Vitalik Buterin stellt neue Skalierungslösung für Ethereum vor: Plasma Cash

Vitalik Buterin hat am Freitag, den 09. Februar 2018 eine neue Skalierungslösung für das Ethereum Netzwerk vorgestellt. Plasma Cash ist eine Weiterentwicklung von Plasma, die sowohl die Skalierbarkeit als auch die Sicherheit von Ethereum erhöhen soll.

Plasma wurde im August 2017 von Vitalik Buterin und dem Entwickler des Lightning Network, Joseph Poon konzipiert. Der vor einem halben Jahr veröffentlichte Arbeitsentwurf mit dem Titel „Plasma: Scalable Autonomous Smart Contracts“, sieht eine Off-Chain-Skalierungslösung, ähnlich dem Lightning-Network vor.

Neben der Root-Blockchain (d. h. der Ethereum Mainnet-Blockchain) existieren zahlreiche weitere Blockchains, die hierarchisch in einem Baum angeordnet sein. Die Root-Blockchain verarbeitet nur geringere Menge an Daten, die von den untergeordneten Blockchains („Child-Blockchain“) weitergegeben werden. Aufwendige Berechnungen erfolgen somit Off-Chain. Sofern die Child-Blockchains ihre Arbeit getan haben, senden sie die Daten an die Root-Blockchain.

Jeder Plasma Block innerhalb einer Blockchain besteht aus einem Hash Tree, der wiederum aus einer variablen Anzahl von Transaktionen besteht. Um eine Transaktion zu vollziehen, muss jeder Benutzer den gesamten Plasma Block herunterladen und authentifizieren.

Dieses Vorgehen birgt aber das Problem, dass nur ein quadratisches Wachstum der Skalierung möglich ist, da jeder Benutzer jeden Plasma Block herunterladen und authentifizieren muss. Um Ethereums Vision von einem Weltcomputer oder auch das Internet der Dinge zu realisieren, reicht eine quadratische Skalierung aber nicht aus. Hierfür ist ein exponentielles Wachstum der Skalierbarkeit erforderlich.

Plasma Cash

Laut einem Vortrag von Buterin auf der Ethereum Community Conference am Freitag, kann die Weiterentwicklung Plasma Cash dieses Problem beheben. Plasma Cash wurde von Vitalik Buterin, zusammen mit Dona Robinson und Karl Floersch entwickelt und soll eine exponentielle Skalierbarkeitkeit ermöglichen. Zu Beginn seiner Einführung in Plasma Cash erklärte Buterin „Plasma Cash is Plasma, but more scalable“.

An der Plasma Architektur werden hierfür zwei grundlegende Änderungen vorgenommen:

  • Jede einzelne Einzahlung entspricht einer eindeutigen Coin-ID, wobei Coins unteilbar sind und nicht zusammengeführt werden können.
  • Anstatt Transaktionen in einem binären Hash Baum (englisch: Binary Merkle Tree) in der Reihenfolge der Transaktions-Indizes zu speichern, werden sie in einem Simple Merkle Tree oder a Patricia Tree gespeichert, wobei der Index die ID des Coins ist.

Grundlage ist also, dass Plasma Cash für jede Einzahlung („Deposit“) eine neuen Coin mit einer eindeutigen ID erzeugt. Wenn man beispielsweise 2,5 Ether einzahlt, dann wird ein Coin angelegt, der den Wert von 2,5 Ether widerspiegelt. Der Coin wird dann über den Index in der Blockchain identifiziert.

Durch diese fest definierte „Stelle“, den Index, wird erreicht, dass nicht mehr jeder Benutzer den vollständigen Plasma-Block, sondern nur noch seine eigenen „Coins“ herunterladen und authentifizieren muss. Diese können über die eindeutige ID identifiziert werden. Für Kryptowährungsbörsen bedeutet die ID einen besseren Schutz vor Börsen-Hacks. Wie Buterin erklärte (frei übersetzt):

„Unabhängig davon, was in der Börse passiert, können Benutzer ihr Geld durch das Plasma-Exit-Verfahren laufen lassen und ihr Geld ausbezahlen.“

Jeder versuchte Diebstahl eines „Coins“ bedeutet, dass der Dieb einen „Merkle Proof“, d. h. einen Nachweis über das Eigentum des Coins vorweisen muss („Exit Challenge“).

Plasma Cash Exit Challenge
Quelle: https://www.youtube.com/watch?v=uyuA11PDDHE

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