SIAE, eine der größten Rechteverwaltungsgesellschaften, die 1882 gegründet wurde, führt 4 Millionen NFTs auf Algorand ein, die die Rechte von fast 100.000 Urhebern repräsentieren.

White Papers

Algorand ist bestrebt, seine Blockchain kontinuierlich weiterzuentwickeln, um die künftigen technologischen Anforderungen vorherzusehen und zu erfüllen. Zu unseren Forschern gehören einige der klügsten Köpfe im Bereich Blockchain und Kryptowährungen. Kürzlich veröffentlichte Forschungsergebnisse, die einem Peer Review unterzogen wurden, finden Sie weiter unten.

Dec 03, 2019
Pixel: Mehrfachsignaturen für die Konsensbildung
By Manu Drijvers, Sergey Gorbunov, Gregory Neven und Hoeteck Wee

Bei Proof-of-Stake-Protokollen (PoS) und genehmigungsbasierten Blockchains wird jeder neue Transaktionsblock von einem Verifizierungsausschuss genehmigt und signiert. Neue Blöcke werden von allen Benutzern im Netzwerk validiert, gespeichert und verbreitet. Ein Risiko bei dieser Art von Netzwerkdesign ist jedoch, dass möglicherweise ein Angreifer die Ausschussmitglieder korrumpiert, nachdem sie einen Block zertifiziert haben, und ihre Signaturschlüssel für die Zertifizierung anderer Blöcke verwendet. Durch effiziente und sichere digitale Signaturen können die Anforderungen an Bandbreite, Speicherkapazität und Rechenleistung für das Betreiben eines Knotens erheblich reduziert und folglich effizientere Anwendungen umgesetzt werden.

Wir präsentieren Pixel, ein paarungsbasiertes Signaturverfahren für Blockchains, das deutlich weniger Bandbreite, Speicherkapazität und Verifikationsaufwand erfordert. Pixelsignaturen bestehen aus zwei Gruppenelementen, unabhängig von der Anzahl der Unterzeichner. Sie können mittels drei Paarungen und einer Exponentiation verifiziert werden und unterstützen die nicht-interaktive Aggregation einzelner Signaturen zu einer Mehrfachsignatur. Zudem bieten Pixelsignaturen Forward Security und ermöglichen den Unterzeichnern, ihre Schlüssel jederzeit zu ändern, wobei neue Schlüssel nicht zum Signieren alter Blöcke verwendet werden können, was diese vor einer nachträglichen Korrumpierung schützt. Wir demonstrieren, wie Pixel in eine PoS-Blockchain integriert werden kann. Danach bewerten wir Pixel im Rahmen einer Implementierung auf einer realen PoS-Blockchain und zeigen, dass sich dadurch deutliche Einsparungen in Bezug auf Speicherkapazität, Bandbreite und Blockverifizierungszeit erzielen lassen. Konkret kann die Blockgröße bei 1.500 Transaktionen um 35% und die Blockverifizierungszeit um 38% reduziert werden.

Dieses Paper wurde einem Peer Review unterzogen und wird auf dem USENIX Security Symposium 2020 präsentiert. Es ist hier veröffentlicht.

Feb 24, 2019
Vault: Schnelles Bootstrapping für die Algorand-Kryptowährung
By Derek Leung, Adam Suhl, Yossi Gilad, Nickolai Zeldovich

Zusammenfassung: Dezentrale Kryptowährungen sind davon abhängig, dass die Teilnehmer den Zustand des Systems überprüfen und neue Transaktionen bestätigen. Da die Anzahl der Benutzer und der Transaktionen kontinuierlich steigt, wird diese Anforderung zu einer zunehmenden Belastung für die teilnehmenden Benutzer, die eine immer größere Datenmenge herunterladen, verifizieren und speichern müssen. Vault ist ein neues, auf Algorand basierendes Kryptowährungskonzept, das diesen Speicher- und Bootstrapping-Aufwand für die Teilnehmer minimiert. Vault basiert auf dem Proof-of-Stake-Konsensprotokoll von Algorand und verwendet mehrere Techniken. Erstens wird in Vault die Speicherung der letzten Transaktionen von der Speicherung von Kontoständen entkoppelt, sodass alte Kontostände problemlos gelöscht werden können. Zweitens ermöglicht Vault ein sicheres Sharding zwischen verschiedenen Teilnehmern. Drittens gibt es in Vault Stempelzertifikate, die neuen Clients erlauben, sich in einem Proof-of-Stake-System sicher und effizient auf den neuesten Stand zu bringen. Experimente mit einer Prototyp-Implementierung der Datenstrukturen von Vault zeigen, dass die bei dem Beitritt von Teilnehmern zum Netzwerk entstehenden Kosten der Datenübertragung um 99,7% gegenüber Bitcoin und um 90,5% gegenüber Ethereum reduziert werden, wenn der Client ein Ledger mit 500 Millionen Transaktionen herunterlädt.

Das einem Peer Review unterzogene Whitepaper ist hier veröffentlicht.

Aug 28, 2018
Algorand-Vereinbarung – Superschnelle und vor Spaltungen geschützte byzantinische Vereinbarung
By Jing Chen, Sergey Gorbunov, Silvio Micali, Georgios Vlachos

Zusammenfassung: Unser auf einfachen byzantinischen Vereinbarungen basierendes Protokoll mit Auswahl der Leaders funktioniert so lange, wie sich zwei Drittel der Teilnehmer ehrlich verhalten, wobei nicht erforderlich ist, dass die Teilnehmer ihre Uhren synchronisieren. Wenn die Nachrichten ehrlicher Teilnehmer innerhalb eines begrenzten Worst-Case-Intervalls übermittelt werden, wird Konsens entweder in einer konstanten Zahl von Schritten erzielt (falls der ausgewählte Leader böswillig ist) oder in zwei Schritten (falls der ausgewählte Leader ehrlich ist). Unser Protokoll ist vor länger andauernden Netzwerkspaltungen geschützt und erholt sich schnell, nachdem die Spaltung rückgängig gemacht ist und die Verzögerungen beim Versenden von Nachrichten innerhalb eines begrenzten Intervalls wieder behoben sind. Wir werden kurz erörtern, wie sich das Protokoll in einem genehmigungsfreien System auf Blockchains anwenden lässt. Wenn ein ehrlicher Leader einen Transaktionsblock vorschlägt, findet der erste Abstimmungsschritt parallel zur Verbreitung des Blocks statt. Nachdem der Block an das Netzwerk gesendet worden ist, wird in nur einem Abstimmungsschritt ein Zertifikat generiert.

Dieses Whitepaper ist hier veröffentlicht.

Oct 31, 2018
Algorand: Skalierung von byzantinischen Vereinbarungen für Kryptowährungen
By Yossi Gilad, Rotem Hemo, Silvio Micali, Georgios Vlachos, Nickolai Zeldovich

Zusammenfassung: Algorand verwendet eine neue Form von byzantinischen Vereinbarungen, damit die Benutzer einen Konsens in Bezug auf den nächsten Block erreichen. Um den Konsens auf viele Benutzer zu skalieren, setzt Algorand einen neuartigen Mechanismus ein, der auf verifizierbaren Zufallsfunktionen basiert und den Benutzern erlaubt, privat zu überprüfen, ob sie für die Teilnahme an der Konsensfindung bei der Wahl des nächsten Blocks ausgewählt wurden, wobei die entsprechenden Netzwerknachrichten einen Beweis ihrer Teilnahme enthalten. Im byzantinischen Protokoll von Algorand ist der Status der Teilnehmer also nur anfangs anonym und wird anschließend offengelegt, sobald sie ihre Aufgaben als Ausschussmitglieder erfüllt haben und durch neue Ausschussmitglieder ersetzt werden; nur die privaten Schlüssel werden niemals offengelegt. Dies minimiert die Risiken von gezielten Angriffen auf bestimmte Teilnehmer, nachdem ihre Identität bekannt geworden ist.

Wir haben Algorand auf 1.000 virtuellen EC2-Computern installiert, um die Leistung unserer Blockchain in einer Simulation mit 500.000 Benutzern zu testen. Versuchsergebnisse zeigen, dass Transaktionen auf der Alogrand-Blockchain in unter einer Minute bestätigt werden und einen Durchsatz haben, der 125 Mal schneller ist als der von Bitcoin, wobei eine fast unbegrenzte Skalierbarkeit möglich ist.

Dieses Whitepaper wurde von Fachkollegen geprüft und ist híer veröffentlicht.

May 26, 2017
Theoretische Grundlagen von Algorand
By Jing Chen, Silvio Micali

Zusammenfassung: Ein öffentliches Ledger ist ein manipulationssicherer Datensatz, der von jedem gelesen und ergänzt werden kann. Öffentliche Ledgers bieten zahlreiche nützliche Anwendungsmöglichkeiten. Sie ermöglichen die Speicherung aller Arten von Transaktionen – Titel, Verkäufe und Zahlungen – in der genauen Reihenfolge, in der sie erfolgt sind. Öffentliche Ledgers eignen sich nicht nur zur Bekämpfung der Korruption, sondern ermöglichen außerdem hochkomplexe Anwendungen, wie beispielsweise Kryptowährungen und Smart Contracts. Sie werden die Art und Weise revolutionieren, wie demokratische Gesellschaften funktionieren. So, wie sie derzeit implementiert werden, bieten sie jedoch nur eine begrenzte Skalierbarkeit, weshalb sie ihr Potenzial nicht voll ausschöpfen können. Dies ändert sich mit Algorand: Unsere Blockchain ist nicht nur äußerst skalierbar, demokratisch und effizient, sondern erfordert nur eine geringe Rechenleistung. Darüber hinaus ist das Risiko von Forks extrem gering.

Dieses Whitepaper wurde von Fachkollegen geprüft und ist hier veröffentlicht.