das funktionieren?

Die Antwort könnte erhellend sein.

Industrie-Nodes

Warum sollte jemand einen IOTA-Node betreiben? Die Anforderungen an die CPU und die Internet-Verbindung ist, über kurz oder lang, enorm. Aus welchen Gründen sollte jemand in die für das „Rückgrat der Machine Economy“ notwendige Infrastruktur investieren?

Wenn man in der IOTA-Community solche Fragen stellt, bekommt man, zuweilen, aufschlussreiche Anregungen. Die Nodes werden, heißt es, freiwillig betrieben, von großen Firmen. Der Anreiz ist kein Block-Reward oder Gebühreneinnahmen, sondern die Möglichkeit, beliebig viele kostenlose Mikrotransaktionen versenden und empfangen zu können.

Wenn man dieser Perspektive folgt, ergibt es plötzlich Sinn. Die Annahme von IOTA ist, dass es ein Bedürfnis danach geben wird, dass sich Maschinen gegenseitig mit Mikrotransaktionen für Daten und Dienste bezahlen. Dass es für große Firmen – Bosch, VW, Telekom – profitabel ist, in einen großen Node zu investieren, um an dieser Machine Economy teilzuhaben.

Falls die Konzerne ein solches System wollen, könnte IOTA eine gute Wahl sein, vielleicht die beste, die es derzeit gibt. Technik-Konzerne wollen nicht riskieren, von chinesischen Minern in ein Wettrüsten der Mining-Maschinen involviert zu werden. Sie wollen auch kein Geld durch neue Blöcke erschaffen oder zwingend an Gebühren verdienen. Die Konzerne wollen keine Bank werden – sondern einfach nur kostenlose Mikrotransaktionen versenden. Und das bietet ihnen derzeit nur IOTA.

Auch eine andere Design-Entscheidung ergibt plötzlich mehr Sinn: Bandbreite und CPU sind in einem Netzwerk von Hobby-Nodes stark limitierende Faktoren. Ab einem gewissen Transaktions-Volumen verstopft der Traffic die Internet-Leitung oder legt eine schwache CPU lahm. Wenn man hingegen von Industrie-Nodes ausgeht, sind Bandbreite und CPU sehr lange gar kein Problem. Die ersten limitierenden Faktoren werden die Block-Latenz – die Dauer, bis ein Block alle anderen Miner erreicht hat – sowie die Synchronisierung neuer Knoten. Ein Test von Bitcoin Unlimited hat gezeigt, dass wegen der Block-Latenz bei Bitcoin bei etwa 500 Transaktionen je Sekunde Schluss sein sollte.

Der Tangle und die Snapshots werden damit zu wichtigen Trümpfen beim Skalieren.

Keine glänzende Performance

Wie läuft IOTA in der Praxis? Auch hier versetzt die Kryptowährung gestandene Bitcoin in ein nicht so amüsiertes Staunen.

Es fängt damit an, dass IOTA noch nicht ganz dezentral ist. Der Tangle funktioniert so, dass man, um eine Transaktion zu bestätigen, immer zwei zufällig ausgewählte vorhergegangene Transaktionen bestätigen muss. Das Netzwerk soll desto besser funktionieren, je mehr Traffic entsteht. Bei geringer Auslastung – so wie derzeit – kann der Tangle von selbst noch keinen wirksamen Schutz vor Double Spends gewähren. Es gibt einen sogenannten 34-Prozent-Angriff.

Hier springt der “Coo” ein, der zentrale Koordinator, der von den IOTA-Entwicklern betrieben wird. Er schreibt sogenannte „Milestone“-Datensätze, und in den Wallets von IOTA gelten lediglich Transaktionen als bestätigt, die vom Coo referenziert werden. Ein Mitglied der IOTA Community beschrieb es, etwas überspitzt, so: „Der Coo macht aus IOTA eine einfache Blockchain.“

Der Coo soll zwar in Zukunft abgeschaltet werden – Simulationen der Entwickler zeigen, dass IOTA auch ohne funktionieren wird – aber derzeit fährt IOTA noch mit zentralen Stützrädern. Der Tangle braucht eine zentralisierte Blockchain von Milestones, um zuverlässig zu funktionieren. Und selbst mit dieser Hilfe war die Performance des Systems in letzter Zeit eher unterdurchschnittlich.

https://twitter.com/jratcliff/status/939578638432985088?lang=de

Ich beobachte IOTA dann und wann seit etwa Mitte September. Seitdem gab es mehrere Vorfälle, in denen IOTA vorübergehend down oder fast down war. Erst gestern Nacht ist der Coo vorübergehend ausgefallen. Zwischenzeitlich war IOTA extrem langsam, es gibt Dutzende von Berichten über Transaktionen, die nicht ankommen, und von Wallets, in denen das Guthaben fehlt oder nicht angezeigt wird, von Light-Wallets, die nicht verbinden, von Full Nodes, die die Tangle nicht synchronisieren können, und vieles mehr. Einige Mitglieder der IOTA-Community haben mir anvertraut, dass sie „innerlich vor Kritik schäumen“ und mit den Entwicklern alles andere als zufrieden sind.

Ich selbst habe kürzlich den Light-Wallets von IOTA ausprobiert und hatte keine Probleme mit Transaktionen. Überweisungen mit Beträgen von weit weniger als einem cent gingen problemlos durch, was ich schon beeindruckend fand. Aber vielleicht hatte ich auch Glück, und mir wurde verraten, mit welchem Full Node ich mich verbinden soll.

Ein Node-Betreiber hat mir erzählt, dass ein öffentlicher IOTA Full Node extrem viele Ressourcen frisst, und der Client eher schlecht performt. „Jedes Computerspiel und Chatprogramm arbeitet sparsamer.“ Andere Node-Betreiber sagen, dass ein normaler Node nicht viele Ressourcen braucht. Es ist schwer zu sagen, was genau los ist, da die Informationspolitik bei IOTA eher suboptimal ist, kritische Fragen gerne als FUD abgequatscht werden, und die Sache an sich für Nicht-Eingeweihte eher undurchsichtig ist.

Manche in der IOTA-Community sagen, dass der Client schlecht implementiert ist, andere, dass es Spam-Angriffe gibt, und wieder andere, dass die Relation von Light- und Full Nodes aus dem Ruder gelaufen ist. Laut verschiedenen Angaben prozessiert IOTA derzeit etwa 0,1 bis 1 echte Transaktionen je Sekunde. Wenn die Tangle schon bei dieser geringen Belastung in die Knie geht – wie soll sie dann jemals zum Rückgrat des Internets der Dinge werden?

Beta

IOTA ist, betonen die Entwickler immer wieder, eine experimentelle Technologie. Sie selbst und die Community glauben fest darin, dass der Tangle besser skaliert als eine Blockchain. Aber ihnen ist auch klar, dass alles noch sehr beta ist.

Die Entwickler gehen sehr ehrlich und transparent damit um. Man findet den Hinweis an vielen Stellen. Oft jedoch leider mit der Bemerkung, „genau wie Bitcoin und Ethereum.“

Ja, Bitcoin hatte 2010 die bisher einzige Downtime (als ein Bug einem Miner erlaubte, Milliarden von Bitcoins zu schürfen), und Ethereum fuhr in der Frontier-Phase (etwa das erste Jahr) auch mit zentralisierten Stützrädern. Aber weder Bitcoin noch Ethereum sind zum derzeitigen Zeitpunkt so „beta“ wie IOTA. Und keine andere Kryptowährung macht so vieles anders wie IOTA. Der Tangle, die Snapshots, die quantensicheren Signaturen, das tertiäre anstatt binäre System – IOTA erfindet Kryptowährungen quasi neu und lässt keinen Stein auf dem anderen.

Bitcoin und Ethereum hatten das Glück, dass sie ihre Kinderkrankheiten noch bei relativ geringen Preisen durchstehen konnten. Keine der beiden Währungen war in den frühen, sensiblen Phasen auch nur annähernd so viel wert wie IOTA, das derzeit gut 10 Milliarden Dollar aufs Market-Cap bringt und auch schon mal mehr als 15 Milliarden wert war. Bei diesen Summen herrschen andere Erwartungen, und man darf zurecht die Frage stellen, ob die Leistung von IOTA in letzter Zeit diesem Marktwert gerecht wird.

Aber kann man es den Entwicklern wirklich zum Vorwurf machen, dass den Märkten gefällt, was sie machen? Klar ist der hohe Preis von IOTA ein Segen für die IOTA-Community. Aber wenn es darum geht, IOTA durch schwierige Gewässer zu führen, dürfte er auch ein Fluch sein.

Lösungen

Bitcoin und Ethereum sind, natürlich, auch beta. Aber IOTA ist noch viel mehr beta. Das System kann das, was es verspricht, derzeit offenbar nicht leisten.

Doch für jedes Problem sind bereits Lösungen geplant. Der Coordinator wird abgeschafft werden, ein neuer Client wird die Performance verbessern, Flash Channels werden Transaktionen und Daten offchain bringen, das Nelson Protokoll die Spam-Wellen beseitigen.

Manche dieser Dinge sind bereits im Alpha-Modus und werden im Netzwerk live getestet, andere sind für die Zukunft geplant. Der Takt neuer Innovationen, die die IOTA-Entwickler präsentieren, ist hoch. Erst vorgestern wurde der neue Client veröffentlicht, und Berichten der Community zufolge läuft IOTA seitdem wieder wie am Schnürchen.

Man könnte sich über jede einzelne neue Innovation lange informieren und einen Artikel schreiben. Ich möchte, zum Abschluss dieses Aufsatzes, in das Thema der Spam-Angriffe eintauchen. Dies beleuchtet nämlich einen besonderen Aspekt von Bitcoin, der vielleicht der Schlüssel ist, um den Charme dieses Systems zu verstehen.

Spam

Bei Kryptowährungen ist Spam eine Art DoS-, also eine Art Überlastungsangriff. Man versendet endlos viele sinnlose Transaktionen, um die Last auf die Knoten in einem dezentralen Netzwerk zu erhöhen. Alle Kryptowährungen bekämpfen Spam durch ein Limit (etwa die Blocksize) und / oder Grundgebühren.

IOTA nicht. Hier gibt es weder das eine noch das andere. Vor Spam schützt hier lediglich ein Proof of Work (Arbeitsbeweis), der notwendig ist, um eine Transaktion zu versenden. Wer also mit IOTA Geld überweist, bezahlt nicht “nichts”. Er bestätigt zum einen zwei vorhergegangene Transaktionen, und er leistet zum anderen einen „Arbeitsbeweis“, indem er ein kryptographisches Rätsel löst. Im Kern macht er exakt dasselbe wie die Bitcoin-Miner. Man könnte sagen, dass IOTA Mining vollkommen dezentralisiert.

Die Tangle zu spammen kostet CPU-Ressourcen. Und das nicht zu knapp. Um eine einzelne Transaktion zu versenden, braucht ein gewöhnlicher Computer ungefähr 10 Sekunden, ein alter Laptop auch mal mehrere Minuten. Wenn es einen Spam-Angriff gibt, können die Nodes nach Belieben die Schwierigkeit des verlangten Arbeitsbeweises erhöhen. Denn bei einem Tangle ist es, anders als bei einer Blockchain, egal, wer eine Transaktion bestätigt hat. Transaktionen werden oft von vielen nachfolgenden Transaktionen bestätigt, und wenn die Tangle heiß läuft, kann man die Schwierigkeit erhöhen, um seinen Node vor zu vielen anderen Transaktionen zu schützen.

Es ist kompliziert, abstrakt und sehr anders als bei Blockchains. Aber wenn man darüber nachdenkt, sollte die Tangle in der Lage sein, Spam-Angriffe ohne Gebühren abzuwehren. Ein Opfer dieser Lösung sind die kleinen Geräte, die ja eigentlich IOTA nutzen sollen, um Daten zu versenden oder zu verkaufen. Sie dürften nicht wirklich die Ressourcen haben, um den Arbeitsbeweis zu erfüllen. Die Lösung wäre entweder ein spezieller – von der IOTA-Foundation entwickelter – Chip, der den Geräten beigegeben wird, oder ein Design, dass die Geräte ihre Transaktionen an einen Masternode weiterleiten, der dann die Arbeitsbeweise erbringt und die Transaktionen ins Netzwerk einspeist.

Die hier vielleicht spannendere Frage ist aber: Warum gibt es offenbar dennoch Spamwellen? Dem Vernehmen nach ächzt IOTA derzeit unter fortgesetzten Spam-Angriffen, die den Ressourcenhunger der Nodes in die Höhe treiben und das ganze Netzwerk sehr viel langsamer machen. Wenn man eine Transaktion in 10 Minuten bestätigt hat, freut man sich derzeit. Wie geht das?

Die Antwort liegt in ungültigen Transaktionen. Jemand liefert einen falschen Arbeitsbeweis ab und flutet damit die Tangle. Alle Nodes übertragen diese Transaktionen, und jemand, der eine neue Transaktion bildet, muss die falschen Arbeitsbeweise prüfen und verwerfen. Auf diese Weise kann man quasi zum Nullpreis IOTA endlos spammen.

Mit dem Nelson Protokoll wollen die IOTA-Entwickler die Spam-Wellen abwehren. Das Nelson Protokoll soll es Nodes erlauben, andere Nodes auf eine Blacklist zu setzen, wenn sie falsche Arbeitsbeweise veröffentlichen. Oder so, und auch noch mehr. Ich habe mich darin – wie bei so vielem bei IOTA – nicht tief genug eingelesen, um mehr darüber zu erzählen.

Ich vermute auch, es wäre an dieser Stelle zu viel des Guten.

Ein Fazit?

Es gäbe noch irrsinnig viel über IOTA zu erzählen. Mir wurden Statistiken von der Node-Last zugespielt, Dinge über Snapshots, Milestones und so weiter erklärt, was die Unterschiede zwischen ternärer und binärer Logik sind und über die Mathematik, derzufolge der Tangle ab einer gewissen Schwelle von Transaktionszahlen sicher wird.

Am Ende bleiben sehr viele Fragen offen, vielleicht mehr, als ich beantworten konnte. Ich selbst habe weiterhin Zweifel, ob IOTA den selbstformulierten Ansprüchen gerecht werden kann, und denke weiterhin, dass diverse fragwürdige Design-Entscheidungen getroffen wurde. Ich meine auch, dass sowohl die IOTA-Entwickler als auch die Community einen oft sehr unprofessionellen Ton anschlagen, wenn jemand Kritik verlauten lässt, und den eigenen Versprechungen gegenüber zu unreflektiert gegenüberstehen.

Dennoch ist IOTA – und das ist vielleicht mein Fazit des Artikels – eine faszinierende Technologie. Das Konzept, das PoW von den Minern auf die Transaktionen zu bringen, hat einen Charme. Es nun ganz abzuschreiben, weil es noch in einem experimentellen Stadium ist, wie es wohl J. Ratcliff macht, ist nicht fair. Es gibt eine sehr lebendige Community, die von der Technologie des Tangles entzückt ist.

Daher darf man annehmen, dass wir auch in Zukunft mehr von IOTA hören werden.