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Was ist IOTA? Kryptowährung für Internet of Things
Hast Du Dich schon mit dem Thema Kryptowährungen beschäftigt, könnte Dir der Begriff IOTA begegnet sein. Es handelt sich um eine Kryptowährung, deren Bekanntheitsgrad und Marktkapitalisierung längst nicht so hoch sind wie beim Bitcoin oder bei Ethereum. Die digitale Devise wird als Zahlungssystem im Internet der Dinge verwendet und dient dort als sicheres Kommunikations- und Zahlungsprotokoll.

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Inhaltsverzeichnis

Was ist IOTA?

 IOTA ist als Kryptowährung nicht so bekannt wie Bitcoin und Ethereum. Auch die Marktkapitalisierung ist deutlich geringer. Immerhin steht die digitale Devise, gemessen an ihrer Marktkapitalisierung, noch unter den Top 20. Das Symbol für die digitalen Coins lautet MIOTA. Im Vergleich zu anderen Krypto-Devisen weisen die MIOTA-Coins einige Besonderheiten auf. MIOTA basiert nicht auf einer Blockchain wie Bitcoin oder Ethereum. Die Kryptowährung kann daher nicht durch Mining erzeugt werden.

Es handelt sich dabei nicht nur um eine Kryptowährung. MIOTA versteht sich gleichzeitig als sicheres Kommunikations- und Zahlungsprotokoll für das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT). Zur Abwicklung von Zahlungen wird eine Referenzsoftware als Open Source Software verwendet. 

 

Bei Kryptowährungen auf Blockchain-Basis dient die Blockchain als digitales Journal. Zahlungen werden in der Blockchain erfasst. MIOTA nutzt einen gerichteten azyklischen Graphen, um Transaktionen abzuwickeln. Das gewährleistet eine bessere Skalierbarkeit und geringere Transaktionskosten als bei Blockchain-basierten digitalen Devisen. Dieser azyklische Graph wird als Tangle bezeichnet. Direkte Transaktionsgebühren fallen nicht an. 

IOTA wurde 2015 gegründet und ist seit 2016 als digital Assets verfügbar. Die Entwickler der Kryptowährung legen großen Wert auf die Nutzbarkeit in der Wirtschaft. Sie verfolgten das Ziel, im Internet der Dinge schnelle Transaktionen zwischen Maschinen, Fahrzeugen und Geräten zu ermöglichen.

Wie Du in MIOTA investieren kannst

Möchtest Du in MIOTA investieren, um die Krypto-Devise als Geldanlage zu verwenden, ist das im europäischen Raum nicht so einfach. Nur wenige Kryptowährungs-Börsen bieten die digitale Devise an. Der Erwerb von MIOTA ist nur auf Umwegen möglich. Du kannst die Kryptowährung nur gegen Bitcoin kaufen. Dafür musst Du Dir erst bei einer Kryptowährungs-Börse Bitcoin gegen Euro besorgen. Bei der Kryptowährungs-Börse, die MIOTA anbietet, kaufst Du MIOTA gegen Bitcoin. 

Wer ist der Erfinder von IOTA?

Hinter IOTA steckt eine ganze Gruppe von Personen. David Sonstebo, Dominik Schiener, Sergey Ivancheglo und Serguei Popov gründeten das System 2015. Das System wird von der IOTA-Stiftung beaufsichtigt. Dabei handelt es sich um eine Non-Profit-Organisation, die mit der Entwicklung der Technologie beschäftigt ist und die Technologie für alle Entwickler lizenzfrei hält. Die Stiftung führt verschiedene Partnerschaften mit gemeinnützigen Organisationen. 

Die Stiftung erklärte, dass sie das System nicht mehr weiter fortführen will. Auf der Plattform können Firmen ihre eigenen Datenmarktplätze entwickeln.

Wie viele IOTA gibt es?

So wie bei verschiedenen anderen digitalen Devisen ist auch bei MIOTA die Geldmenge begrenzt. Da die Coins nicht durch Mining erschaffen werden können, war die maximale Geldmenge bereits erschaffen, als die digitale Devise 2016 herauskam. Sie liegt bei 2.779.530.283.277.761 IOTA, was 2.779.530.283 MIOTA entspricht. Diese Geldmenge wurde durch Initial Coin Offering, eine unregulierte Crowdinvesting-Methode, verteilt. Die Geldmenge an MIOTA ist unveränderlich. Die Erschaffung neuer Coins durch Mining ist nicht vorgesehen.

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Ist IOTA dezentral?

Die Kryptowährung ist, im Gegensatz zu verschiedenen anderen digitalen Devisen, nicht dezentral. Die Sicherheit des Systems basiert teilweise auf einer zentralen Instanz, dem Coordinator. Der Quellcode dieses Coordinators ist keine Open Source. Der Coordinator soll vor unberechtigtem Zugriff schützen. Der Tangle ist gegenwärtig noch überschaubar. Ohne den Coordinator sind Angriffe auf das System nicht auszuschließen. Alle 60 bis 90 Sekunden erstellt der Coordinator eine Transaktion mit einer Unterschrift. Diese Transaktionen werden als Milestones bezeichnet. 

 

In der Vergangenheit wurden einige Angriffe verzeichnet. Ein Diebstahl von MIOTA im Gegenwert von 10 Millionen Euro wurde im Januar 2018 bekannt. Weltweit wird von 85 geschädigten Personen ausgegangen. Im englischen Oxford wurde im Januar 2019 aufgrund der Ermittlungen des Hessischen Landeskriminalamts mit Unterstützung von Europol ein Verdächtiger festgenommen. 

Die IOTA-Stiftung erklärte 2019, dass der Coordinator abgeschafft werden soll. Sie reagierte damit auf die Kritik, dass der Tangle aufgrund des Coordinators zentralisiert und manipulationsanfällig ist. Der Weg bis zur endgültigen Abschaffung steht bereits fest. Der neue Konsens-Mechanismus muss jedoch noch umfassend getestet werden.

Wie funktioniert IOTA?

Die Kryptowährung verfügt über ein Netzwerk, wie es auch bei verschiedenen anderen Kryptowährungen vorhanden ist. Anders als verschiedene andere digitale Devisen hat MIOTA keine Blockchain als digitales Journal. Transaktionen werden mit einer Struktur erfasst, die der Blockchain ähnelt. Diese Struktur wird als azyklischer Graph oder als Tangle bezeichnet. Transaktionen können als Value Transactions bei der Wertübermittlung und Bezahlung sowie als Data Transactions bei der Übertragung von Daten und Informationen ausgeführt werden.

Der gerichtete azyklische Graph

Der als Tangle bezeichnete gerichtete azyklische Graph verbindet Transaktionen miteinander. Er ist ein Weg mit einer eindeutig festgelegten Laufrichtung und kann mit einem Pfeil verglichen werden. Kann kein Weg aus Pfeilen gefunden werden, der zu seinem Ausgangspunkt zurückkehrt, ist dieser Graph azyklisch. Er verfügt nicht über zyklische Wege, die im Kreis laufen. Der gerichtete azyklische Graph kann als Verallgemeinerung der Kettenstruktur einer Blockchain betrachtet werden. Jede Blockchain stellt also einen einfachen, kettenförmigen gerichteten azyklischen Graphen dar. 

Dieser Graph wird bei IOTA als Tangle bezeichnet, was Gewirr bedeutet. Die Knoten des Tangle sind keine Knoten in einem Netzwerk oder Blöcke in einer Blockchain. Es handelt sich um einzelne Transaktionen. 

 

Die Transaktionen bei IOTA

Damit ein Benutzer eine Transaktion ausführen kann, muss er zwei andere Transaktionen prüfen. Andere Benutzer müssen eine Transaktion oft genug validieren, damit sie vom Empfänger bestätigt werden kann. Der Sender muss zusätzlich eine kryptographische Aufgabe lösen, die als Proof of Work bezeichnet wird. Dieser Proof of Work kann mit den Aufgaben der Miner von Bitcoin verglichen werden. 

Pro Sekunde können unbegrenzt viele Knoten im Tangle entstehen. Eine inhärente Obergrenze für den Durchsatz von Transaktionen gibt es im Gegensatz zu Blockchain-basierten digitalen Devisen nicht. Damit Transaktionen verifiziert werden können, muss der vollständige Tangle mit allen vorangegangenen Transaktionen vorgehalten werden. Dafür ist eine hohe Speicherkapazität auf den Rechnern der Teilnehmer erforderlich.

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Vorteile von IOTA

  • Beliebige Skalierbarkeit des Tangle
  • Beliebige Anzahl an Transaktionen kann zumindest theoretisch gleichzeitig vom Tangle ausgeführt werden
  • Das System könnte zumindest theoretisch mit einer steigenden Nutzerzahl immer schneller werden
  • Geringere Latenzzeiten im Internet der Dinge bei der Kommunikation der Endgeräte untereinander
  • Mehr Effizienz und Kostenreduzierung im Internet der Dinge
  • Nutzbarkeit in der Wirtschaft
  • Noch steht IOTA am Anfang der Entwicklung. Die Vorteile können sich zumindest in der Theorie ergeben. Die digitale Devise und das System könnten zukünftig das Öl in der Maschinen- und Datenökonomie darstellen

Nachteile von IOTA

  • Nicht dezentral, sondern zentral
  • Manipulierbar, da bereits mehrere Angriffe in der Vergangenheit erfolgt sind
  • Schwachstellen in der Schlüsselerzeugung

Das IOTA Tangle Netzwerk

Anders als bei digitalen Devisen, die auf einer Blockchain basieren, ist die Funktionalität bei MIOTA durch das Gewirr gegenwärtiger Transaktionsbestätigungen gewährleistet. Ein Nutzer muss mindestens zwei andere Transaktionen validieren, wenn er eine Transaktion vornehmen will. Eine Transaktion gilt als verifiziert, wenn sie ein Mindestmaß an Bestätigungen gesammelt hat. Sie kann dann ausgeführt werden.

Zum Schutz vor Fälschungen wird jede Transaktion signiert. In Erläuterungen zur Funktionsweise des Tangle werden die gesendeten Transaktionen quadratisch dargestellt. Sie werden als Sites bezeichnet. Der gerichtete azyklische Graph wird als Pfeil dargestellt. Diese Graphen werden als Edges bezeichnet. Die Edges symbolisieren bestätigte Transaktionen. Im äußeren Bereich des Tangles befinden sich die noch nicht bestätigten Transaktionen, die als Tips bezeichnet werden.

 

Sicherheit im Tangle Netzwerk

Im Netzwerk ist ein Konsens, eine Übereinstimmung, erforderlich. Sie ist dann erreicht, wenn die Wege von einer Transaktion zu sämtlichen Tips führen. In diesem Fall liegt eine Mehrfachbestätigung vor. Die Bezeichnung für die Verifizierungspfade lautet Monte-Carlo-Markov-Kette (MCMK). Eine Transaktion ist zu 70 Prozent bestätigt, wenn der Algorithmus hundertmal ausgeführt wurde und das System feststellt, dass die Transaktion auf 70 Tips verweist. 

Für die Durchführung einer Transaktion müssen die Teilnehmer die Anzahl der Coins, den Empfänger und den Absender mit ihrem privaten Schlüssel, dem private Key, signieren. Die obligatorischen Tips müssen von den Teilnehmern bestätigt werden. Um Spam zu vermeiden, muss der Teilnehmer noch den Proof of Work erledigen, der im Prinzip eine kleine Rechenaufgabe darstellt. Als Spamschutz errechnet der Algorithmus eine einmalig vergebene Nummer, die als Nonce bezeichnet wird. Anschließend erfolgt eine Freigabe zur Validierung für andere Netzwerk-Teilnehmer.
Der Transaktionsprozess erfolgt folgendermaßen:

  1. Transaktion mit Angabe von Wert, Absender und Empfänger
  2.  Signieren mit dem privaten Schlüssel, dem private Key
  3. Auswahl von zwei unbestätigten Transaktionen
  4.  Proof of Work mit hinzufügen der Nonce

Anschließend erfolgt die Transaktion.

Full Nodes und Light Nodes

Der Tangle besteht aus Full Nodes und Light Nodes. Bei den Full Nodes handelt es sich um voll funktionsfähige Knotenpunkte, die alle Transaktionen verteilen können, da sie mit allen Nachbarpunkten verbunden sind. Ein Light Node ist eine Wallet als elektronische Geldbörse, die auf die Informationen der Full Nodes angewiesen ist. Das IOTA-Team löscht regelmäßig alte Transaktionen, damit nicht zu viel Speicherplatz und Rechenleistung beansprucht werden.

Anwendungsgebiete von IOTA

Die IOTA-Stiftung stellt sich verschiedene Anwendungsgebiete für die Anwendung von IOTA vor:

  • Industrie 4.0
  • Smart Home
  • Smart Cities
  • E-Mobilität und Automobilindustrie
  • Supply-Chain-Management
  • Gesundheitswesen.

Industrie 4.0

Ziel von Industrie 4.0 ist die Steigerung der Produktivität durch digitale Technologien. Maschinen, Werkzeuge und Materialien sollen künftig in der Smart Factory selbsttätig zusammenarbeiten. Auf den Werkstücken befinden sich Labels als Informationen für die Maschinen zur Bearbeitung. Mit Tangle und IOTA können die Werkstücke zu den Bearbeitungsstationen geleitet werden. Im Netzwerk sind die Fertigungsschritte festgehalten. Fehler können sofort analysiert und behoben werden.

Smart Home

Smart Home gewinnt immer mehr an Bedeutung. Elektrogeräte, Verdunkelungssysteme, Lichtschalter und Sicherheitssysteme sind mit dem Internet verbunden und können mit einer Smartphone-App gesteuert werden. Eine Minikamera im Kühlschrank könnte die ausgehenden Lebensmittel ermitteln. Diese Lebensmittel könnten selbstständig bestellt und mit MIOTA bezahlt werden.

Smart Cities

Die städtische Infrastruktur könnte mit Smart Cities optimiert werden. Über das Netzwerk könnte über die verfügbaren Parkplätze im Parkhaus oder über den Füllstand und den Aufstellungsort von Mülltonnen informiert werden.

E-Mobilität

Die IOTA-Technologie könnte für Car-Sharing und für selbstfahrende Autos verwendet werden. Das Auto könnte mit einer Wallet ausgestattet werden, um selbsttätig zu tanken, zu parken und die Kosten dafür sowie die Maut zu bezahlen.

Supply Chain

Management

Im Supply Chain Management könnte IOTA die Lieferkette optimieren.

Gesundheitswesen

Patienten könnten künftig Sensoren am Körper tragen, die bei der Erkennung gefährlicher Krankheiten helfen. Die Patienten könnten im Netzwerk eine bessere Kontrolle über ihre sensiblen Daten haben.

Bereits vorhandene Partnerschaften

Die Entwicklung des Systems erfolgt in enger Zusammenarbeit mit verschiedenen Unternehmen und Industrieverbänden wie Volkswagen, Bosch, Fujitsu und Jaguar Land Rover. Der Datenmarktplatz wird bereits von 80 bekannten Organisationen genutzt, darunter von der Deutschen Telekom oder von Philips. Eine Partnerschaft besteht auch mit der gemeinnützigen Organisation Refunite, der weltgrößten Datenbank für vermisste Personen.

Robin Hepp
Robin Hepp
Informatiker mit dem Schwerpunkt Anwendungssysteme und Kryptographie. Ich bin seit 2016 im Bereich Kryptowährungen aktiv. Zu meinen Tätigkeiten zählen unter anderem Online Marketing , sowie Video Produktion als Content Creator auf YouTube im Finanzsektor.
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