Neue Peer-to-Peer-Technologie soll Cardano (noch) dezentraler machen

Cardano reift, hat aber noch einige Baustellen. Die Kommunikation zwischen Stake-Pool-Betreibern soll bald nicht mehr dazu gehören.

Während bei Smart-Contract-Primus Ethereum derzeit die Allzeithochs fallen wie die Fliegen, herrscht auch im Lager der potenziellen “Ethereum-Killer” alles andere als Stagnation. Cardano gilt als einer der aussichtsreicheren Kandidaten, die Ethereum langfristig vom Sockel stoßen könnten. Freilich: In Sachen Entwicklergemeinde und Dezentralisierung spielt Ethereum – nicht zuletzt wegen seines First-Mover-Vorteils – noch in einer anderen Liga als Cardano. Allerdings nähert sich letzteres mit Siebenmeilenstiefeln seinem nächsten Upgrade, mit dem das Cardano-Mainnet Smart Contracts integrieren wird.

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Auch hinsichtlich seiner Dezentralisierung hat das Cardano-Netzwerk zuletzt deutliche Fortschritte gemacht. So waren für die Produktion von Blöcken bis zur Hard Fork “Shelley” im Sommer 2020 ausschließlich die drei Cardano-Organisationen IOHK, Emurgo und die Cardano Foundation verantwortlich. Dieser Einfluss wurde sukzessive gesenkt. Seit dem 31. März dieses Jahres werden Cardano-Blöcke zu 100 Prozent von einem dezentralen Netzwerk aus Stake Pools erstellt. Zu Redaktionsschluss zählt das Cardano-Netzwerk 2.480 solcher Stake Pools – Tendenz: steigend.

P2P-Kommunikation für Cardanos Stakepool-Betreiber

Stake Pools müssen für den Informationsaustausch über Transaktionen und die Erstellung neuer Blöcken ständig miteinander kommunizieren. Das geschieht mithilfe sogenannter Relay Nodes, die neben Core Nodes, die für die Blockproduktion zuständig sind, Teil eines jeden Stake Pool sind. Nun haben Stake-Pool-Betreiber seit der “Shelley” Hard Fork freie Hand, wenn es darum geht, mit welchen Relay Nodes sie kommunizieren. Das ist durchaus wörtlich zu verstehen, denn die Adresseingabe erfolgt manuell durch die Stake-Pool-Operatoren. Das hat zur Folge, dass sie ständig selbst überprüfen müssen, ob die von ihnen angesteuerten Nodes auch noch online sind. Weil es dafür keine Gewähr gibt, betreibt auch IOHK als zusätzliche Sicherheit noch sieben stets ansprechbare Relay-Knoten.

Doch wenn es nach IOHK geht, dann sollen Stake Pools künftig auch ganz ohne Stützräder sicher miteinander kommunizieren können. Denn die Cardano-Entwickler sind aktuell dabei, den gesamten Kommunikationsprozess zwischen den Relay Nodes zu automatisieren. Konkret soll ein neues Peer-to-Peer (P2P) Protokoll dafür sorgen, dass Relay Nodes stets 20 Verbindungen aufrechterhalten. Dabei werden stündlich die vier schlechtesten Verbindungen ausgewählt und durch neue ersetzt, die zufällig gewählt werden. Die Technologie befindet sich seit April in der (privaten) Testnet-Phase. Auf ihrem Blog hat IOHK jüngst eine erste, durchweg positive Zwischenbilanz gezogen:

Die Testergebnisse zeigen, dass die Nodes willkürlich Peers für die Kommunikation auswählen konnten, auch solche aus dem Mainnet. Die Verwendung einer “Upstream”-Metrik ermöglichte das Verwerfen der am schlechtesten abschneidenden Peers und die zufällige Auswahl neuer Peers für die Verbindung. Diese Strategie wurde in groß angelegten Simulationen (10.000 Nodes) bekräftigt und lieferte nahezu optimale Ergebnisse.

In einem nächsten Schritt soll das P2P-Protokoll in einem semi-öffentlichen Testnetzwerk mit einer kleinen Gruppe von Stake-Pool-Betreibern erprobt werden.