Was ist Mimblewimble?

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Was ist Mimblewimble?
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Community-Beitrag - Autor: William M. Peaster


Mimblewimble (MW) ist ein Blockchain-Design, das eine neue Art der Strukturierung und Speicherung von Transaktionen ermöglicht. Es ist eine andere Implementierung einer Proof of Work (PoW) Blockchain, die eine erhöhte Privatsphäre und eine bessere Skalierbarkeit des Netzwerks ermöglicht.

Das Mimblewimble-Design wurde Mitte 2016 von einem Entwickler mit dem Pseudonym Tom Elvis Jedusor eingeführt. Obwohl es ihm gelang, die Kernideen zu teilen, ließ das erste Mimblewimble Dokument einige Fragen offen. Dies veranlasste den Blockstream-Forscher Andrew Poelstra, das ursprüngliche Konzept zu untersuchen und zu verbessern. Bald darauf schrieb Poelstra ein Papier mit dem Titel Mimblewimble (veröffentlicht im Oktober 2016).

Seitdem untersuchen viele Forscher und Entwickler die Möglichkeiten des MW-Protokolls. Einige sagen, dass die Umsetzung auf Bitcoin recht schwierig, aber technisch möglich wäre. Poelstra und andere glauben, dass Mimblewimble das Bitcoin-Netzwerk als Sidechain-Lösung verbessern könnte. 


Wie Mimblewimble funktioniert

Mimblewimble verändert das traditionelle Modell der Blockchain-Transaktionen. Es ermöglicht einer Blockchain eine kompaktere Historie, die einfacher und schneller heruntergeladen, synchronisiert und überprüft werden kann.

In einer MW-Blockchain gibt es keine identifizierbaren oder wiederverwendbaren Adressen, so dass alle Transaktionen für einen Außenstehenden wie Zufallsdaten aussehen. Die Transaktionsdaten sind nur für die jeweiligen Teilnehmer sichtbar.

Ein Mimblewimble-Block sieht also eher wie eine große Transaktion aus als wie eine Kombination aus vielen. Das bedeutet, dass Blocks verifiziert und bestätigt werden können, aber sie enthalten keine Details zu jeder Transaktion. Es gibt keine Möglichkeit, einzelne Eingänge mit ihren jeweiligen Ausgängen zu verknüpfen.

Betrachten Sie das folgende Beispiel. Alice erhält 5 MW Coins von ihrer Mutter und 5 von ihrem Vater. Dann schickt sie diese 10 Coins an Bob. Die Transaktionen sind verifiziert, aber ihre Daten sind nicht öffentlich. Das Einzige, was Bob weiß, ist, dass Alice ihm 10 Coins geschickt hat, aber er kann nicht sehen, wer diese zuvor an Alice geschickt hat.

Um die Coins auf einer Mimblewimble Blockchain zu bewegen, müssen Sender und Empfänger Verifizierungsinformationen austauschen. So brauchen wir immer noch Alice und Bob für die Kommunikation, aber sie müssen nicht gleichzeitig online sein, damit die Transaktion stattfinden kann.

Außerdem verwendet Mimblewimble eine Funktion namens Cut-Through, die die Blockdaten reduziert, indem sie redundante Transaktionsinformationen entfernt. Anstatt also jeden Input und Output (von Alice's Eltern zu ihr und von Alice zu Bob) aufzuzeichnen, würde der Block nur ein Input-Output-Paar (von Alice's Eltern zu Bob) aufnehmen.

Technisch unterstützt und erweitert das Mimblewimble-Design das Konzept der Confidential Transactions (CT), vorgeschlagen von Adam Back 2013 und implementiert von Greg Maxwell und Pieter Wuille. Einfach ausgedrückt, CT ist ein Datenschutz-Tool, das die Menge der Blockchain-Transfers verbirgt.


Mimblewimble vs. Bitcoin

Die Bitcoin-Blockchain verwaltet alle Transaktionsdaten seit dem Genesis-Block, was bedeutet, dass jeder in der Lage ist, seine öffentliche Historie herunterzuladen und zu überprüfen - Transaktion für Transaktion.

Im Gegensatz dazu enthält eine Mimblewimble-Blockchain nur die wesentlichen Informationen - und bietet gleichzeitig mehr Privatsphäre. Die Prüfer stellen sicher, dass keine ungewöhnlichen Aktivitäten stattfinden (z.B.  doppelte Ausgaben) und dass die Menge der im Umlauf befindlichen Coins korrekt ist.

Ansonsten entfernt Mimblewimble das Bitcoin-Skriptsystem, das eine Liste von Anweisungen ist, die definiert, wie Transaktionen strukturiert sind. Durch die Entfernung von Skripten konnten MW-Blockchains privater und skalierbarer gestaltet werden. Privater, weil Adressen überhaupt nicht verfolgt werden können, und skalierbarer, weil die Blockchain-Daten kleiner sind.

Ein weiterer wichtiger Unterschied zwischen Bitcoin und Mimblewimble ist also die relative Datengröße ihrer Blockchains - bezogen auf die zuvor diskutierte Cut-Through-Funktion. Durch das Entfernen unnötiger Transaktionsdaten benötigt Mimblewimble weniger Rechenressourcen.


Vorteile

Blockchain-Größe

Wie bereits erwähnt, ermöglicht Mimblewimble die Datenkomprimierung, wodurch die Größe der Blockchain insgesamt reduziert wird. Nodes können die Transaktionshistorie viel schneller und mit deutlich weniger Ressourcen überprüfen. Außerdem ist es für neue Nodes einfacher, die MW-Blockchain herunterzuladen und sich mit ihr zu synchronisieren.

Die reduzierten Kosten für den Netzwerkzugang und den Betrieb eines Node können schließlich zu einer diversifizierteren und verteilteren Gemeinschaft führen, was wahrscheinlich die Zentralisierung des Mining in vielen PoW Blockchains reduzieren würde.

Skalierbarkeit

Schließlich kann Mimblewimble als Sidechain-Lösung verwendet werden, die an Bitcoin oder eine andere übergeordnete Chain angeschlossen werden kann. Das MW-Design kann auch die Leistung von Zahlungskanälen, die z.B. vom Lightning Network genutzt werden, verbessern.

Datenschutz

Die Entfernung des BitcoinSkriptsystems, kombiniert mit der Verwendung von vertraulichen Transaktionen, bringt ein hohes Maß an Benutzerdatenschutz mit sich und verschleiert die Details von Transaktionen.

Darüber hinaus können Coins, die auf Mimblewimble Blockchains basieren, als fungibel angesehen werden. Die Eigenschaft von Fungibilität macht jede Einheit einer Coin mit jeder anderen Einheit derselben Coin austauschbar (sie sind nicht unterscheidbar).


Einschränkungen

Transaktionsdurchsatz

Vertrauliche Transaktionen (Confidential Transactions bzw. CT) reduzieren den Transaktionsdurchsatz erheblich. Im Vergleich zu einem nicht privaten System hat eine Blockchain, die CT verwendet, mehr Datenschutz, aber niedrigere TPS-Raten (Transaktionen pro Sekunde). Dennoch können wir sagen, dass die kompakte Größe der MW die durch die vertraulichen Transaktionen verursachte TPS-Beschränkung ausgleicht.

Nicht quantum-resistent

Mimblewimble-Systeme sind nicht resistent gegen Quantencomputer (fortgeschrittene und leistungsstarke Computer). MW setzt auf relativ einfache Eigenschaften von digitalen Signaturen. Ein ausgereifter Quantencomputer ist jedoch noch Jahrzehnte entfernt, und Kryptowährungen mit Mimblewimble werden wahrscheinlich Wege finden, Quantenangriffe in den kommenden Jahren zu verhindern.


Fazit

Die Einführung von Mimblewimble markiert einen bemerkenswerten Meilenstein in der Geschichte der Blockchain. Einerseits macht die Cut-Through-Funktion die MW-Netze billiger und skalierbarer. Andererseits kann das MW-Protokoll als Sidechain- oder Zahlungskanallösung implementiert werden, was mehr Privatsphäre und Skalierbarkeit ermöglicht.

Bisher arbeiten einige Blockchain-Projekte mit dem Mimblewimble-Design, darunter das Litecoin-Team. Grin und Beam sind zwei weitere Beispiele. Während Grin ein Community-Projekt ist, das an einem leichten Proof of Concept des MW-Protokolls arbeitet, verfolgt Beam einen startupartigen Ansatz. Obwohl beide Projekte auf Mimblewimble basieren, sind sie technisch unterschiedlich, da jedes Projekt eine besondere Art der Umsetzung des MW-Designs hat.

Eine offene Frage ist vorerst, ob Mimblewimble ein hohes Maß an Zuverlässigkeit und Akzeptanz erreichen kann. Es ist eine spannende und vielversprechende, aber auch eine noch sehr junge Idee. Daher werden die potentiellen Anwendungsfälle derzeit geprüft, und die Zukunft von Mimblewimble bleibt nach wie vor ungewiss.

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