Projekt Tockchain: Erweiterung der Qubic-Funktionen

Projekt Tockchain ist ein Forschungsprojekt, das die Blockchain-Architektur für Stablecoins und DeFi-Dienste der nächsten Generation erforscht, mit Funktionen wie Ein-Sekunden-Blockerstellung, hybriden Handelsmechanismen, Quantenresistenz und nativer Qubic-Integration.

Spelunker, 6. Jan. 2024.

Einführung

Wir freuen uns, "Projekt Tockchain" vorzustellen, unsere Forschung an einer von Grund auf neu entwickelten Blockchain, die als Fundament für Stablecoins und DeFi-Dienste der nächsten Generation dient.

Das System verarbeitet Transaktionen jede Sekunde durch zwei spezialisierte Netzwerke in Layer 1: eines für den Konsens und ein weiteres für die Validierung. Diese Architektur umfasst ein hybrides Handelssystem, das Orderbook- und Liquiditätspool-Trading direkt auf Protokollebene kombiniert.

Dieser Ansatz ermöglicht es Project Tockchain, durch effizientes Netzwerkdesign und optimierte Ressourcennutzung ein optimales Netzwerk-Preis-Leistungs-Verhältnis zu erreichen. Selbst bei Ausführung auf Nodes mit niedriger Spezifikation erreicht Project Tockchain eine konstante Leistung von 10.000 Transaktionen pro Sekunde bei 99,9% Zuverlässigkeit.

Überblick über die System-Architektur

Die folgenden Abschnitte beschreiben die wichtigsten architektonischen Entscheidungen und Fähigkeiten, die Project Tockchain definieren, in einem für nicht-technische Leser verständlichen Format:

Ein-Sekunden-Blockerstellung mit hoher Zuverlässigkeit

Wie andere Blockchain-Systeme zeichnet Project Tockchain Transaktionen in sequenziellen Blöcken auf, die kryptographisch miteinander verbunden sind. Daher kann Project Tockchain als Blockchain betrachtet werden.

Im Gegensatz zu traditionellen Blockchains mit variablen Blockzeiten (Bitcoin: ~10 Minuten, Post-Merge Ethereum: ~12 Sekunden) erstellt Project Tockchain alle Sekunde einen Block in Einheiten namens "Tocks" mit 99,9% Zuverlässigkeit bei der Tock-Generierung. Diese vorhersehbare und effiziente Ein-Sekunden-Blockerstellung ist der Grund, warum wir das Projekt als "Tockchain" bezeichnen.

Zwei spezialisierte Netzwerke in Layer 1

Wie andere DLT-Systeme operiert Project Tockchain in Layer 1 – der grundlegenden Protokollschicht, die für Konsens und Transaktionsausführung verantwortlich ist. Diese Schicht bildet ein Netzwerk verbundener Nodes.

Anders als die meisten DLT-Systeme, die einen einzigen Node-Typ verwenden, implementiert Project Tockchain zwei verschiedene Node-Typen: Konsens- und Validator-Nodes. Diese Trennung schafft zwei spezialisierte Netzwerke innerhalb von Layer 1:

• Konsens-Nodes bilden das Konsens-Netzwerk und konzentrieren sich darauf, schnelle Einigkeit über Transaktionsauswahl und -reihenfolge zu erreichen, wodurch synchronisierte Netzwerk-Status-Updates über alle Nodes hinweg gewährleistet werden.
• Validator-Nodes bilden das Validierungs-Netzwerk, verarbeiten Transaktionen seriell und validieren den Chain-Status, wobei sie das Hauptbuch durch umfassende Datenverifizierung zu 100% zuverlässig halten.

Obwohl beide Node-Typen derzeit auf derselben physischen Hardware laufen, wird die zukünftige Entwicklung sie in separate physische Nodes trennen. Diese Trennung der Zuständigkeiten ermöglicht es jedem Netzwerk, sich auf seine spezifische Aufgabe zu optimieren und sowohl Leistung als auch Zuverlässigkeit zu verbessern.

Führungslose Quorum-basierte Konsensfindung

Wie andere Quorum-basierte Systeme verwendet Project Tockchain einen Konsens, bei dem eine Einigung erreicht wird, wenn zwei Drittel der Nodes (etwa 66,7%) Transaktionsdaten empfangen und validieren. Diese mathematisch bewiesene optimale Schwelle bietet Byzantine Fault Tolerance (BFT) gegen bis zu ein Drittel böswilliger Nodes (33,3%).

Anders als traditionelle DLT-Systeme, die sich auf Leader-Nodes zur Koordination der Blockerstellung verlassen – was bei Leader-Ausfällen zu leeren Blöcken führen kann – eliminiert Project Tockchain diese potenziellen Schwachstellen durch Verteilung der Konsensverantwortlichkeiten über das Netzwerk.

Eingebaute Quantenresistenz durch Cold Addresses

Wie andere DLT-Systeme verwendet Project Tockchain Adressen, die von kryptographischen Schlüsseln abgeleitet sind, um Guthaben zu sichern, und erkennt die Bedrohung der kryptographischen Sicherheit durch Quantencomputing.

Anders als traditionelle Systeme, die sich auf externe Lösungen für Quantenresistenz verlassen, implementiert Project Tockchain zwei verschiedene Adresstypen auf Protokollebene, die jeweils für unterschiedliche Sicherheitsmodelle optimiert sind:

• Hot Addresses legen ihren öffentlichen Schlüssel bei jeder Transaktion offen. Benutzer können entweder einzelne Hot Addresses oder einen Satz von 64 abgeleiteten Adressen aus demselben versteckten Root-Schlüssel erstellen. Hot Addresses priorisieren Benutzerfreundlichkeit vor Sicherheit und eignen sich ideal für häufige Transaktionen und kurzfristigen Handel.
• Cold Addresses legen ihren öffentlichen Schlüssel nur bei Ausgabeoperationen offen. Project Tockchain implementiert die COLDSPEND-Methode, um kontinuierliche Quantenresistenz zu gewährleisten. Cold Addresses priorisieren Sicherheit vor Benutzerfreundlichkeit und eignen sich ideal für langfristige Aufbewahrung.

Eine Chain pro Stablecoin mit Chain-übergreifendem Handel

Wie andere DLT-Ökosysteme ermöglicht Project Tockchain den Handel mit mehreren Stablecoins und deren zugehörigen Assets.

Anders als traditionelle Systeme, die verschiedene Stablecoins pro Chain mischen, aber mehrere Chains für erhöhte Reichweite unterstützen, implementiert Project Tockchain eine dedizierte Chain für jeden Stablecoin (VUSD, VEUR, etc.). Innerhalb jeder Chain halten alle Assets protokollgesteuerte 50/50-Liquiditätspools mit dem nativen Stablecoin der Chain. Dies ermöglicht direkten zweistufigen Handel zwischen beliebigen Assets (Asset A → Nativer Stablecoin → Asset B), gewährleistet konzentrierte Liquidität in einzelnen Paaren und bietet effiziente Preisfindung durch einheitliches Routing.

Dies schafft ein Netzwerk spezialisierter Chains, die jeweils für ihren nativen Stablecoin optimiert sind und gleichzeitig Interoperabilität durch Chain-übergreifende Handelsmöglichkeiten aufrechterhalten.

Integrierter Handel mit Markteffizienz

Wie andere DLT-Systeme unterstützt Project Tockchain den Handel zwischen verschiedenen Assets.

Anders als traditionelle DLT-Systeme, die externe Börsen (zentralisiert oder dezentralisiert) für den Handel benötigen, implementiert Project Tockchain den Handel direkt auf Protokollebene durch einen hybriden Ansatz:

• Liquiditätspool-Trading für garantierte Ausführungen zu jeder Zeit durch automatisches Pool-Matching, ideal für kleine Orders (der häufigere Fall).
• Orderbook-Trading für effiziente Preisfindung und optimale Ausführung durch Orderbook-Matching auf Protokollebene, ideal für große Orders.

Diese Implementierung auf Protokollebene eliminiert den Overhead externer Börsen, erreicht minimalen Slippage (durchschnittlich 0,000005%), schützt vor Sandwich-Attacken und erhält die Marktstabilität durch die Kombination beider Handelsmechanismen.

Erweiterung von Qubic durch native Integration

Wie andere DLT-Systeme erkennt Project Tockchain die Bedeutung der Chain-übergreifenden Interoperabilität für das Wachstum des DeFi-Ökosystems.

Anders als traditionelle Systeme, die isoliert operieren, erweitert Project Tockchain die Fähigkeiten von Qubic durch native Integration auf mehreren Ebenen:

• Nahtlose Asset-Brücke: Benutzer können Assets zwischen Netzwerken durch ein automatisiertes Bridging-System transferieren.
• Technische Kompatibilität: Project Tockchain teilt grundlegende Strukturen mit Qubic und verwendet dieselben Formatkonventionen für Seeds, Adressen und Transaktions-IDs.
• Einheitliche Erfahrung: Die Integration erscheint Benutzern als natürliche Erweiterung von Qubic und bietet dabei verbesserte Leistung und Funktionalität.

Dieser Ansatz ermöglicht es Project Tockchain, das Qubic-Ökosystem zu ergänzen und zu verbessern, anstatt damit zu konkurrieren, wodurch eine einheitliche Umgebung entsteht, in der beide Chains ihre jeweiligen Stärken nutzen können.

Fazit

Project Tockchain repräsentiert unsere laufende Arbeit zur Erforschung alternativer Ansätze in drei Schlüsselbereichen, in denen wir Verbesserungsbedarf sehen:

1. Optimierungen von Leistung und Zuverlässigkeit für hochfrequente 1-zu-1-Transferszenarien.
2. Funktionen auf Protokollebene, die Smart Contracts ersetzen und dabei die Interessen der Stakeholder besser aufeinander abstimmen.
3. Governance-Modelle, die offenen Dialog und diverse Perspektiven fördern und einbeziehen.

Durch den Fokus auf diese spezifischen Bereiche zielt Project Tockchain darauf ab, zum breiteren DLT-Ökosystem beizutragen und dabei die nahtlose Integration mit Qubic beizubehalten.

Wir freuen uns darauf, detailliertere Informationen über unsere Fortschritte zu teilen, während die Entwicklung voranschreitet. Ihr Feedback und Ihre Perspektiven sind wertvoll für uns. Bitte zögern Sie nicht, sich mit Fragen oder Vorschlägen an uns zu wenden, während wir mit diesem Projekt voranschreiten.

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