Bestandteile des Doktoratsstudiums: Blockchain-Technologie

Dieser Artikel wurde zuerst im Blog von Dr. Craig Wright veröffentlicht und wir haben ihn mit Genehmigung des Autors erneut veröffentlicht.

S1 – Operationelle Definitionen

Bei der Untersuchung der Skalierbarkeit einer Blockchain ist es wichtig, klare operative Definitionen festzulegen, um eine konsistente und präzise Messung relevanter Faktoren sicherzustellen. Dennoch behauptet Walch (2017), dass die Herausforderungen, die durch die fließende und umstrittene Sprache rund um die Blockchain-Technologie verursacht werden, zu Problemen führen können. Insbesondere wird behauptet, dass die im Blockchain-Ökosystem verwendete Terminologie oft ungenau, überschneidend und inkonsistent sei. Darüber hinaus werden verschiedene Begriffe synonym verwendet, was die Verwirrung noch verstärkt.

In dieser Studie wird argumentiert, dass diese Sprachbarriere es den Regulierungsbehörden erschwert, die Technologie genau zu verstehen und zu bewerten, was möglicherweise zu fehlerhaften Entscheidungen und einer inkonsistenten Regulierung in den verschiedenen Gerichtsbarkeiten führt. Darüber hinaus betreiben Entwickler und andere Personen in der Blockchain-Branche ständig Aktivitäten, bei denen der Nutzen überbewertet und das Risiko unterschätzt wird. Wie Walch (2020) in einem späteren Artikel hervorhebt, kann das unklare Vokabular rund um die Blockchain-Technologie es Befürwortern der Technologie leichter machen, ihre Fähigkeiten und Vorteile zu übertreiben und gleichzeitig potenzielle Risiken und Nachteile herunterzuspielen. Diese Situation wird durch den interdisziplinären Charakter der Blockchain-Technologie verschärft, der dazu führen kann, dass die Regulierungsbehörden aufgrund mangelnder Fachkenntnis zögern, Behauptungen der Industrie anzufechten.

Irreführende Begriffe wie „vollständiger Knoten“ könnten zu Missverständnissen und falschen Vorstellungen über die Funktionsweise und Fähigkeiten von Knoten innerhalb eines Blockchain-Netzwerks führen. Daher ist es wichtig, diese Begriffe und Definitionen im Papier zu definieren. Um diese Begriffe zu verstehen, ist es daher notwendig, einige operative Definitionen vorzustellen, die berücksichtigt werden müssen:

1. Transaktionsdurchsatz: Dies bezieht sich auf die Anzahl der Transaktionen, die das Blockchain-Netzwerk innerhalb eines bestimmten Zeitraums verarbeitet. Es ist wichtig, die spezifische Zeiteinheit (z. B. Transaktionen pro Sekunde, Transaktionen pro Minute) zu definieren, um die Skalierbarkeit des Netzwerks genau zu messen.
2. Bestätigungszeit: Sie stellt die Zeit dar, die eine Transaktion benötigt, um bestätigt und zur Blockchain hinzugefügt zu werden. Diese Definition sollte beinhalten, ob sie sich auf die Zeit bezieht, die benötigt wird, bis eine Transaktion in einen Block aufgenommen wird, oder auf die Zeit, die benötigt wird, um eine bestimmte Anzahl von Blöcken über dem Block, der die Transaktion enthält, hinzuzufügen.
3. Blockgröße: Sie definiert die maximal zulässige Größe eines Blocks in der Blockchain. Dies kann in Bytes oder anderen relevanten Einheiten gemessen werden. Die Blockgröße spielt eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung der Skalierbarkeit des Netzwerks, da sie die Anzahl der Transaktionen beeinflusst, die in jedem Block enthalten sein können.
4. Netzwerklatenz: Dies bezieht sich auf die Zeitverzögerung, die bei der Verbreitung von Informationen über das Blockchain-Netzwerk auftritt. Netzwerklatenz kann sich auf die Gesamtleistung und Skalierbarkeit des Netzwerks auswirken; Daher sollte es konsistent definiert und gemessen werden.
5. Knotenanzahl: Sie stellt die Gesamtzahl der aktiven Knoten dar, die am Blockchain-Netzwerk teilnehmen. Die Anzahl der Knoten kann die Skalierbarkeit des Netzwerks erheblich beeinflussen, und die Definition der genauen Kriterien zur Bestimmung aktiver Knoten ist von entscheidender Bedeutung.
6. Konsensmechanismus: Er bezieht sich auf den spezifischen Algorithmus oder das Protokoll, das vom Blockchain-Netzwerk verwendet wird, um einen Konsens zwischen den Knoten zu erzielen. Der Konsensmechanismus kann sich auf die Skalierbarkeit auswirken, und seine operative Definition sollte Details über den spezifischen verwendeten Algorithmus und alle damit verbundenen Parameter enthalten.
7. Rechenleistung: Sie definiert die Verarbeitungsfähigkeiten einzelner Knoten im Blockchain-Netzwerk. Die Rechenleistung kann die Geschwindigkeit beeinflussen, mit der Transaktionen validiert und zur Blockchain hinzugefügt werden. Daher sollte die operative Definition die spezifische Metrik umfassen, die zur Messung der Rechenleistung verwendet wird, wie beispielsweise die Hash-Rate oder die Verarbeitungsgeschwindigkeit.
8. Skalierbarkeitsmetrik: Dies umfasst die spezifische Metrik oder Kriterien, die zur Bewertung der Skalierbarkeit des Blockchain-Netzwerks verwendet werden. Dabei kann es sich um den Transaktionsdurchsatz, die Bestätigungszeit oder einen anderen messbaren Faktor handeln, der die Fähigkeit des Netzwerks bestimmt, ein erhöhtes Transaktionsvolumen zu bewältigen.

Nodes

In der Informatik ist ein Knoten ein grundlegendes Konzept in verschiedenen Datenstrukturen und Netzwerksystemen (Trifa & Khemakhem, 2014). Die spezifische Definition eines Knotens kann je nach Kontext variieren, aber im Allgemeinen bezieht sich ein Knoten auf ein einzelnes Element oder Objekt innerhalb einer größeren Struktur oder eines größeren Netzwerks. Es bestehen erhebliche Überschneidungen zwischen der Definition eines Begriffs wie „Knoten“, wie er im erweiterten Sprachgebrauch verwendet wird, und einem bestimmten Bereich wie „Blockchain“. Hier sind einige Standarddefinitionen von Knoten in verschiedenen Informatikbereichen:

1. Datenstrukturen: In Datenstrukturen wie verknüpften Listen, Bäumen oder Diagrammen stellt ein Knoten ein einzelnes Element oder eine Dateneinheit innerhalb der Struktur dar. Jeder Knoten enthält normalerweise einen Wert oder eine Datennutzlast sowie einen oder mehrere Verweise oder Zeiger auf andere Knoten in der Struktur. Knoten sind miteinander verbunden, um die zugrunde liegende Struktur zu bilden, was eine effiziente Datenspeicherung und -bearbeitung ermöglicht.
2. Netzwerke: Im Netzwerk bezieht sich ein Knoten auf jedes Gerät oder jede Einheit, die Daten über ein Netzwerk senden, empfangen oder weiterleiten kann. Dazu können Computer, Server, Router, Switches oder jedes andere netzwerkfähige Gerät gehören. Jeder Knoten in einem Netzwerk verfügt über eine eindeutige Adresse oder Kennung und spielt eine Rolle bei der Übertragung und Weiterleitung von Datenpaketen innerhalb des Netzwerks.
3. Graphentheorie: In der Graphentheorie repräsentiert ein Knoten (auch Scheitelpunkt genannt) ein diskretes Objekt oder eine diskrete Entität innerhalb eines Graphen. Ein Graph besteht aus einer Menge von Knoten und Kanten, die Knotenpaare verbinden. Knoten können verschiedene Entitäten wie Einzelpersonen, Städte oder Webseiten darstellen, während Kanten Beziehungen oder Verbindungen zwischen den Knoten bezeichnen.
4. Verteilte Systeme: In verteilten Systemen bezieht sich ein Knoten auf ein Computergerät oder einen Server, der an einem verteilten Netzwerk oder System teilnimmt. Jeder Knoten verfügt typischerweise über seine Verarbeitungs-, Speicher- und Kommunikationsfähigkeiten. Knoten arbeiten zusammen und kommunizieren miteinander, um Aufgaben auszuführen, Daten auszutauschen und Dienste dezentral bereitzustellen.

Es ist wichtig zu beachten, dass die genaue Definition und die Eigenschaften eines Knotens je nach der jeweiligen Anwendung oder dem besprochenen System variieren können. Dennoch dient das Konzept eines Knotens als grundlegender Baustein in der Informatik, der die Darstellung, Organisation und Manipulation von Daten ermöglicht und die Kommunikation und Koordination innerhalb von Netzwerken und verteilten Systemen erleichtert.

Abschnitt 5 des Bitcoin-Whitepapers mit dem Titel „Netzwerk“ bietet Einblicke in die betrieblichen Definitionen von Knoten im Bitcoin-Netzwerk. Hier sind die kritischen Beschreibungen, die bei der Untersuchung von Knoten in einem Blockchain-Netzwerk zu berücksichtigen sind, insbesondere unter Bezugnahme auf die im Bitcoin-Whitepaper (Wright, 2008) beschriebenen Konzepte:

1. Archivknoten: Archivknoten sind Computer oder Geräte, die eine vollständige Kopie der gesamten Blockchain verwalten. Diese Knoten validieren und verifizieren keine Transaktionen und Blöcke. Obwohl diese fälschlicherweise als „Vollknoten“ bezeichnet werden, besteht ihre einzige Aktivität darin, einen begrenzten Teilsatz des Transaktionsverlaufs zu speichern und weiterzugeben. Im Bitcoin-Netzwerk wird dafür geworben, dass Archivknoten die Integrität der Blockchain wahren und am Konsensmechanismus teilnehmen. Allerdings sind die einzigen Knoten, die Transaktionen validieren und verifizieren, diejenigen, die in Abschnitt 5 des White Papers definiert sind und auch Mining-Knoten genannt werden.
2. Mining-Knoten: Mining-Knoten sind das einzige System, das korrekt als vollständiger Knoten bezeichnet werden kann, da sie am Mining-Prozess beteiligt sind, bei dem sie um die Lösung rechenintensiver Rätsel konkurrieren, um der Blockchain neue Blöcke hinzuzufügen. Mining-Knoten validieren Transaktionen und erstellen neue Blöcke mit validierten Transaktionen. Sie steuern die Rechenleistung des Netzwerks bei und sind für die Sicherung und Erweiterung der Blockchain verantwortlich.
3. Lightweight-Knoten (SPV): SPV-Knoten (Simplified Payment Verification), auch Lightweight-Knoten genannt, speichern nicht die gesamte Blockchain, sondern verlassen sich bei der Transaktionsüberprüfung auf vollständige Knoten. Diese Knoten verwalten einen begrenzten Satz an Daten, speichern normalerweise nur die Blockheader und verwenden Merkle-Proofs, um die Einbeziehung von Transaktionen in bestimmte Blöcke zu überprüfen. SPV-Knoten bieten eine leichtere Option für Benutzer, die nicht den gesamten Transaktionsverlauf benötigen.
4. Netzwerkkonnektivität: Diese betriebliche Definition bezieht sich auf die Fähigkeit eines Knotens, sich mit anderen Knoten im Netzwerk zu verbinden und mit ihnen zu kommunizieren. Knoten müssen Netzwerkverbindungen herstellen und aufrechterhalten, um Informationen auszutauschen, Transaktionen und Blöcke zu verbreiten und am Konsensprozess teilzunehmen. Die Netzwerkkonnektivität kann anhand der Anzahl der Verbindungen eines Knotens oder der Qualität seiner Verbindungen gemessen werden.
5. Konsensbeteiligung: Diese Definition umfasst die aktive Beteiligung von Knoten am Konsensmechanismus des Blockchain-Netzwerks. Im Bitcoin-Netzwerk beteiligen sich Knoten am Konsensprozess, indem sie dem Proof-of-Work-Algorithmus folgen, Rechenleistung zum Mining neuer Blöcke bereitstellen und Transaktionen validieren. Der Grad der Beteiligung kann anhand der für das Mining bereitgestellten Rechenressourcen oder der Häufigkeit der Validierung und Weitergabe von Transaktionen beurteilt werden.
6. Knotenvielfalt: Sie bezieht sich auf die Vielfalt der Knotentypen und deren Verteilung innerhalb des Netzwerks. Diese Betriebsdefinition berücksichtigt das Vorhandensein von vollständigen Knoten, Mining-Knoten, SPV-Knoten und anderen spezialisierten Knoten. Die Knotenvielfalt kann die Dezentralisierung und Widerstandsfähigkeit des Netzwerks beeinflussen, da verschiedene Arten von Knoten einzigartige Funktionalitäten bieten und zur Aufrechterhaltung eines verteilten Ökosystems beitragen.

Durch die Berücksichtigung dieser operativen Definitionen von Knoten können Forscher die Eigenschaften, Rollen und Interaktionen von Knoten innerhalb eines Blockchain-Netzwerks genau beschreiben und analysieren, insbesondere im Hinblick auf die im Bitcoin-Whitepaper beschriebenen Konzepte. Darüber hinaus helfen diese Definitionen, die Knotenarchitektur, die Netzwerkdynamik und die Gesamtfunktion des Blockchain-Systems zu verstehen.

Dezentralisierung

Baran (1964) diskutiert das Konzept verteilter Kommunikationsnetzwerke. In dieser Arbeit legt der Autor den Grundstein für die Idee dezentraler Netzwerke, indem er eine verteilte Netzwerkarchitektur vorschlägt, die Störungen und Ausfällen standhalten kann. Baran stellt das Konzept eines Netzwerks vor, das aus Knoten besteht, die in einer maschenartigen Struktur verbunden sind. Diese verteilte oder dezentrale Netzwerkarchitektur zielt darauf ab, eine robuste und belastbare Kommunikation bereitzustellen, indem sie die Weiterleitung von Nachrichten über mehrere Pfade ermöglicht, anstatt sich auf eine zentrale Autorität oder einen einzelnen Fehlerpunkt zu verlassen.

Zur Definition der Dezentralisierung legt das erstmals von Baran (1964) vorgestellte Konzept die Prinzipien eines dezentralen Netzwerks fest, indem es Redundanz, Fehlertoleranz und das Fehlen eines zentralen Kontrollknotens befürwortet. Diese Arbeit hat die Entwicklung dezentraler Systeme maßgeblich beeinflusst und bildet die Grundlage für weitere Forschung und Fortschritte auf diesem Gebiet. Angesichts der weit verbreiteten alternativen Verwendung des Begriffs „Dezentralisierung“ (Walch, 2017) und der daraus resultierenden unterschiedlichen Interpretationen, die dann vom Kontext und den spezifischen Anwendungen innerhalb der Informatik abhängen, wird es jedoch notwendig, diesen Begriff bei der Analyse der Blockchain-Technologie genau zu definieren.

Obwohl Barans (1964) Artikel auf dem Gebiet der verteilten Netzwerke grundlegend ist, erfordert eine umfassende Definition der Dezentralisierung die Untersuchung eines breiteren Spektrums an Literatur und Forschung, wenn diese auf Bitcoin angewendet wird. Durch die Festlegung klarer betrieblicher Erklärungen für diese Faktoren können Forscher Konsistenz und Vergleichbarkeit bei ihrer Untersuchung der Skalierbarkeit in einem Blockchain-Netzwerk gewährleisten. Darüber hinaus helfen diese Definitionen beim Entwerfen von Experimenten, beim Sammeln von Daten und bei der genauen Analyse der Ergebnisse.

S1 – Annahmen, Einschränkungen und Abgrenzungen

In diesem Abschnitt diskutieren wir die Annahmen und Einschränkungen, die mit dem groß angelegten Doktorandenprojekt verbunden sind, das darauf abzielt, die Zentralität, Verbindung, Konnektivität und Widerstandsfähigkeit des Bitcoin-Netzwerks zu messen. Indem wir diese Faktoren anerkennen, sorgen wir für Transparenz und vermitteln ein umfassendes Verständnis des Umfangs und der möglichen Auswirkungen der Forschungsergebnisse.

Annahmen

1. Stabilität des Bitcoin-Protokolls:

Wir gehen davon aus, dass das zugrunde liegende Bitcoin-Protokoll und die Netzwerkarchitektur während des Forschungszeitraums relativ stabil bleiben. Allerdings können wesentliche Änderungen oder Aktualisierungen des Protokolls die Struktur und Metriken des Netzwerks beeinflussen und möglicherweise die Gültigkeit der Ergebnisse beeinträchtigen.

Es wird davon ausgegangen, dass ausreichend Daten und Informationen über das Bitcoin-Netzwerk zur Analyse verfügbar sind. Das Projekt stützt sich auf zugängliche Datenquellen, die relevante Netzwerkdaten, Knoteninformationen und Konnektivitätsdetails bereitstellen. Die Verfügbarkeit und Qualität solcher Daten kann jedoch variieren, was möglicherweise Auswirkungen auf die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Forschung hat.

• Genaue Darstellung der Netzwerktopologie:

Wir gehen davon aus, dass die gewählten Methoden und Werkzeuge zur Messung der Zentralität, Verbindung, Konnektivität und Belastbarkeit des Netzwerks seine Topologie genau abbilden können. Die Analyse geht davon aus, dass die gesammelten Daten die Struktur und Verbindungen des Netzwerks effektiv erfassen.

• Gültigkeit von Metriken und Methoden:

Das Projekt geht davon aus, dass die ausgewählten Metriken und Methoden zur Messung von Zentralität, Vernetzung, Konnektivität und Belastbarkeit für die Bewertung des Bitcoin-Netzwerks geeignet und gültig sind. Darüber hinaus sollten die gewählten Metriken mit etablierten theoretischen Rahmenbedingungen übereinstimmen und Relevanz für die Forschungsziele aufweisen.

Einschränkungen

1. Datenverfügbarkeit und Vollständigkeit:

Eine Einschränkung ist die potenzielle Einschränkung der Datenverfügbarkeit. Umfassende Echtzeitdaten im Bitcoin-Netzwerk sind möglicherweise nicht leicht zugänglich. Forscher müssen sich möglicherweise auf öffentlich verfügbare Datenquellen verlassen, die möglicherweise nicht das gesamte Netzwerk erfassen oder aktuelle Informationen liefern. Diese Einschränkung könnte die Vollständigkeit und Genauigkeit der Analyse beeinträchtigen.

• Datengenauigkeit und Stichprobenverzerrung:

Die Genauigkeit und Vollständigkeit der aus verschiedenen Quellen erhaltenen Daten kann variieren. Ungenaue oder unvollständige Daten könnten zu Verzerrungen führen und die Zuverlässigkeit der Forschungsergebnisse beeinträchtigen. Darüber hinaus kann die Auswahl der zu analysierenden Knoten zu Stichprobenverzerrungen führen, die möglicherweise die Generalisierbarkeit der Ergebnisse auf das gesamte Bitcoin-Netzwerk einschränken.

Möglicherweise sind nicht alle Netzwerkknoten sichtbar oder den Forschern bekannt. Einige Knoten entscheiden sich beispielsweise dafür, privat zu arbeiten oder verborgen zu bleiben, was sich auf die Genauigkeit der Messungen und Analysen auswirkt. Darüber hinaus könnte der Mangel an vollständiger Sichtbarkeit die Fähigkeit des Forschers einschränken, die Merkmale des gesamten Netzwerks zu erfassen.

Das Bitcoin-Netzwerk ist dynamisch, wobei Knoten dem Netzwerk beitreten oder es verlassen und sich die Netzwerkverbindungen im Laufe der Zeit ändern. Bei der Untersuchung wird eine bestimmte Momentaufnahme des Netzwerks erfasst, und die Ergebnisse spiegeln möglicherweise nicht vollständig das Verhalten des Netzwerks über einen längeren Zeitraum wider. Für ein umfassendes Verständnis sind möglicherweise weitere Untersuchungen zur langfristigen Netzwerkdynamik erforderlich.

Die Forschung berücksichtigt oder berücksichtigt möglicherweise keine externen Faktoren, die die Zentralität, Verbindung, Konnektivität und Belastbarkeit des Netzwerks beeinflussen. Beispielsweise können sich regulatorische Änderungen, technologische Fortschritte oder Netzwerkangriffe auf das Verhalten und die Kennzahlen des Netzwerks auswirken. Diese äußeren Einflüsse liegen außerhalb des Rahmens der aktuellen Forschung.

Die Verfügbarkeit finanzieller Ressourcen kann sich auf den Umfang und Umfang der Forschung auswirken. Umgekehrt könnten Beschränkungen bei der Finanzierung möglicherweise die Tiefe und Breite der Datenanalyse einschränken, was sich auf den Umfang der aus den Forschungsergebnissen gezogenen Schlussfolgerungen auswirken könnte.

Abgrenzungen

1. Fokus auf Bitcoin-Netzwerk:

Die Forschung konzentriert sich auf das Bitcoin-Netzwerk und seine Zentralität, Vernetzung, Konnektivität und Widerstandsfähigkeit. Andere Blockchain-Netzwerke oder Kryptowährungen liegen außerhalb des Rahmens dieser Studie. Daher sind die Ergebnisse möglicherweise nicht direkt auf andere Netzwerke oder Ökosysteme anwendbar.

Die Studie ist auf einen bestimmten Zeitraum beschränkt und die Analyse erfasst den Zustand des Bitcoin-Netzwerks innerhalb dieses Zeitraums. Daher können sich die Dynamik, Metriken und Merkmale des Netzwerks im Laufe der Zeit weiterentwickeln und die Forschungsergebnisse spiegeln möglicherweise nicht das zukünftige oder historische Netzwerkverhalten wider.

Die Forschung konzentriert sich hauptsächlich auf die Analyse des Bitcoin-Netzwerks auf Protokollebene. Obwohl die Anwendungsschicht des Netzwerks und die damit verbundenen Dienste und Anwendungen das Verhalten des Netzwerks beeinflussen können, werden sie in dieser Studie nicht explizit untersucht.

Die Forschung wendet spezifische Methoden und Analysetechniken an, um die Zentralität, Verbindung, Konnektivität und Widerstandsfähigkeit des Bitcoin-Netzwerks zu messen. Alternative Ansätze oder Methoden können zu anderen Ergebnissen führen, werden jedoch im Rahmen dieser Studie nicht untersucht.

Die Forschung beschränkt sich auf die Untersuchung externer Faktoren, die die Eigenschaften des Bitcoin-Netzwerks beeinflussen. Wirtschaftliche Bedingungen, rechtliche und regulatorische Änderungen oder gesellschaftliche Einstellungen gegenüber Kryptowährungen werden nicht direkt angesprochen. Diese Faktoren könnten sich möglicherweise auf das Verhalten und die Kennzahlen des Netzwerks auswirken, liegen jedoch außerhalb des Rahmens dieser Studie.

Während die Forschung darauf abzielt, Einblicke in die Eigenschaften des Bitcoin-Netzwerks zu gewinnen, sind die Ergebnisse möglicherweise nicht universell auf alle Knoten oder Teilnehmer innerhalb des Netzwerks anwendbar. Darüber hinaus können Unterschiede in der Knotenkonfiguration, der geografischen Verteilung und den Betriebsstrategien die Übertragbarkeit der Forschungsergebnisse auf das gesamte Netzwerk beeinträchtigen.

• Begrenzter Umfang der Belastbarkeit:

Die Untersuchung der Netzwerkresilienz beschränkt sich auf spezifische Metriken und Indikatoren, die sich auf die Fähigkeit des Netzwerks beziehen, Störungen oder Angriffen standzuhalten. Daher bewertet die Untersuchung nicht umfassend alle potenziellen Bedrohungen oder Schwachstellen, denen das Bitcoin-Netzwerk ausgesetzt sein könnte.

Fazit

Die oben dargestellten Abgrenzungen verdeutlichen die konkreten Grenzen und den Umfang des Promotionsvorhabens. Darüber hinaus ermöglicht das Erkennen dieser Abgrenzungen eine gezieltere Untersuchung und Interpretation der Ergebnisse innerhalb der definierten Parameter. In einem Forschungsszenario, in dem der Forscher zufällig auch der Schöpfer des ursprünglichen Bitcoin-Systems ist, ist es wichtig, das Potenzial für Voreingenommenheit aufgrund der persönlichen Ansichten des Forschers und seiner Beteiligung an der Entwicklung des Systems anzuerkennen.

Das intime Wissen und die Perspektive des Forschers als Schöpfer können die Interpretationen und Schlussfolgerungen hinsichtlich der Zentralität, Verbindung und Widerstandsfähigkeit des Bitcoin-Netzwerks beeinflussen. Der offene und transparente Umgang mit dieser Voreingenommenheit ist von entscheidender Bedeutung, um sicherzustellen, dass die Forschung Objektivität und Genauigkeit behält. Durch die Offenlegung der Rolle und möglicher Vorurteile ermöglicht der Forscher Lesern und Rezensenten, die Forschungsergebnisse im Kontext der Perspektive ihres Autors kritisch zu bewerten. Diese Transparenz ermöglicht ein differenzierteres Verständnis der Forschung und fördert die unabhängige Überprüfung und Validierung der Ergebnisse durch andere Forscher auf diesem Gebiet.

Indem wir die Annahmen und Grenzen des Promotionsvorhabens anerkennen, sorgen wir für Transparenz und fördern ein umfassendes Verständnis des Umfangs und der möglichen Auswirkungen der Forschung. Darüber hinaus bilden diese Überlegungen eine Grundlage für die Interpretation und Kontextualisierung der Ergebnisse und als Orientierung für zukünftige Untersuchungen auf diesem Gebiet.

S1 – Übergangsanweisung

Diese Studie wurde entwickelt, um die Zentralität des Bitcoin-Netzwerks, die Verbindung zwischen Netzwerkknoten, die Konnektivität und die Widerstandsfähigkeit kritisch zu untersuchen. Dabei werden quantitative und überprüfbare Daten verwendet, die im Einklang mit den Grundsätzen der wissenschaftlichen Methode unabhängig von Experten überprüft und validiert werden können. Es ist wichtig anzuerkennen, dass das Bitcoin-Netzwerk als öffentliches Netzwerk zu Vorurteilen bei der Definition spezifischer Ergebnisse wie Datenschutz, Anonymität und den gegensätzlichen Zielen der Rückverfolgbarkeit und Nicht-Rückverfolgbarkeit innerhalb der Kryptowährungslandschaft führen kann. Diese Definitionen sind häufig Gegenstand philosophischer Diskussionen und unterschiedlicher Perspektiven.

Darüber hinaus erkennt diese Studie die Notwendigkeit an, Skalierbarkeitsherausforderungen im Kontext von Bitcoin als monetäres Zahlungssystem anzugehen. Wenn das Netzwerk wächst und die Akzeptanz zunimmt, wird es von entscheidender Bedeutung, die Fähigkeit des Netzwerks zu bewerten, größere Transaktionsvolumina abzuwickeln und gleichzeitig seine Grundprinzipien der Dezentralisierung, Sicherheit und Effizienz beizubehalten. Durch die Analyse quantitativer Daten und die Verwendung etablierter wissenschaftlicher Methoden soll diese Forschung zum Verständnis der Skalierungsprobleme innerhalb des Bitcoin-Netzwerks und ihrer Auswirkungen auf seine langfristige Lebensfähigkeit als zuverlässiges Zahlungssystem beitragen.

S2 – Population und Probenahme

Bei der Analyse der Skalierung und Knotenverteilung einer Blockchain-basierten Anwendung bezieht sich die betroffene Population auf das gesamte Netzwerk der am Blockchain-Netzwerk beteiligten Knoten. In einer Blockchain sind Knoten einzelne Computer oder Geräte, die eine Kopie des verteilten Hauptbuchs verwalten und am Konsensmechanismus zur Validierung und Verifizierung von Transaktionen teilnehmen.

Die Population umfasst in diesem Zusammenhang alle Knoten innerhalb des Blockchain-Netzwerks, unabhängig von ihrer geografischen Lage, Größe oder Rechenleistung. Jeder Knoten trägt zur allgemeinen Sicherheit und Dezentralisierung des Netzwerks bei, indem er eine Kopie der Blockchain verwaltet und am Validierungsprozess teilnimmt. Beim Sampling hingegen wird eine Teilmenge von Knoten aus der Grundgesamtheit für die Analyse ausgewählt. Ziel der Stichprobenerhebung ist es, Einblicke in die Merkmale, die Leistung oder das Verhalten des gesamten Netzwerks zu gewinnen, indem eine repräsentative Teilmenge untersucht wird (Campbell et al., 2020).

Bei der Analyse der Skalierung in einer Blockchain-basierten Anwendung kann die Stichprobenerhebung hilfreich sein, um die Leistung des Netzwerks unter verschiedenen Transaktionslasten zu untersuchen. Durch die Auswahl einer Teilmenge von Knoten und die Beobachtung ihres Verhaltens in Zeiten hohen Transaktionsvolumens können Forscher oder Entwickler auf die Skalierbarkeit des gesamten Netzwerks schließen. Dieser Ansatz ermöglicht eine effizientere Analyse, da die Analyse der gesamten Knotenpopulation rechenintensiv sein kann.

Ebenso kann die Stichprobenziehung bei der Untersuchung der Knotenverteilung dabei helfen, die geografische Verteilung, die Rechenkapazitäten oder Konnektivitätsmuster der Knoten im Netzwerk zu verstehen. Forscher können Informationen über die breitere Bevölkerung extrapolieren, indem sie eine Stichprobe von Knoten auswählen und ihre Attribute analysieren. Es ist wichtig zu beachten, dass die Stichprobenmethode sorgfältig entworfen werden sollte, um sicherzustellen, dass die Stichprobe repräsentativ ist und Verzerrungen vermieden werden. Bei der Auswahl der Stichprobe sollten Faktoren wie der Knotentyp (z. B. „vollständige Knoten“, Mining-Knoten), der geografische Standort, die Netzwerkkonnektivität und die Rechenleistung berücksichtigt werden.

Zusammenfassend bezieht sich die Population, die bei der Analyse der Skalierung und Knotenverteilung an der Stichprobe einer Blockchain-basierten Anwendung beteiligt ist, auf das gesamte Netzwerk der am Blockchain-Netzwerk beteiligten Knoten. Die Stichprobenerhebung ermöglicht eine effizientere Analyse, indem eine Teilmenge von Knoten ausgewählt wird, um Erkenntnisse über die Eigenschaften, die Leistung und das Verhalten des gesamten Netzwerks zu gewinnen.

Bibliographie

Baran, P. (1964). Über verteilte Kommunikationsnetzwerke. IEEE-Transaktionen zur Kommunikation, 12(1), 1–9. https://doi.org/10.1109/TCOM.1964.1088883

Campbell, S., Greenwood, M., Prior, S., Shearer, T., Walkem, K., Young, S., Bywaters, D. & Walker, K. (2020). Zweckmäßige Probenahme: Komplex oder einfach? Fallbeispiele aus der Forschung. Zeitschrift für Krankenpflegeforschung, 25(8), 652–661. https://doi.org/10.1177/1744987120927206

Trifa, Z. & Khemakhem, M. (2014). Sybil-Knoten als Abwehrstrategie gegen Sybil-Angriffe. Informatikverfahren, 32, 1135–1140. https://doi.org/10.1016/j.procs.2014.05.544

Walch, A. (2017). Das verräterische Vokabular der Blockchain: Eine weitere Herausforderung für Regulierungsbehörden. 9.

Walch, A. (2020). Dekonstruktion der „Dezentralisierung“: Erkundung des Kernanspruchs von Kryptosystemen. In Papers.ssrn.com. https://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=3326244

Wright, CS (2008). Bitcoin: Ein elektronisches Peer-to-Peer-Geldsystem. Elektronisches SSRN-Journal. https://doi.org/10.2139/ssrn.3440802

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