Qtum (sprich : Quantum) hat im Rahmen des gewonnenen   Krypto Raum   . Die Qtum Foundation ist in Singapur registriert und ein globales Projekt mit einem Team in Asien, Amerika, Afrika und Europa. Der Grund für die zunehmende Beliebtheit ist das USP, das   Ethereum EVM   mit dem    sicheren UTXO-Modell Bitcoin  ausstattet. Darüber hinaus garantieren sie einen Konsens mit dem POS 3.0-Algorithmus (Proof of Stake 3.0). In diesem Handbuch werden wir uns Qtum genauer ansehen und herausfinden, warum Entwickler mit ihrer Plattform experimentieren sollten.

Kombinieren Sie das Beste aus beiden Welten

Die beliebtesten Blockchains der Welt sind heute Bitcoin und Ethereum. Bitcoin ist nach wie vor die sicherste Blockchain im Weltraum. Das UTXO-Modell (Unspent Transaction Output) trägt ebenfalls zur hohen Rückverfolgbarkeit von Transaktionen bei. Dies ist der Grund, warum Qtum entschieden hat, dass die Bitcoin-Blockchain die Grundlage dafür sein soll. Auf der anderen Seite der Gleichung haben wir die Ethereum-Blockchain. Ethereum läutete die Ära intelligenter Verträge ein. Plötzlich war eine Blockchain nicht mehr nur eine raffinierte Methode, um Geld zu überweisen. Ethereum hat es Entwicklern auf der ganzen Welt ermöglicht, ihre dezentralen Anwendungen (dApps) an der Spitze der Kette zu erstellen. Um intelligente Verträge zu integrieren, Mit dieser einfachen Innovation bietet Qtum seinen Benutzern einen sicheren intelligenten Vertragsmechanismus, der mit Bitcoin und Ethereum interoperabel ist. Dies ist eine sehr aufregende Angelegenheit für reguläre Benutzer und Entwickler , da die Skalierbarkeitstechniken, die   in Bitcoin (   Lightning Network  ) und Ethereum (Raiden Network, Plasma usw.) verarbeitet werden, auf Qtum funktionieren können, solange die Zustimmung der Gemeinschaft. 

In Bezug auf die Interoperabilität sind zwei weitere faszinierende Aspekte zu berücksichtigen:

SegWit-Kompatibilität

Ein umfassendes Verständnis von SegWit finden Sie in unserer   ausführlichen Anleitung hier   . Um Ihnen ein sehr kurzes Verständnis zu geben, bedeutet SegWit „separater Zeuge“. Vor der Implementierung von SegWit hatten Bitcoin-Transaktionen ein Skalierbarkeitsproblem, da sie unnötig umständlich waren. Unternehmensdaten fügten das zusätzliche Volumen hinzu. Durch die Implementierung von SegWit wurden Signaturdaten aus den Blöcken abgerufen und in einer Sidechain gespeichert, die neben der Bitcoin-Hauptblockchain ausgeführt wird. Da Qtum SegWit unterstützt, können Sie die Vorteile nutzen.

Kompatibilität mit intelligenten Verträgen von Ethereum

Qtum verwendet die Ethereum Virtual Machine (EVM), um sicherzustellen, dass    Ethereum- Smart-Verträge  auf Qtum ausgeführt werden und umgekehrt. Dies ist ein äußerst wichtiges Merkmal. Ethereum hat die stärkste Entwicklergemeinde der Welt. Dank dieser Funktion kann Qtum diese Entwickler auf seine Plattform umleiten. Ethereum-dApps können auch problemlos auf Qtum portiert werden.  Dies bedeutet auch, dass Entwickler   Solidity  , eine etablierte Sprache, verwenden können, um intelligente Verträge in Qtum zu erstellen.

Qtum und UTXO

Um UTXO zu verstehen, müssen Sie verstehen, wie Transaktionen in Bitcoin funktionieren (und sie funktionieren auch für Qtum). Denken Sie an die Grundfunktionen von Bargeldtransaktionen, um ein einfaches Verständnis der Funktionsweise von UTXOs zu erhalten. Angenommen, Ihr Freund schuldet Ihnen 6 Dollar. Er greift   in seine Handtasche, holt eine 5-Dollar- und eine 1-Dollar-Rechnung heraus und gibt das Geld zurück. 

Wenn Sie jemandem 8 USD schulden, nehmen Sie die 5 USD und 1 USD heraus, die Ihr Freund Ihnen bereits gezahlt hat, und die 2 USD, die Ihnen jemand anderes bereits gezahlt hat.

So funktionieren Bitcoin-Transaktionen. Die Ausgaben einer vorherigen Transaktion werden zu Eingaben einer zukünftigen Transaktion. Denken Sie also daran und lassen Sie uns sehen, wie Bitcoin-Transaktionen funktionieren.

Transaktionseintrag

Angenommen, Alice muss Bitcoins an Bob senden. Um diese Transaktion abzuschließen, macht Alices Brieftasche die Ergebnisse ihrer vorherigen Transaktionen zum Eintrag für die neue Transaktion.

Angenommen, Alice muss Bitcoins aus den folgenden Transaktionen abbauen, die wir TX (0), TX (1) und TX (2) nennen. Diese drei Transaktionen werden addiert und Sie erhalten die Eingabetransaktion, die wir TX (Eingabe) nennen.

Schematisch sieht es so aus:

Das ist also auf der Eingangsseite. Mal sehen, wie die Ausgangsseite aussehen wird.

Transaktion beenden

Grundsätzlich enthält die Ausgabe die Menge an Bitcoins, die Bob nach der Transaktion besitzt, sowie alle verbleibenden Änderungen, die dann an Alice gesendet werden. Diese Änderung wird zu Ihrem Einstiegswert für eine zukünftige Transaktion.

Eine grafische Darstellung der Ausgabeseite sieht folgendermaßen aus:

Es ist jetzt eine einfache Transaktion, die nur eine Ausgabe hat (abgesehen von ÄNDERN). Einige Transaktionen sind mit mehreren Ausgaben möglich.

Warum hat Qtum das UTXO-Modell übernommen? Es gibt zwei Hauptgründe:

• Verwenden Sie zunächst ein ausgereiftes, stabiles und sicheres Transaktionsmodell, das in der Bitcoin-Blockchain allgemein bekannt ist.
• Zweitens hat das UTXO-Modell zur Implementierung der Simple Payment Verification (SPV) beigetragen. Mit SPV kann ein Thin Node mit intelligenten Verträgen interagieren und Transaktionen überprüfen. Leichte Knoten sind Knoten, die nur einen Teil der Blockchain anstelle der gesamten Blockchain herunterladen.

Qtum und HUM

Wie oben erwähnt, leitete Ethereum die Ära intelligenter Verträge ein. Intelligente Verträge sind automatische, sich selbst ausführende Vereinbarungen zwischen zwei oder mehr Parteien, für die kein rechtlicher Vermittler erforderlich ist. Klingt ziemlich erstaunlich, oder?

Wo genau führen Sie diese Verträge aus? Intelligente Verträge können in einem von zwei Systemen ausgeführt werden:

• Virtuelle Maschinen:   Ethereum verwendet es.
• Docker:   Fabric verwendet es.

Vergleichen wir diese beiden und bestimmen, welches das beste Ökosystem ist. Zur Vereinfachung werden wir Ethereum (Virtual Machine) mit Fabric (Docker) vergleichen.

Daher bieten virtuelle Maschinen eine bessere deterministische, kündbare und isolierte Umgebung für intelligente Verträge. EVM enthält einen Gasmechanismus, um Endlosschleifen und Spam zu vermeiden (die Ausführung endet, wenn dem Vertragsanruf das Benzin ausgeht).

UTXO- und EVM-Verbindung

Wie hat es QTUM geschafft, UTXO und EVM auf seiner Plattform zu verbinden, da es sich um sehr unterschiedliche Konzepte handelt? Durch Hinzufügen der Ebene „Kontoübersicht“ (AAL). AAL fungiert als Schnittstellenschicht zwischen UTXO und EVM. Das Schöne an AAL ist, dass es nicht auf EVM beschränkt ist. Jede AAL-fähige virtuelle Maschine kann auf AAL ausgeführt werden. 

Bevor wir uns also weiter mit AAL befassen, wollen wir verstehen, was Abstraktion bedeutet.

Abstraktion bedeutet, dass jeder jedes System oder Protokoll verwenden kann, ohne die Vor- und Nachteile und alle technischen Details vollständig zu kennen. Beispielsweise. Wenn Sie Ihr iPhone verwenden, müssen Sie kein Programmierer oder Ingenieur sein, damit es funktioniert. Tippen Sie einfach auf den Bildschirm, um eine App zu aktivieren, oder tippen Sie auf die Anruftaste, um jemanden anzurufen. Sie müssen nicht wissen, wie das Tippen auf bestimmte Apps die Schaltung im Telefon aktiviert oder wie bestimmte Apps programmiert wurden. Abstraktion macht hoch entwickelte Technologie für die Massen zugänglich und verbirgt gleichzeitig die Komplexität.

Für Smart Contract- und dApp-Plattformen ist die Abstraktion so ziemlich der heilige Gral. Wenn das Ziel die Massenakzeptanz ist, sollten dApps die gleiche Leistung wie eine normale App erbringen. Ebenso sollte Qtum EVM und UTXO integrieren, damit Benutzer und Entwickler problemlos mit ihnen interagieren können. 

Um besser zu verstehen, wie AAL funktioniert, schauen wir uns an, wie eine einfache Bitcoin-Transaktion auf Codeebene funktioniert. Während einer Transaktion führt Ihre Brieftasche die folgenden Opcodes auf Ihrem Computer aus. Grundsätzlich weist dies die Software an, zu prüfen, ob der öffentliche Schlüssel der Transaktion mit der Signatur übereinstimmt oder nicht:

Die Spalte „Skript“ enthält eine Reihe von Schlüsselwörtern, die als Opcodes bezeichnet werden. Bitcoin-Transaktionen werden durch die Kombination dieser Opcodes geschrieben. Die AAL fügt der ursprünglichen Bitcoin-Liste drei weitere Opcodes hinzu, um die Unterstützung für intelligente Verträge zu ermöglichen.

• OP_CREATE: Wird   zum Erstellen neuer intelligenter Verträge verwendet. 

• OP_CALL: Wird   verwendet, um Code in einem vorhandenen Smart-Vertrag auszuführen.
• OP_SPEND:  es wird   verwendet , um einen intelligenten Auftragswert zu verbringen.

Wie werden diese Opcodes behandelt?

• Die Validierungssoftware analysiert das Skript in Qtum-Transaktionen.
• Wenn sie auf einen dieser drei Opcodes stoßen, legen sie diese für die Verarbeitung mit EVM beiseite.
• Die EVM-Vertragstransaktionen werden dann zu einer „Liste erwarteter Vertragstransaktionen“ verarbeitet, die von den Validierungsknoten ausgeführt wird.
• Diese Transaktionen werden gegen das EVM ausgeführt und die resultierende Ausgabe wird in einen verwendbaren Qtum tx konvertiert. 
• Wenn der Vertrag während der Ausführung eines Vertrags einen anderen Vertrag mit einem Wert aufruft, wird diese Transaktion ebenfalls in einen expliziten Qtum tx konvertiert und an den aktuellen Block angehängt.

Die Größe von Qtum UTXO kann recht gut verwaltet werden, da OP_CREATE-, OP_CALL- und OP_SPEND-Transaktionen entbehrlich sind. Wenn sich ein Vertrag selbst zerstört, wird die Transaktion OP_CREATE ausgegeben und aus der UTXO-Gruppe entfernt.

Wenn Sie ein solider Entwickler sind, ist es einfach genug, mit dem Codieren in Qtum zu beginnen, da EVM bereits genutzt wird.

Wie oben erwähnt, ist EVM jedoch nicht die einzige in Qtum verfügbare virtuelle Maschine, die intelligente Verträge ausführt. Das Qtum-Team entwickelt eine virtuelle x86-Smart-Contract-Maschine für Qtum. Mit dieser virtuellen x86-Maschine können Entwickler intelligente Verträge in gängigen Programmiersprachen wie Rust und anderen codieren. 

Qtum und Teilnahmebestätigung (POS)

Wie bereits mehrfach erwähnt, verwendet Qtum ein POS-  Konsensmodell    . Viele moderne Blockchains haben sich aufgrund der Vorteile gegenüber dem klassischen POW-Modell für ein Point-of-Sale-Modell entschieden. Kriegsgefangenschaft oder Arbeitsnachweis war das von Bitcoin eingeführte Konsensmodell, bei dem spezialisierte Knoten, sogenannte Miner, kryptografisch schwierige Rätsel mithilfe von ASICs lösen. 

Probleme mit dem Arbeitsnachweis.

• Der Nachweis der Arbeit ist aufgrund der großen Menge an Energie und Energie, die er verbraucht, ein äußerst ineffizienter Prozess.
• Menschen und Organisationen, die sich schnellere und leistungsfähigere ASICs leisten können, haben im Allgemeinen bessere Chancen auf Bergbau als andere. Dies bedeutet, dass das Bitcoin-Mining nicht so dezentralisiert ist, wie wir es uns wünschen.
• Da der Kriegsgefangenenabbau reale Ressourcen verbraucht, ist er sehr umweltschädlich.

Der Nachweis des Einsatzes macht den Mining-Prozess dagegen vollständig virtuell. Lassen Sie sich einen schnellen Überblick über die Funktionsweise der Verkaufsstelle geben:

• Validatoren / Bergleute sperren einige ihrer Münzen als Einsatz.
• Danach beginnen sie mit der Validierung der Blöcke. Das heißt, wenn sie einen Block entdecken, von dem sie glauben, dass er zur Kette hinzugefügt werden kann, validieren sie ihn, indem sie ein oder mehrere UTXOs für 500 Commits platzieren.
• Wenn der Block hinzugefügt wird, erhalten Validatoren eine Blockbelohnung, wobei die Häufigkeit der Blockbelohnungen proportional zu dem von diesem Validator gesetzten Betrag ist.

Verschiedene Projekte verwenden unterschiedliche Variationen des POS-Algorithmus. Ethereum wird das Casper-Protokoll verwenden, während Algorand reinen POS verwenden wird. Dann gibt es Projekte wie EOS, die delegierte Verkaufsstellen verwenden.

Qtum verwendet POS Version 3 oder POSv3, das für UTXO-basierte Blockchains entwickelt wurde. Schauen wir uns ältere Versionen an, bevor wir zu POSv3 kommen.

POSv1:

„Münzalter“ ist ein Begriff, der beschreibt, wie lange ein UTXO nicht für die Blockchain ausgegeben wurde. POSv1 hängt stark vom Alter des Teils ab. Je älter das Stück, desto geringer die Schwierigkeit. Das Problem bei diesem Ansatz war jedoch, dass die Leute einfach aufhörten, ihre Münzen auszugeben. Die Leute öffneten ihre Brieftaschen nur, wenn sie es zum Wetten brauchten. Wenn ein Teil alt genug wäre, würde es fast sofort neue Absteckblöcke produzieren. 

POSv2:

Diese Version verbessert die vorherige Version, indem das Konzept des Münzalters im Konsens beseitigt wird. Eine weitere große Änderung, die sie zwischen vielen Updates vorgenommen haben, war die Verwendung eines völlig anderen Mechanismus zur Modifizierung von Freigaben als in Version 1. Dieser Wettmodifikator enthielt die vorherige Blockierungszeit. Denken Sie daran, wenn wir über Version 3 sprechen.

POSv3: 

Die in POSv2 enthaltene Blockierungszeit kann Sie für einen Nahkampfangriff anfällig machen, bei dem es möglich war, eine alternative Blockchain durch Durchlaufen früherer Blockierungszeiten abzubauen. Änderungen wie diese machen POSv3 zu einer viel besseren Version von POSv2. 

POSv2 verwendete auch die Sperr- und Transaktionszeiten, um das Alter eines UTXO zu bestimmen, das sich vom Alter der Münze unterscheidet. POSv3 bestimmt das Alter eines UTXO durch Beurteilen seiner Tiefe in der Blockchain (z. B. Commits). 

HINWEIS :   Qtum hat kürzlich die Unterstützung für den Opcode OP_RETURN hinzugefügt, mit dem ein Befehl den öffentlichen Schlüssel zum Signieren des Blocks enthalten kann, ohne dass ein vollständiges Pay-to-Pubkey-Skript erforderlich ist. Dies bedeutet, dass ein dApp-Anbieter die Kosten für neue dApp-Benutzer bezahlen kann, was das Onboarding erleichtert.

Erfahren Sie mehr über POSv3 

In einem POW-System wird dem Blockheader-Hash eine zufällige Nonce hinzugefügt, und der resultierende Hash wird erneut gehasht. Dieser Hash sollte wiederum niedriger sein als die Gesamtschwierigkeit des Netzwerks. Erst dann wird der Block zur Hauptblockkette hinzugefügt.

Andererseits verfügt POSv3 über einen Kernel-Hash, der aus verschiedenen Daten besteht, die im aktuellen Block nicht einfach geändert werden können. Im Folgenden sind einige weitere Funktionen des Qtum-Kassensystems aufgeführt: 

• Die zweite Transaktion in jedem Block wird als „Co-Install-Transaktion“ bezeichnet, während die erste Transaktion eine leere Coinbase-Transaktion ist.
• Jeder Block muss mindestens eine Wetttransaktion haben.
• Für den Blockzeitstempel sollten die unteren vier Bits auf 0 gesetzt sein, damit die Blockzeit nur in Intervallen von 16 Sekunden dargestellt werden kann.
• Einmal alle 500 Blöcke (ungefähr 18 Stunden) kann ein UTXO verwendet werden, um einen Wetthandel zu produzieren.

Nun wollen wir sehen, woraus der POSv3-Kernel-Hash besteht:

• Der Freigabemodifikator aus dem vorherigen Block, der ein Hash der vorherigen Transaktion in den PoS-Blöcken ist, und der Freigabemodifikator aus dem vorherigen Block.
• Der Zeitstempel der vorherigen Transaktion. 
• Der Hash der vorherigen Transaktion.
• Die Exit-Nummer des vorherigen Exits (dies ist der Exit der Transaktion, die die Einsatztransaktion besteht).
• Die aktuelle Verriegelungszeit, bei der die unteren vier Bits auf 0 gesetzt sind. Diese besondere Eigenschaft ändert sich während des Absteckvorgangs.

HINWEIS: Ein früherer Trade ist der UTXO, mit dem ein Stake-Trade erstellt wird. Die einzige Möglichkeit, den aktuellen Kernel-Hash zu ändern, besteht darin, das UTXO zu ändern, mit dem Sie den Block erstellen, oder die aktuelle Sperrzeit zu ändern.

Nachdem wir nun wissen, wie Qtum’s POSv3 funktioniert, schauen wir uns an, wie es den größten Fehler von POS lindert: das Nirgendwo-Problem.

Was ist mit „Nichts auf dem Spiel“?

Betrachten Sie die folgende Situation:

Im obigen Diagramm haben wir die Hauptkette (blau), die auf Block 53 zurückgeführt   wurde. Es gibt jedoch einen parallelen Zweig, der von Block 50 (rot) stammt. Was passiert, wenn böswillige Bergleute zusammenkommen und den roten Kanal so lange abbauen, bis er blau wird? Alle Transaktionen, die in den blauen Blöcken 51, 52 und 53 stattgefunden haben, werden sofort zurückgesetzt und zurückgesetzt.

POW-Blockchains sind für diesen 51% -Angriff anfällig, da Hashing-Power kurzfristig vermietet werden kann.

Angenommen, die böswillige Bergarbeiterin Alice möchte die rote Kette abbauen. Selbst wenn Sie Ihre ganze Hash-Kraft darauf verwenden, wird sich Ihnen kein anderer Bergmann auf dem neuen Kanal anschließen. Jeder wird die blaue Kette weiterhin betreiben, da es kostengünstiger und risikofreier ist, die längere Kette zu betreiben.

Mit POW ist es einfach, einen 51% igen Angriff mit gemieteter Hash-Kraft durchzuführen. Daher sind Kettenaufteilungen für alle problematisch, mit Ausnahme der größeren POW-Blockchain (Bitcoin).

Wenn Sie Verkaufsstellen einführen, sehen die Dinge jedoch etwas anders aus. Wenn Sie ein Validator sind, können Sie Ihr Geld einfach auf die rote und die blaue Kette legen, ohne Angst vor Auswirkungen zu haben. Was auch immer passiert, Sie werden immer gewinnen und nichts zu verlieren haben, wie bösartig Ihre Handlungen auch sein mögen. Die rote Kette müsste jedoch mit einer größeren Anzahl von Münzen (Nettogewicht) wetten, um erfolgreich zu sein, und im Gegensatz zum Kriegsgefangenen, bei dem ein Angreifer Hash-Power leasen kann, erfordert der POS den tatsächlichen Besitz der Münze.

Dies wird als „Nichts auf dem Spiel“ -Problem bezeichnet.

Das Casper-Protokoll von Ethereum mildert dies durch den Einsatz eines Bestrafungsmechanismus. Grundsätzlich werden böswillige Prüfer bestraft, indem sie ihre Teilnahme reduzieren. Qtum plant  eine andere Lösung   für das  Nirgendwo- Problem  und wird niemals Wetter bestrafen, die sich mehr schlecht benehmen, als sie aus dem Netz zu werfen  . Sie glauben, dass keine Software perfektioniert werden kann, daher ist das Risiko eines Fehlers, der ein schlechtes Spielerverhalten und den Verlust von Millionen von Dollar verursacht, für sie nicht akzeptabel. Die folgenden Punkte müssen berücksichtigt werden, um Qtum’s Abschwächung des Nirgendwo-Problems zu verstehen:

• Verwendung von Checkpoints und Ablauf von 500 Bestätigungen für Abstecktransaktionen. 
• Sie werden einige der Daten in die Bitcoin-Blockchain einfügen, die dann über SPV überprüft werden können. Dies stellt sicher, dass ein Angreifer nicht über die Erstellung eines bestimmten Blocks lügen kann.

Darüber hinaus sollte beachtet werden, dass Qtum das Problem, dass nichts auf dem Spiel steht, als etwas schwierig empfindet, insbesondere in Bezug auf sein System, weil:

• Das Erstellen der Konfiguration für den Angriff kann sehr teuer sein.
• Selbst wenn alles eingerichtet ist, müssen die restlichen Knoten nachziehen, was eine lange Zeit ist.
• Jeder kann es leicht erkennen, indem er zentralisierte Ressourcen außerhalb der Kette wie Block Explorer erkundet.
• Für schnellere Starts können dem Code häufiger Checkpoints hinzugefügt werden. Dadurch wird sichergestellt, dass diese bösartigen Ketten von nichts im Spiel niemals eine signifikante Macht haben.
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Dezentrales Governance-Protokoll

Ein weiteres Merkmal von Qtum ist das DGP (Decentralized Government Protocol), das eingeführt wurde, um Blockchain-Parameter schnell und reibungslos zu ändern, ohne dass eine harte Gabel erforderlich ist. DGP basiert auf der Smart Contract-Technologie und kann die Blockgröße (bis zu 32 MB) anpassen und die Gasmengen für verschiedene Smart Contract-Vorgänge ändern.

Daher können die Blockgröße und die Gasparameter durch einen Netzwerk-Governance-Prozess geändert werden, ohne dass neue Software heruntergeladen werden muss, und es müssen keine Maßnahmen seitens der Netzwerkbeteiligten und ergriffen werden Knotenoperatoren. Beispielsweise werden weiterhin harte Gabeln für Konsensänderungen oder neue virtuelle Maschinen benötigt.

Qtum ist eines der aufregendsten Projekte im Weltraum. Durch die Kombination von UTXO, EVM und POS bietet Qtum eine einzige, sichere und natürlich skalierbare Plattform. Aufgrund seiner Verbindung zum EVM kann Qtum die bereits lebhafte und starke Entwicklergemeinde leicht ansprechen und ihnen die Möglichkeit geben, ihre dApps auf seine Plattform zu übertragen. Es wird sehr interessant sein zu sehen, wie sich dieses Projekt in naher Zukunft entwickelt.