Eine steigende Entwickler-Aktivität im IOTA-Netzwerk und der Zuwachs neuer User stellt die IOTA Foundation vor neue Probleme. Die boomende Datenbank stellt das System vor Herausforderungen – vor allem für Knotenpunkte, die begrenzte Kapazitäten aufweisen.
Betatests sollen zeigen, ob das Konzept aufgeht
Das Entwicklungsteam „säubert“ ohnehin regelmäßig das System, sodass Knoten wieder mit leerem Speicher starten können. Zunehmend aber gestaltet sich die Bereinigung schwieriger, weshalb nun ein neues Feature entwickelt wurde: sogenannte lokale Snapshots (deutsch: Schnappschüsse). Überraschend kommt das Thema nicht auf die Agenda, waren die neuen Snapshots doch schon länger Teil des IOTA-Plans für die Zukunft. Erste Tests laufen, allerdings vorerst nur bei IOTA der Foundation selbst. Nutzer des Netzwerks sollen regelmäßig über Analyse-Ergebnisse sowie weitere Implementierungen informiert werden.
Weniger Speicherkapazität und schnellere Synchronisation
Erste wichtige die Operatoren der Knoten betreffende Details wurden bereits veröffentlicht. Dabei geht es um die veränderten Bedingungen, die durch lokale Snapshots entstehen. Zum Beispiel – dies ist ein positiver Aspekt – werden die Anforderungen an die Festplatten der Knotenoperatoren erheblich verringert. Die Foundation teilte mit, manche Knoten würden demnächst lediglich Speicherplatz in einer Größenordnung von wenigen Hundert Megabyte benötigen. Ständige aufwendige Wartungsarbeiten sollen überflüssig werden, da zukünftig auf globale Snapshots verzichtet werden soll.
Dank des geringen Knotenvolumens bei kleinen lokalen Dateien wird die Synchronisierung nur noch Minuten in Anspruch nehmen, letzten Endes sollen Knoten ohne Datenbankprobleme mehrere tausend Transaktionen je Sekunde abwickeln können. Auch und gerade dieser letzte Punkt ist fraglos eindrucksvoll.
Erklärungen zur Ausrichtung der Tangle als IOTA-Basis
Schauen wir uns einige technische Daten an, ohne zu sehr ins Fachchinesisch abzugleichen. Wie genau funktionieren die lokalen Snapshots? Wichtig zu wissen: Ein Grund, weshalb die Transaktionskette im IOTA-Universum bisher teilweise so rasant wuchs, waren nicht bestätigte frühere Transaktionen. Mit jedem Schritt zurück in der Kette steigt die Wahrscheinlichkeit, solchen Transaktionen zu begegnen. Sie werden erneut an die Kette angehängt, sofern die erforderliche Bestätigung zu lange ausbleibt. Ein weiterer wichtiger Aspekt der Tangle, die als technische Grundlage im IOTA-Netzwerk dient: Ihre Struktur wird mit längerer Nutzung zunehmend sicherer. Für das Überprüfen von Transaktionen reicht der Blick auf den Stand des Netzwerk-Hauptbuchs und der offenen Transaktionen.
Datenbereinigung als zentraler Teilaspekt der Arbeitsoptimierung
Die eigentliche Funktionsweise der Local Snapshots ist für Laien weitgehend nachvollziehbar. Ein Arbeitsschritt sieht die Transaktionsbeschneidung vor, Salden im System werden hingegen vollständig erhalten. Als Grundlage – oder Anker, wie es die IOTA Foundation bezeichnet – für lokale Snapshots dienen einzelne bestätigte Transaktionen. Diese müssen bereits ein gewisses Alter aufweisen, genaue Daten zur historischen Position im Tangle-System sind noch nicht bekannt. Nach der Auswahl werden Transaktionen gelöscht, zu denen es von der Ausgangstransaktion Verweise direkter wie indirekter Art gibt. Parallel kommt es zur Datenbanksäuberung – zuvor aber werden
mögliche betroffene Salden analysiert. Das System soll dafür sorgen, dass ein bestehender Status im Datenbuch (Stichwort: „Ledger-Status“) bei neu entstandenen Dateien zu Local Snapshots erhalten bleibt.
Permanodes sollen endlich möglich werden
Ganz so unproblematisch, wie die Präsentation der IOTA Foundation klingt, ist die Umstellung im Hinblick auf die Synchronisierung scheinbar nicht. Ein Knackpunkt hierbei zeigt sich rund um den Einstieg neuer Knotenpunkte ins System. Sie können nicht den kompletten Verlauf der Transaktionen aufrufen, wie es globalen Knoten möglich ist. Diese Tatsache erschwert die Netzwerk-Bereinigung. Sogar in einem Szenario, in dem neue Snapshots den Verlauf vollständig über die Anforderung von Permanodes einsehen können, fiele der Synchronisationszeitwand erheblich aus. Permanodes waren bis dato ausgeschlossen, eben weil globale Snapshots im kompletten Netzwerk auftraten. Die Ausführung von Permanodes soll zukünftig die Erhaltung des vollständigen Transaktionsverlaufs ermöglichen. Ein Zugriffsrecht auf dieselben schon existierenden Tangle-Dateien mit Zustimmung der Foundation und der Community für neue Knoten soll Abhilfe bei der Entwicklung lokalen Snapshots schaffen.
Was braucht es für die Schaffung neuer Knoten als „lokaler Schnappschuss“?
Neu geplante Knoten zur Synchronisation müssen erkennen können, bis zu welchem Punkt sie die Transaktionsketten betrachten müssen. Eine Liste „solider Einstiegspunkte“ soll helfen, diese Schwierigkeiten zu bewältigen. Diese Liste umfasst Hashes. Bei Erreichen eines bestimmten Hashwertes verzichtet der neue Knoten auf das Abfragen weiterer Genehmigungen und kennzeichnet Transaktionen im System also „solide“. Diese Vorgehensweise erlaubt nach Angaben der Foundation die erwähnte minutenschnelle Knoten-Synchronisation und reduziert den Bereitstellungsaufwand insgesamt.
Was passiert nach der erwarteten Einführung?
Vorrangig reduzieren die lokalen Schnappschüsse die Bedarf an Speicherplatz im Netzwerk. Zudem wird eine Automatisierung der lokalen Knoten einsetzen, heißt es bei der IOTA Foundation, die außerdem wiederholt den geringen Wartungsaufwand hervorhebt. Dass neue Knoten in Zukunft viel leichter eingerichtet werden können, ist für Mitglieder der Community, aber auch interessierte Unternehmen besonders hilfreich. Es bleibt spannend, welche Resultate die Betatests ans Licht bringen werden.