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PIVX White Paper -Version 1.01a, September 2018.

Private Instant Verified Transaction
White Paper

Version 1.01a, September 2018.

 

Written and compiled by Strontium

Mitwirkende
presstab, warrows, Rhubarbarian, Sieres, CryptoHB, s3v3nh4cks, random.zebra

Unterstützt durch
Eric_Stanek, Fuzzbawls, SnappySnap, Cryptosi, gets, thuggins, John M, Buer, Evan, deejayem, Rock-N-Troll, Mary, turtleflax, furszy, mcl4m

Zusammenfassung

Derzeit wird der Markt der Kryptowährungen mit Tokens vieler Organisationen mit unterschiedlichster Motivation und Zielsetzung überschwemmt. Diese Menge an Token und Projekten – einige zeigen neuartige und ambitionierte Einsatzmöglichkeiten der Blockchain-Technologie auf, andere hingegen sind lediglich Projekte mit schicken Namen und Kopien anderer Projekte – wirken häufig abschreckend und stehen somit der globalen Akzeptanz als grenzüberschreitende Alternative zu Fiat-Geld im Weg. Dieses Dokument ist eine umfassende Beschreibung der Kryptowährung “Private Instant Verified Transaction” (PIVX), eine Währung, die seinen Nutzern schnelle, sichere, private und stabile Transaktionen über das Web bietet. PIVX integriert dabei Features, die durch Bitcoins “Distributed Ledger Consensus”-Technologie inspiriert wurde. Von Dash kam die Inspiration zu Geschwindigkeit, Selbstverwaltung, SwiftX (von InstantSend) und dem Masternode-Netzwerk. Der Anreiz für die User anonyme Features zu nutzen, wurde durch das Zerocoin-Protokoll inspiriert (in Form von zPoS). PIVX hat auch seine eigenen Features: wie z.B. den Proof-Of-Stake-Algorithmus oder die dynamische Geldmenge, welche durch das Verbrennen der Transaktionsgebühren ausbalanciert wird.

 

Dieses Dokument beinhaltet keine mathematischen oder kryptographischen Beschreibungen. Diese sind auf dem GitHub von PIVX zu finden.

Table of contents

1 Einführung

1.1 Private Instant Verified Transaction

1.2 Vision/Grundsatzerklärung

2 Die Anatomie von PIVX

2.1 Coin-Specs von PIVX

2.2 PIVX Ökonomie

2.2 i Dynamische Geldmenge

2.2 ii Inflation/Deflation

2.3 Wurzeln in Bitcoin & Litecoin

2.3 i Mining-Algorithmen: Scrypt und X11

2.4 Wurzeln in Dash

2.4 i PrivateSend

2.4 ii InstantSend

2.5 libZerocoin

2.6 Innovationen von PIVX

2.7 Technische Entwicklungen und die Praxis von Veröffentlichungen

3 Proof-Of-Stake-Konsensus

3.1 Unser Proof-Of-Stake: Identität und Sicherheit

3.1 i Zur Kritik bzgl. Nothing-At-Stake-Attacken

3.2 “Staking” von PIV und zPIV

4 Masternode-Netzwerk

4.1 Technische Funktionen des Masternode-Netzwerkes

4.1 i SwiftX

4.1 ii Coin-Mixing

4.2 Dezentrale Verwaltung durch Masternodes

4.2 i Abstimmung von Vorschlägen

4.3 Erwerb einer Masternode

5 Vergütungssystem: Masternodes und Staking

5.1 Ausbalancierung der Vergütung

5.2 Unterschiede in der Vergütung: PIV und zPIV

6 zPoS: Zerocoin Proof-Of-Stake

6.1 Anonymität durch das Zerocoin-Protokoll

6.1 i Zerocoin Bulletproof und die “Vertrauenslosigkeit”

6.1 ii Zerocoin, Privatsphäre und Sicherheit

6.2 zPIV

6.3 Schöpfen und “Staken” von zPIV v2 für zPoS

6.4 zDEX

1 Einführung

Die Blockchain-Ära startete im Jahr 2009 mit der Implementierung von Bitcoin durch eine Person oder Gruppe mit dem Namen Satoshi Nakamoto. Durch den Erfolg von Bitcoin entstanden weitere, konkurrierende Kryptowährungen – bekannt als Altcoins. Das revolutionäre Potenzial der Blockchain-Technologie änderte nicht nur die Sicht auf monetäre Transaktionen zwischen Parteien, sondern insgesamt darauf, wie Geschäfte zwischen Partnern abgewickelt werden können. Dies führte zu einer Explosion am Interesse an der Technologie. Derzeit wird der Markt der Kryptowährungen mit Tokens von einer Vielzahl an Organisationen mit unterschiedlichster Motivation und Zielsetzung überschwemmt. Diese Menge an Token und Projekten – einige zeigen neuartige und ambitionierte Einsatzmöglichkeiten der Blockchain-Technologie auf, andere hingegen sind lediglich Projekte mit schicken Namen und Kopien anderer Projekte – wirken häufig abschreckend und stehen somit der globalen Akzeptanz als grenzüberschreitende Alternative zu Fiat-Geld im Weg.

Bitcoin schaffte es bisher trotz der Innovation nicht, sich als etablierte und akzeptierte Währung durchsetzen und wird bisher eher als ein Mittel zur Wertaufbewahrung als eine Währung gesehen. Ein Jahrzehnt nach der Einführung von Bitcoin ist die Welt immer noch auf der Suche nach einer Identität für eine Kryptowährung. Dieser Mangel an Identität führt unter anderem dazu, dass die Öffentlichkeit den Markt der Kryptowährungen lediglich als Aktienmarkt 2.0 ansieht. Kryptowährungen werden weniger als Alternative zu Fiat-Geld gesehen, als als riskante Geldanlage und Investmentmöglichkeit.

Im Geiste des ultimativen Ziels von Kryptowährungen, will PIVX die Lücke zwischen technik-affinen Nutzern einerseits und normalen Menschen andererseits schließen. Das Ziel ist es, nicht nur Investoren, sondern auch einer breiten Öffentlichkeit Tools an die Hand zu geben, damit diese finanzielle Transaktionen und Geschäfte ohne Banken oder Mittelsmänner abschließen können. PIVX will den in einer immer mehr vernetzten Welt lebenden Menschen Hilfsmittel an die Hand geben, um Geschäfte und Handel auf selbstbestimmt Art und Weise abzuwickeln.

1.1 Private Instant Verified Transaction

Die Kryptowährung “Private Instant Verified Transaction” (PIVX) – ehemals DNET – ist eine Währung, die seinen Nutzern schnelle, sichere, private und stabile Transaktionen über das Web bietet. PIVX integriert dabei Features, die durch Bitcoins “Distributed Ledger Consensus”-Technologie inspiriert wurde. Von Dash kam die Inspiration zu Geschwindigkeit, Selbstverwaltung, SwiftX (von InstantSend) und dem Masternode-Netzwerk. Der Anreiz für die User anonyme Features zu nutzen, wurde durch das Zerocoin-Protokoll inspiriert (in Form von zPoS). PIVX hat auch seine eigenen Features: wie z.B. den Proof-Of-Stake-Algorithmus oder die dynamische Geldmenge, welche durch das Verbrennen der Transaktionsgebühren ausbalanciert wird.

  • Mehr zu zPIV im Bereich 6.2.

PIVX ist DEZENTRAL, ANREIZSCHAFFEND und OPEN-SOURCE. 60.000 PIV wurden im Genesis-Block “pre-mined”. Damit wurden sechs Masternodes aufgesetzt. Dieser Pre-Mine-Menge wurde im Block 279.917 verbrannt. Es gabe kein “Instamining”, es sind keine PIV blockiert und damit kann die PIVX-Ökonomie nicht beeinflusst werden.

Als Proof-Of-Stake-Währung ist PIVX signifikant besser für die Umwelt, als Proof-Of-Work-Währungen, welche einen erheblich höheren Energiekonsum aufweisen.

Zerocoin Proof-Of-Stake (zPoS) ermöglicht es Usern PoS-Vergütungen zu verdienen und dabei wird der Anreiz geschaffen, die Anonymitäts-Features des PIVX-Netzwerkes zu unterstützen.

  • Mehr zu zPoS im Bereich 6.

Die Transaktionskosten und die Gebühren für zPIV werden bei PIVX verbrannt und neue Coins werden nach einer vorgegebenen Rate geschöpft. Dadurch wird die Geldmenge geregelt und Hyperinflation vorgebeugt.

Ungefähr 16,66% der Blockvergütungen werden für die Finanzierung von PIVX und weitere Entwicklungen zur Seite gelegt. Die PIVX-Blockchain zahlt diese Finanzierung jeden Monat durch einen Superblock aus. Damit wird ein durch die Community verwaltetes Budget aufgestellt, um Dinge wie Software-Entwicklung, Marketing, Übersetzungen und QA zu bezahlen.

  • Mehr zum Verbrennen von Gebühren im Bereich 2.2.
  • Mehr über das Budget und die Selbstverwaltung im Bereich 4.2.

1.2 Vision/Grundsatzerklärung

 

 

PRIVATSPHÄRE ist unverhandelbar, sie ist ein Menschenrecht.

FREIHEIT ist alles.

TECHNOLOGIE schreitet fort, die SELBSTVERWALTUNG muss das auch tun.

Privatsphäre ERMÖGLICHT die Freiheit, mit JEDEM zu teilen, was man möchte, aber auch EINZUGRENZEN, wer Zugriff auf deine Informationen hat.

Wir glauben daran, dass jede Person diese WAHL haben muss.

SELBSTVERWALTUNG soll die Formulierung der Zielsetzung weiter vorantreiben und die Entwicklung FÖRDERN.

Die DAOs (dezentrale autonome Organisationen) sind unantastbar.

Werde Teil von uns WANN du willst, WARUM du willst und bleibe so LANGE wie du willst.

Lasst uns ALLE ZUSAMMEN diese Optionen erforschen.
Du bist UNS WICHTIG; es ist ZEIT, dass du dein VOLLES Potenzial entfaltest.

2  Die Anatomie von PIVX

Der Zweck von PIVX ist es, durch und durch eine auf Anonymität fokussierte Kryptowährung zu sein. Die Grundlage von PIVX basiert dabei auf anderen Währungen. Diese Basis wurde auf die Vision von PIVX zugeschnitten und Neues wurde hinzugefügt, um eine einzigartige Währung zu schaffen, welche die Stärken dieser Projekte ohne deren Schwächen vereint. Jenseits davon beinhaltet PIVX mit seinem vollständig anonymen zPIV- und Zerocoin-Protokoll eigene, einzigartige Features, die PIVX von seinen Vorgängern und Mitstreitern abhebt.

Die Software-Technologie hinter PIVX ist von einer Linie erfolgreicher Kryptowährungen abgeleitet, wobei jede auf seine Art und Weise den Vorgänger verbesserte. PIVX startete als Code-Fork von Dash, welches wiederum seine Wurzeln in Litecoin hat – von dem Dash abstammt. Litecoin wiederum basiert auf Bitcoin (erwähnenswert ist, dass Dash im großen Stil zur Bitcoin-Codebase zurückkehrte, bevor PIVX von Dash “forkte”). Alle diese Währungen waren bzw. sind Teil der heutigen Top 10-Kryptowährungen.

  • Von Bitcoin zu Litecoin; Litecoin als Basis von Dash, welches CoinJoin implementierte; Dash als Basis für PIVX, welches Zerocoin implementierte.

PIVX arbeitet ständig daran, nicht nur die zugrunde liegende Technologie, sondern auch seine eigenen Features weiterzuentwickeln. Zum Beispiel hatte PIVX initial auf PoW und  CoinJoin gesetzt oder einen Seesaw-Mechanismus eingeführt, diese jedoch über die Zeit durch ambitioniertere Projekte ersetzt.

2.1 Coin-Specs von PIVX

PoW Phase: 30. Januar 2016 bis 17. August 2016 (ABGESCHLOSSEN)

PoS Phase: 17. August 2016 ab Block 259.201 (DERZEIT)

Blockgröße: 2 MB

Blockzeit: 60 Sekunden (für jeden neuen Block)

Wachstumsrate der Coins: Max. sechs PIV pro Block (praktisch weniger, weil Gebühren und nicht vollständig aufgebrauchtes Budget verbrannt werden). Fünf PIV sind als Entgelt für Staking und Masternodes definiert und ein PIV geht in das Superblock-Budget. Kontrolle des Geldmenge: Alle Transaktionskosten und zPIV-Gebühren werden verbrannt.

Maximale Anzahl der Coins

Im Juni 2018: 56.550.297 PIV

Im Juni 2020: 62.857.497 PIV

Im Juni 2040: 125.929.497 PIV

Im Juni 2060: 189.001.497 PIV

Dies ist das theoretische Maximum. Die Geldmenge wird durch die verbrannten Gebühren geringer sein.

Qualifikation für PoS

Minimales Input-Alter: 60 Blöcke

Vergütungsreife: 101 Bestätigungen

Wallet-Status: Wallet muss online sein.

Qualifikation für Transaktionen

Minimale Bestätigungen: Sechs Bestätigungen

Qualifikation für SwiftX

Eine Bestätigung für “Locking” und sechs Bestätigungen für die Ausgabe.

Pfand wird für 15 Blöcke zurückbehalten.

Anonymitäts-Feature: maßgeschneidertes Zerocoin-Protokoll welches auf libZerocoin basiert (wir nennen es zPIV)

Schlüssel-Feature: maßgeschneidertes Akkumulator-Check-Point-System

Akkumulator-Modus: RSA-2048

zPIV-Wertstufen: 1, 5, 10, 50, 100, 500, 1000, 5000

Zeit für Umwandlung: circa 0,5 Sekunden

Zeit für Ausgabe: circa 2,5 Sekunden

Maximale, einzelne Ausgabe: 35.000 PIV

Maximales Ausgabelimit für Wertstufen: sieben

Gebühren (Schöpfen): 0,01 PIV pro geschöpfte zPIV-Wertstufe.

Gebühren (Ausgabe): Keine Gebühren um zPIV als PIV zu senden.

Minimale PIV-Bestätigungen um zPIV zu schöpfen: Sechs Bestätigungen

Minimale zPIV-Bestätigungen vor einer Ausgabe: 20 Bestätigungen

Reifegrad bevor zPIV ausgegeben werden können: eine neue, identische Wertstufe wurde zum Akkumulator hinzugefügt.

Initiale Masternode-Menge: (bereits verbrannt und nicht mehr Teil der Geldmenge)

[block# 000.001] 60.000 PIV für sechs Masternodes um das Netzwerk aufzubauen und zu sichern.

[block# 279.917] 60.000 PIV wurden öffentlich im Block 279.917 verbrannt.

  • Mehr zu zPIV und dem PIVX-Zerocoin-Protokoll im Bereich 6.

2.1 Coin-Specs von PIVX (Weiterführung)

Proof-Of-Work-Phase: Vergütungen

Block height Masternodes Miner Budget
2-43200 20% (50 PIV) 80% (200 PIV) N/A
43201-151200 20% (50 PIV) 70% (200 PIV) 10% (25 PIV)
151201-259200 45% (22.5 PIV) 45% (22.5 PIV) 10% (5 PIV)

Proof-Of-Stake-Phase: Vergütungen

Phase Block height Reward Masternodes & Stakers Budget
Phase 1 259201-302399 50 PIV 90% (45 PIV) 10% (5 PIV)
Phase 2 302400-345599 45 PIV 90% (40.5 PIV) 10% (4.5 PIV)
Phase 3 345600-388799 40 PIV 90% (36 PIV) 10% (4 PIV)
Phase 4 388800-431999 35 PIV 90% (31.5 PIV) 10% (3.5 PIV)
Phase 5 432000-475199 30 PIV 90% (27 PIV) 10% (3 PIV)
Phase 6 475200-518399 25 PIV 90% (22.5 PIV) 10% (2.5 PIV)
Phase 7 518400-561599 20 PIV 90% (18 PIV) 10% (2 PIV)
Phase 8 561600-604799 15 PIV 90% (13.5 PIV) 10% (1.5 PIV)
Phase 9 604800-647999 10 PIV 90% (9 PIV) 10% (1 PIV)
Phase 10 648000-1153159 5 PIV 90% (4.5 PIV) 10% (0.5 PIV)
zPoS Phase 1 1153161-Onward 6 PIV 83.33…% (5 PIV) 16.66…% (1 PIV)

 

2.2 Die Ökonomie von PIVX

Aufgrund des beabsichtigten Zwecks, eine Währung zu sein, gibt es bei PIVX keine feste Obergrenze der Geldmenge. Um ein gesundes Wachstum der dynamischen Geldmenge zu gewährleisten, verbrennt PIVX seine Transaktionsgebühren. Die Intention ist dabei, die notwendige Liquidität zu gewährleisten und Nutzer zu belohnen, sich am Netzwerk zu beteiligen. Ein festes Limit wird somit niemals erreicht und daher können Nutzer incentiviert werden, das Netzwerk und die Blockchain zu sichern. Das erlaubt niedrige Transaktionskosten und unterstützt die Liquidität, die so wichtig für die Funktion von PIVX als Währung ist.

Derzeit kommen bei PIVX jede Minute ungefähr fünf PIV neu in die Zirkulation (sechs insgesamt, aber die Rücklagen für das Budget und die verbrannten Transaktionsgebühren vermindern diese Zahl). Das entspricht einer Inflationsrate von rund 4% (obwohl dies umstritten ist, wird eine Inflationsrate von zwei bis vier Prozent bei Fiat-Währungen als eine gesunde bzw. erwünschte Inflationsrate angesehen).

  • Mehr zu Blockvergütungen im Bereich 5.
  • Mehr zu Inflation im Bereich 2.2 ii.

2.2 i Dynamic coin supply

Obwohl es bei PIVX kein “Hard-Cap” für die Geldmenge gibt (im Sinne einer absoluten Limits), gibt es ein ein “Soft-Cap” (eine Restriktion der Anzahl der Coins, wenn bestimmte Konditionen eingetroffen sind). Diese Soft-Cap-Konditionen treffen bei PIVX ein, wenn die Gebühren, die im Netzwerk bezahlt werden, gleich hoch wie die Anzahl der neu geschaffenen, geschöpften Coins sind. Dann wird die Blockchain die selbe Menge an Coins verbrennen, wie neu generiert bzw. geschöpft wird. Somit verfügt PIVX über eine dynamische Geldmenge, die abhängig von der Nutzung der Blockchain und des Netzwerks ist.

  • Das Bild stellt die Soft-Cap-Konditionen in einem ungefähren Modell dar. Es zeigt die maximale Geldmenge, wenn das Budget jeden Monat zu 100% ausgegeben wird und wie sich das Soft-Cap-Limit mit unterschiedlichen Transaktionsvolumen (Transaktionsgebühren werden verbrannt) entwickeln würde. Wenn die verbrannten Gebühren höher sind, als die sechs PIV pro neuem Block, würde die Linie runter gehen.

Die dynamische Geldmenge von PIVX folgt somit einer ähnlichen Philosophie wie die einer “elastischen Währung”, wo die Geldmenge eine Antwort auf wirtschaftlichen Druck darstellt – z.B. Handelsvolumen – um Stabilität zu gewährleisten. Dies wird durch eine Kalibrierung des zirkulierenden Kreditvolumens erreicht. Diese Elastizität wird dadurch erreicht, dass Geld aus der Zirkulation genommen wird. Die passiert häufig als Reaktion auf einen sich ändernden Markt. Solchen Aktionen sollen die Wirtschaft in die gewünschte Richtung beeinflussen.

2.2 i Dynamische Geldmenge (Weiterführung)

Im Gegensatz zu “elastischen Währungen”, gibt es bei PIVX keine zentralen Entscheidungen darüber, wie die Geldmenge anzupassen ist. Der einzige Einflussfaktor ist das Transaktionsvolumen und die Gebühren, welche verbrannt werden. Beides ist durch einen Algorithmus definiert und festgelegt. Bei einer hohen Anzahl an Transaktionen pro Sekunde wird die Menge an Coins die verbrannt wird, die Menge an neuen Coins neutralisieren.

Diese Werte können nicht mit einer klaren Zahl vorhergesagt werden, weil sich der Mix der Gebühren ändern kann. Zum Beispiel sind die Transaktionskosten für SwiftX viel höher als bei normalen PIV-Überweisungen oder eine Umwandlung in zPIV kostet 0,01 PIV pro Wertstufe. Ferner gibt es in der PIVX-Core-Wallet eine Funktion mit der Nutzer ihre eigenen Gebühren für schnelle Transaktionen festlegen können. Es gibt sogar eine kostenlose, langsamere Option. Aufgrund dieser Variablen ist es schwer, die konkreten Transaktionskosten zu definieren und zu bestimmen, wie groß der neutralisierende Effekt auf die Geldmenge sein wird.  

  • Mehr zu SwiftX im Bereich 4.1 i.
  • Mehr zu on zPIV im Bereich 6.2.

Es ist wichtig zu verstehen, dass die Balance zwischen Geld-Emission und Geld-Verbrennung nur durch den “Zustand” der Blockchain selbst und nicht durch Entwickler, Miner oder ähnliches beeinflusst werden kann. Der Algorithmus stellt trotz eines fehlenden Hard-Caps für die Geldmenge ein gesundes Umfeld für PIVX als Währung dar. Nachdem die Blockzeit 60 Sekunden beträgt, stellt sich das System jede Minute neu ein, jeden Tag. Im Folgenden eine Projektion der maximalen Geldmenge, basierend auf dem derzeitigen PIVX-Geldmengen-Algorithmus:

Im Juni 2018: 56.550.297 PIV

Im Juni 2020: 62.857.497 PIV

Im Juni 2040: 125.929.497 PIV

Im Juni 2060: 189.001.497 PIV

Dies stellt ein theoretisches Maximum dar. In der Realität wird dies aufgrund von verbrannten Gebühren und teilweisem Budgetverbrauch niedriger sein.

Sollte die oben dargestellte Balance des Verbrennungs-Algorithmus sich als unvorteilhaft für PIVX herausstellen, kann die dezentrale Verwaltung von PIVX für eine bessere Lösung eintreten und darüber abstimmen.

  • Mehr zu Dezentralen Verwaltung im Bereich 4.2.

2.2 ii Inflation/Deflation

Inflation wird häufig in einem negativen Licht gesehen. Sie hat eine negative Auswirkung auf die Kaufkraft einer Währung und reduziert daher den Wert einer Währungseinheit über die Zeit. Inflation hat in der Regel als Ursache ein Geldmengenwachstum. Als der Handel noch in Gold und Silber geführt wurde, wurden diese Rohstoffe in dem Maße weniger selten, wie neues Gold und Silber geschürft wurden. Damit geht Kaufkraftverlust einher. Dasselbe passiert, wenn Gold- und Silbermünzen mit anderen, günstigeren Metallen gemischt werden um die Anzahl der Münzen zu erhöhen. Die meisten Währungen heutzutage sind nicht mehr durch Gold oder Silber gedeckt. Dennoch gibt es Inflation.

Inflation existiert auch, um die Marktteilnehmer dazu zu motivieren, ihre Währung am Marktgeschehen teilhaben, zirkulieren zu lassen. Sie wirkt auch gegen die Zinseffekte – wenn eines von beiden überhand nimmt, ist das schlecht für die Wirtschaft. Das Gegenstück zu Inflation ist Deflation. Hier erhöht sich die Kaufkraft einer Währung. Inflation und Deflation sind Resultate von Angebot und Nachfrage einer Währung.

 

Deflation kann mit folgendem vereinfachendem Beispiel demonstriert werden: Wenn 100 Geldstücke für 100 Menschen existieren, dann ist der Wert jeder Münze moderat. Wenn aber 900 weitere Menschen in diese Wirtschaft kommen, steigt die Rarität der Münzen sprunghaft an und somit auch die Kaufkraft der einzelnen Münze.

Dadurch, dass das PIVX-Netzwerk mit jedem Block neue Coins generiert, ist für einige das Thema Inflation ein Grund zur Sorge. In diesem Zusammenhang ist es wichtig zu verstehen, dass sich die Wirtschaft von PIVX grundlegend von der traditioneller Währungen entscheidet. Im Gegensatz zu Gold- oder Silbermünzen, sind PIV teilbar und können nicht verwässert werden. Ferner fußen PIV nicht – wie herkömmliche Währungen – auf nationalen Schulden und sind immer kredit-neutral. Zuletzt: die neu geschöpften PIV werden an die Community zurück verteilt. Das heißt, dass der Kaufkraftverlust durch das erhöhte Angebot (dem auch die verbrannten Gebühren gegenüber stehen) durch die Zinserträge durch Staking und Masternodes ausgeglichen werden.

2.3 Wurzeln in Bitcoin & Litecoin

Bitcoin, der Stammvater aller Kryptowährungen, war die erste Implementierung der Blockchain-Technologie. Diese stellt ein dezentralisiertes System der Buchhaltung dar, welches ohne Mittelsmänner funktioniert. Bitcoin benötigt keine übergeordnete Person oder Gruppe um das System funktionsfähig zu halten. Es besteht aus Netzwerkknoten auf denen die Transaktionen stattfinden. Diese fundamentalen Eigenschaften von Bitcoin wurden in PIVX überführt. Der Vorgänger von PIVX ist Dash, das wiederum als Litecoin-Fork startete. Somit flossen auch einige Entwicklungen von Litecoin in PIVX ein.

Bitcoin und Litecoin basieren auf der Rechenkraft von Mining-Computern, die im Netzwerk die Integrität der Transaktionen gewährleisten. Transaktionen werden in Dateien, sogenannte Blöcke, geschrieben. Die Bilanz besteht aus der Aneinanderreihung von diesen Blöcken – der Blockkette oder auch Blockchain. Diese werden durch Mining-Computer durch das Lösen von kryptographischen Aufgaben verifiziert. Dieses System nennt man Proof-Of-Work (PoW). Wenn das Netzwerk wächst, werden die kryptographischen Aufgaben schwerer und somit wird immer mehr Prozessor-Power benötigt.

Im Gegensatz zu Bitcoin und Litecoin, basiert PIVX nicht auf PoW. Ein kritisches Problem mit Proof-Of-Work-Systemen ist, dass sie Mining-Pools fördern. Das sind Gruppen von Computern, die zusammenarbeiten. Das führt dazu, dass Mining-Pools individuelle Miner zunehmend ausschließen. Ferner macht PoW das Netzwerk langsamer und konsumiert viel Energie (was einen negativen Effekt auf die Umwelt hat).

  • Schwarze Knoten stellen individuelle Miner dar. Auf der linken Seite kann man von einer relative fairen Verteilung der Mining-Vergütungen ausgehen. Das rechte Diagramm, wo die orangenen Knoten die in einem Mining-Pool zusammengefassten Knoten darstellen, ist die Balance aus dem Gleichgewicht geraten.

2.3 Bitcoin/Litecoin roots cont.

Erwähnenswert ist, dass Litecoin, welches den Scrypt-Algorithmus nutzt, schneller im Berechnen einen Blockes ist, als Bitcoin, die Kosten für solche Mining-Computer aber ein limitierender Faktor sind 2. Durch sogenannte ASIC-Miner (Application-Specific Integrated Circuits) für SHA-256 und Scrypt, steigt die Gefahr von Zentralisierung von PoW-Blockchains noch mehr. 3

Auch wenn PIVX PoW meidet, wird PIVX auch weiterhin relevante Software-Updates von Bitcoin zeitnah berücksichtigen und implementieren.

Das Bild oben zeigt PIVX-Adressen welche Blockvergütungen (Stake-Rewards) über eine Periode von 100 Block erhalten haben. Wir gehen davon aus, dass die meisten Adressen von unterschiedlichen PIVX-Nutzern betrieben werden und damit die Integrität des Netzwerkes unterstützen..

  • Mehr zu PIVXs Alternative zum Vergütungssystem von PoW in den Bereichen 3, 4 und 5.

2.3 i Mining-Algorithmen: Scrypt und X11

Während der initialen PoW-Phase setzte PIVX den Quark-Algorithmus ein. Dieser wurde damals als ein fairer Weg angesehen, der weniger exklusive technische Hürden und Limitierungen aufwies. Mit dem dann folgenden Wechsel zu PoS wurde Quark aufgegeben.

Scrypt ist ein weiterer wichtiger Mining-Algorithmus. Die mit ihm verbundenen Speicherkosten sind ein wirksamer Mechanismus gegen Hardware-Angriffe wie die von ASICs (welche wichtiger wurden, um Bitcoin oder andere Kryptowährungen profitabel zu “minen”). Es dauerte nicht lange, bis Scrypt-specifische ASICs-Miner entwickelt wurden.

X11 wurde im Jahr 2014 als ein energieeffizienter Hashing-Algorithmus entwickelt. Das System besteht aus elf separaten Hash-Runden. X11 war lange gegenüber ASIC-Minern resistent. Seine Einfachheit und die Energieeffizienz machte X11 zu einem Algorithmus der eine breite Nutzerschaft ansprach, weil GPUs ausgeschlossen waren.

Dadurch, dass PIVX sich zu Proof-Of-Stake entwickelte, wurden Probleme wie die oben beschriebenen vermieden.
Mehr zu Proof-Of-Stake-Konsensus im Bereich 3.

2.4 Wurzeln in Dash

Dash ist eine sogenannte Altcoin, die sich auf Geschwindigkeit und ursprünglich auf Privatsphäre fokussierte. Dash ist der direkte Vorläufer von PIVX. Dash machte einen großen Schritt weg von Bitcoin und Litecoin, von dem Dash “forkte”, indem es sich auf Masternodes konzentrierte. In dem Netzwerk von Dash stellen Masternodes wichtiges Elemente dar. Sie stellen Knoten dar, die im Netzwerk maximale Verfügbarkeit bieten. Um eine Masternode zu betreiben, benötigt man 1000 Dash und als Betreiber wird man mit ungefähr 45% der Blockvergütungen in Form von einer Art Dividende vergütet. Das Design des Masternode-Systems geht davon aus, dass jeder Versuch durch mehr Masternodes eine Zentralisierung zu erreichen, in einem erhöhten Preis resultiert, was diese Art von Angriffen limitiert. 4

Durch die Masternodes im Netzwerk wird Dash zu einem zweistufigen Netzwerk. Während Miner nach wie vor für die Herstellung von neuen Blocks verantwortlich sein, stellen die Masternode andere, für das Netzwerk wichtige Services.

  • Mehr zu Masternodes im Bereich 4

2.4 i PrivateSend

PrivateSend ist ein “Coin-Mixing”-Service von Dash welcher auf CoinJoin basiert. “Coin Mixing” – auch als “Tumbling” bekannt – verschleiert die Transaktionen, indem die Zahlungen zerstückelt werden und so die Quelle schützen. Dabei wird nicht die gesamte Summe einer Transaktion an den Empfänger geschickt, sondern in andere Transaktionen vermischt, wodurch es schwieriger ist, die einzelnen Transaktionen nachzuvollziehen. Dieser Prozess hilft die Handelbarkeit der Währung sicherzustellen.[1]

2.4 i PrivateSend (Weiterführung)

Dash konnte die Methode von CoinJoin verbessern, indem die Aufgabe des Coin-Mixings den Masternodes anstatt einem einzelnen Standort im Netzwerk zugewiesen wurde. Dadurch wurde das Netzwerk weniger angreifbar. So kann das Mischen auf vielen Masternodes stattfinden und die Anonymität der Transaktionen konnte so weiter verbessert werden. 6

PIVX setzt ebenfalls eine eigene Version von CoinJoin ein, hat die Methode seit dem aber entscheidend verbessert (ab der Core-Wallet Version 3.0.0). Ab dieser Version wurde das Zerocoin-Protokoll eingeführt, womit die Privatsphäre von Transaktionen weiter verbessert wurde.
Mehr zu PIVX Zerocoin-Protokoll im Bereich 6.

2.4 ii InstantSend

Durch die Masternodes gibt es bei Dash Transaktionen nahezu in Echtzeit. Diese Transaktionen werden den Masternodes durch einen Konsensus-Mechanismus zugewiesen. So gelangen nur konfliktfreie Transaktionen oder Blöcke in die Blockchain. 7

PIVX bietet ein ähnliches Feature mit dem Namen SwiftX. Dadurch bietet PIVX bei Transaktionen die selbe Geschwindigkeit und Verlässlichkeit wie Dash.

  • Mehr zu PIVXs SwiftX im Bereich 4.1i.

2.5 libZerocoin

Zerocoin ist ein Protokoll, welches auf einem Whitepaper der Johns Hopkins University basiert (siehe Fußnote 8 für mehr Details): “Zerocoin: Anonymous Distributed E-cash from Bitcoin”. Es stellte eine Evolution im Bereich der Privatsphäre und Anonymität von Kryptowährungen dar und bewegte sich weg von Coin-Mixing und hin zu einem sicheren und anonymen Zahlungssystem.

LibZerocoin – das Zerocoin-Projekt – ist auf eine auf Github gehostete C++-Bibliothek, die vom Fachbereich für Computer Science der Johns Hopkins University entwickelt wurde. Es wurde in C++ mit dem Ziel entwickelt, Bitcoin-Transaktionen zu mehr Anonymität zu verhelfen.

  • Das Logo und der Name des Zerocoin-Protokolls wie es auf der Website von http://zerocoin.org/ erscheint. LibZerocoin-Github unter https://github.com/Zerocoin/libZerocoin.
    Zerocoin funktioniert so, dass eine zweite, private Währunge parallel zur Basiswährung eingeführt wird. Diese privaten Zerocoins werden geschöpft, das Original wird verschleiert und zu einem Block hinzugefügt, um diese später wieder ausgeben zu können, ohne irgendwelche Spuren zu hinterlassen.
  • Die Diagramme zeigen eine standard Bitcoin-Transaktion (a) und eine mit dem Zerocoin-Protokoll durchgeführten Transaktion (b). Die gestrichelte Linie, die nach dem Schöpfen der Zerocoins entsteht, kann nicht auf der Blockchain nachvollzogen werden.[2]

2.5 libZerocoin (Weiterführung)

Zerocoin wurde bei PIVX so implementiert, dass die Neuschöpfungen von zPIV an einen öffentlichen Akkumulator geschickt werden. Der Vorgang verbrennt die originalen PIV und im Gegenzug erhält der User eine Art Schuldschein, der im zPIV-Samen des User gespeichert ist und nicht an eine Adresse in der Blockchain gebunden ist. Es ist dabei nötig, dass die zPIV für eine gewisse Zeit “reifen” (bis ein weiteres zPIV derselben Wertstufe geschöpft wird). Erst dann ist es möglich, das vorherige zPIV auszugeben. Dadurch kann eine Transaktion nicht zu einer bestimmten Adresse zurückverfolgt werden, indem man die Ausgaben und Neuschöpfungen miteinander vergleicht. Nach dieser Zeit kann der User seinen Schuldschein einlösen, indem er die zPIV an die Zieladresse schickt. Dort werden diese als frische PIV empfangen ohne dabei einen Transaktionsverlauf auf der Blockchain zu besitzen.

Die Dateien der Zerocoin-Bibliothek werden öffentlich angeboten, stellen aber kein komplettes Produkt dar. Die Bibliothek ist nicht komplett, ist unfertig und hat bekannte Bugs. Die Bibliothek ist eher als “Proof-Of-Concept” zu verstehen. Daher ist es nicht anzuraten, das Protokoll in dieser Form in ein existierendes Projekt zu integrieren.

PIVX benutzte das Zerocoin-Protokoll – libZerocoin – und entwickelte dieses weiter und löste diverse Bugs, um die zPIV-Akkumulatoren zu schaffen. Das PIVX-Zerocoin-Protokoll hat zwar libZerocoin als Basis, allerdings musste das Protokoll im großen Maßstab an das Proof-Of-Stake-Netzwerk von PIVX angepasst werden. PIVX dankt der vorhergegangenen Arbeit der Zerocoin-Entwickler.

  • Das zPIV-Logo, welches das “z” von Zerocoin und PIV vereint – die Standardeinheit von PIVX. Mehr zu zPIV und dem PIVX-Zerocoin-Protokoll im Bereich 6..

2.6 PIVX innovations

Dieser Bereich stellt die Innovation von PIVX vor und gibt Einblick in die zukünftige Implementierungsstrategie von PIVX. Hinweise leiten den Leser zu den relevanten Bereichen in diesem Dokument.

Das zweistufige PoS-Netzwerk ermöglicht es jedem User zusätzliche PIV zu verdienen; entweder durch den Betrieb einer Masternode oder durch “Staken”. Da die Kosten für eine Masternode für viele Nutzer eine hohe Hürde darstellen, bieten wir mit Staking allen Nutzern die Möglichkeit, PIV zu verdienen. Die Wahrscheinlichkeit Blockvergütungen zu verdienen ist abhängig von der Höhe des Guthabens in der Wallet. Je mehr PIV in der Wallet sind, desto höher die Frequenz der Auszahlung. • Mehr zu Staking und Vergütungsbalanzierung in den Bereichen 3 und 5.

zPIV sind PIV, welche auf dem Zerocoin-Protokoll basieren. Damit wird die Privatsphäre der User maximiert. Der User kann dabei frei entscheiden, ob er zum Staking zPIV einsetzt oder nicht; wobei zPoS (zPIV-Staking) höhere Vergütungen und eine bessere Anonymität bieten
Mehr zu zPIV und dem Zerocoin-Protokoll im Bereich 6.

  • Mehr zu Staking-Potenzialen und der Höher der Auszahlungen im Bereich 3.

Die dynamische Geldmenge von PIV sorgt für ein gesundes PIVX-Wirtschaftssystem. Das wird durch die Blockchain gesteuert und nicht durch Individuen oder Gruppen. Allerdings kann dieses System angepasst werden, wenn sich die Community dazu entsprechend entscheidet und ein solcher Schritt notwendig wird.
Mehr zur dynamischen Geldmenge im Bereich 2.2 i.

PIVX arbeitet ständig an neuen Verbesserungen und Features, wobei wir bahnbrechenden Technologien immer den Vorrang geben. Wir arbeiten ständig an mehreren Features gleichzeitig, unser Fokus liegt dabei auf einer verbesserten Privatsphäre, Geschwindigkeit oder Nutzbarkeit unserer Services.

 

2.6 Innovationen von PIVX (Weiterführung)

Im Folgenden werden Features vorstellt, an denen PIVX derzeit arbeitet. Nachdem diese Features noch in der Entwicklung sind, stehe technische Details teilweise noch nicht fest bzw. können sich im Laufe der Entwicklung ändern.

zDEX, eine dezentrale Handelsplattform, nutzt zPIV, um vollständige Anonymität bei Transaktionen zu gewährleisten. Die Plattform erlaubt es seinen Nutzer PIVX zu kaufen ohne dabei eine zentrale Handelsplattform zu nutzen.

Die Idee hinter zDEX ist es, Menschen einen Zugang zu PIV zu geben, ohne dabei auf eine zentrale Handelsplattform angewiesen zu sein. Somit können sich Nutzer Registrierungsprozesse und hohe Transaktionsgebühren ersparen. In Ländern, in denen eine Steuer für Kryptowährungen auf Basis von Transaktionen anfällt, ist der Nutzer selber für die Dokumentation seiner zDEX-Transaktionen verantwortlich, weil das Zerocoin-Protokoll von zDEX eine spätere Nachvollziehbarkeit von Transaktionen bewusst unmöglich macht.

  • Mehr zu zDEX im Bereich 6.4..

Bulletproofs wird die Effizienz der Zerocoin-Implementierung von PIVX verbessern. Details im Bereich 6.1 dieses Dokuments.

I2P Netzwerk-Integration möchte weiter die Anonymität von PIVX-Transaktionen verbessern. Es soll ein vollständig dezentrales Peer-To-Peer-Netzwerk entstehen.

I2P ist eine verbesserte Alternative zu TOR. Dabei wird die Verfolgbarkeit von Transaktionen innerhalb des PIVX-Netzwerkes weiter reduziert. I2P bietet eine breite Palette an technischen Vorteilen gegenüber TOR und anderen Modellen; bei gleichzeitig verbesserter Geschwindigkeit, Robustheit und Sicherheit.

Dandelion-Protokoll wurde ursprünglich entwickelt, um die Privatsphäre bei Bitcoin-Transaktionen zu verbessern. Damit werden wir die Privatsphäre und Anonymität von PIVX weiter verbessern.

Das Dandelion-Protokoll schützt die IP-Adresse des Senders, indem die Transaktion durch mehrere Knoten geschickt und dann zerstreut wird. Das macht das Verfolgen von Transaktionen ausgesprochen schwierig. Durch diese zusätzliche Privatsphäre, in Verbindung mit den bereits existierenden Features von PIVX, können Nutzer ihre Transaktionen vollständig anonym tätigen.

Wir arbeiten ständig an weiteren Innovationen, aber die oben genannten Features halten wir für besonders wichtig, weil diese eine natürliche Weiterentwicklung der zPoS-Phase von PIVX darstellen.

2.7 Technische Entwicklungen und die Praxis von Veröffentlichungen

PIVX ist ein dezentrales Projekt, welches von seiner Community entwickelt, geführt und unterhalten wird. Die Entwicklung wird durch die DAO (Dezentrale Autonome Organisation) durch ein monatliches Budget unterstützt. Über die Verwendung des Budgets stimmen die Betreiber von Masternodes ab; allerdings kann die gesamte Community Vorschläge machen und diese einsehen. Das PIVX-Projekt ist dabei mehr als die Core-Wallet und beinhaltet auch Projekte wie die Android-Wallet, die iOS-Wallet, das “Secure PIVX Masternode Tool” und andere verwandte Projekte.

  • Mehr zur DAO und der Verwaltung von PIVX im Bereich 4.2.

Die technische Entwicklungen von PIVX und die entsprechenden Veröffentlichungen werden über GitHub abgewickelt. Wir folgen den üblichen Standards bzgl. der Dokumentation von Software-Versionen. Dabei wenden wir das sogenannte “Gesetz von Linus” an (“Given enough eyeballs, all bugs are shallow”): Unser Code kann von jedem Entwickler und Tester in Augenschein genommen werden.

Seit Anfang 2018 unterliegt die Software von PIVX einer umfassenden Qualitätssicherung. Dies beinhaltet unter anderem Netzwerk-Stresstests, Feature-Testing, GUI-Testing, Kompatibilitätstests und Regressionstests.

Neue Software wird über GitHub veröffentlicht. Dabei wird “Gitian Compilation/Building” eingesetzt. Neuer Quellcode wird frühzeitig zur Kompilation angeboten. Überprüfte Binaries werden von den Entwicklern ebenfalls angeboten.[3]

3 Proof-Of-Stake-Konsensus

Im Gegensatz zu den Vorgängern von PIVX – Bitcoin, Litecoin und Dash – basiert das Netzwerk auf einem Proof-Of-Stake-Konsensus-Algorithmus. Dieser wurde 2012 in einem Paper von Sunny King und Scott Nadal vorgestellt 10. Das ursprüngliche Konzept basierte dem Alter einer Coin oder wie lange ein UTXO (Unspent Transaction Output) nicht ausgegeben wird. Dadurch hebt sich das Konzept von dem vorherrschenden Proof-Of-Work ab, indem es sich nicht auf die Miner konzentriert, sondern diejenigen Teilnehmer entlohnt, die helfen das Netzwerk zu betreiben. Das Protokoll wurde weiter verbessert: PoS-Version 2 für BlackCoin entstand durch Pavel Vasin (Rat4) 11. Die Robustheit des Proof-Of-Stake-Systems wurde mit der Version 3 Ende 2016 12 und vor Kurzem mit dem Zerocoin Proof-Of-Stake (zPoS), welches durch PIVX 2018 implementiert wurde, weiter verbessert.

  • Mehr zu zPoS im Bereich 6.

Vereinfacht gesagt, stellt “Staking” dem Netzwerk Rechenleistung zur Verfügung. Das Netzwerk wählt dann einen Knoten aus, der den nächsten Block erstellen wird. Diese Auswahl geschieht anhand unterschiedlicher Kriterien. Bei PIVX geschieht dies anhand des eingesetzten Guthabens (UTXOs) welches in der Wallet zum “Staken” eingesetzt wird. Jeder Knoten steht dabei im Wettbewerb mit anderen Knoten. Die Wahrscheinlichkeit, dass ein  Knoten einen Block zugewiesen bekommt, ist spiegelbildlich proportional zu dem Betrag der zum Staking eingesetzt wird. Ein höheres Guthaben, bedeutet eine höhere Chance das Schwierigkeits-Kriterium zu erfüllen, somit einen Block zu validieren und ultimativ eine Vergütung zu erhalten.

Staking kostet signifikant weniger Ressourcen als PoW-Mining. Dies liegt daran, dass man als Teilnehmer nicht auf die immer höher werdenden Schwierigkeitsgrade mit immer höherer Computer-Power reagieren muss. Als solches ist PoS eine umweltfreundliche Alternative zu PoW.

3 Proof-Of-Stake-Konsensus (Weiterführung)

Allein der Faktor der Umweltverträglichkeit stellt PoS positiver dar als PoW. Es gibt aber noch einen weiteren Faktor: PoS stellt eine faire Verteilung der Einflussnahme im Netzwerk her; eine der höchsten Prioritäten einer Kryptowährung. Bei PoW resultiert der sich erhöhende Schwierigkeitsgrad darin, dass die zum Mining benötigte Hardware immer teurer wird und der Kreis derer, die Mining betreiben somit zunehmend exklusiver wird. Hardware- und Elektrizitätskosten führen dazu, dass viele Orte für das Mining ausgeschlossen werden. Dies resultiert in einer höheren Konzentration von Mining-Power. Weniger und weniger können dabei wettbewerbsfähig Coins produzieren. Das Ergebnis ist eine zunehmende Monopolisierung des Netzwerkes.

3.1 Unser Proof-Of-Stake: Identität und Sicherheit

PIVX positioniert sich mit seiner Entscheidung für Staking als eine starke Alternative zu PoW. Diese Position ist als dezentrale Währung wichtig, um als valide, praktikable und auf Newcomer ausgerichtete Alternative wahrgenommen zu werden. Das Design von PIVX PoS und unserem anonymen zPoS wurde bewusst so gestaltet, dass das Wachstum des Netzwerks und die Akzeptanz des Marktes unterstützt wird und nicht die Macht innerhalb bestimmter Gruppen gebündelt wird. PIVX-Transaktionen sind alltagstauglich und schnell (mit SwiftX gehen sie sogar fast in Echtzeit von statten), sie sind anonym und mit zPIV und kommenden Features wie I2P und Dandelion wird die Anonymität auf ein neues Level gehoben. Dabei bleibt das Netzwerk weiter dezentral.
Mehr zu zPoS im Bereich 6.

Am PoS-Modell wird regelmäßig Kritik geäußert, z.B. werden als Kritikpunkte vorgebracht: potenzielles “Double-Spending” oder sogenannte “Long-Range-” und “Nothing-At-Stake-Attacken”. Staking-und Masternode-Vergütungen benötigen 100 Bestätigungen; somit sind sie erst nach 101 Block-Bestätigungen wieder “ausgebbar”. Das schützt gegen Netzwerk-Dominanz durch böswilliges Staken; inklusive exponentiellem Wachstum in dem Fall, dass eine Angriffsfläche jemals gefunden und ausgenutzt werden sollte.

  • Mehr zu “Nothing-At-Stake” im Bereich 3.1 i.

Ein Entwickler von PIVX schätzt, dass ein Angreifer knapp über 70% der Staking-Coins besitzen muss, um “Double-Spending” oder das Invalidieren eines Blocks zu ermöglichen – eine Menge, die praktisch unmöglich zu erreichen ist.

Eine weitere Angriffsart ist eine “Long-Range-” oder auch “History-Attacke”, wobei frühere Blöcke neu geschrieben werden und somit die Blockchain kompromittiert wird. Daher werden Checkpoints gesetzt: Markierungen in der Blockchain, die in bestimmten Intervallen gesetzt werden, um eine Änderung vor den Markern unmöglich zu machen.

Eine erfolgreiche und aufgedeckte PoS-Attacke würde die Assets der Angreifer im großen Stil entwerten. Im Gegensatz dazu würde eine erfolgreiche PoW-Attacke den Angreifer nur Elektrizität kosten. Ferner ist PIVX-Staking zwischen vielen Nutzern dezentral verteilt und somit kann der Konsum von Elektrizität nicht auf eine bestimmte geographische Region zurückverfolgt werden. Bei Mining hingegen hat man es in der Regel mit zentralen Mining-Kartellen zu tun, welche sich in Regionen bilden, wo es günstige Elektrizität gibt. Eine erhöhte Nachfrage in Elektrizität kann den Ort der Aktivität geographisch nachvollziehbar machen.
Mehr zu Anonymität und Sicherheit im Bereich 6.1..

3.1i Addressing nothing-at-stake criticism

Nothing-At-Stake ist ein Kritikpunkt, der sich auf PoS bezieht und auf den Grund, dass PoS nicht viele Ressourcen benötigt und somit böswillige “Forks” begünstigt. Im Fall eines Forks, für den ein Staker nicht viel Ressourcen benötigt, kann er die ursprüngliche Chain sowie die gegabelte Chain unterstützen.

Unser Entwickler Presstab schrieb die Gegenargumente hierzu in einem Artikel zusammen. Wir empfehlen diesen zu lesen: https://pivx.org/nothing-considered-a-look-at-nothing-at-stake-vulnerability-for-cryptocurrencies/

3.2 “Staking” von PIV und zPIV

Sowahl PIV als auch zPIV können im PIVX-Netzwerk gestaked werden. Staking von zPIV belohnt die Nutzer, welche die Anonymitäts-Features von PIVX zu unterstützen. Staking von PIV oder zPIV benötigt mindestens eine der kleinsten Einheiten von PIV (0.000000001) oder zPIV (1), die in einer bis zum letzten Block synchronisierten Wallet gehalten werden müssen. Die Wallet muss dabei für Staking freigeschaltet sein.

Nur weil Staking aktiv ist, bedeutet dies nicht, dass neue PIV/zPIV sofort geschaffen werden. Die Blockvergütung wird für einen “gehashten” Block bezahlt und die Zuweisung von Blöcken ist abhängig von der Menge der für das Staking eingesetzten Coins (je mehr für Staking eingesetzt werden, umso höher die Chance ausgewählt zu werden). Aus diesem Grund gibt es eine Varianz in der Auszahlung, weil die Vergütung nicht regelmäßig, sondern zufällig ausbezahlt wird; so wie die Zuweisung der Blöcke geschieht.
Mehr zu Blockvergütung im Bereich 5.

Eine Anleitung zur Vorbereitung einer PIVX-Wallet für das Staken findet sich hier: https://pivx.org/knowledge-base/staking-setup-guide/

4 Masternode-Netzwerk

PIVX ist ein zweistufiges Netzwerk. Die erste Stufe ist die Staking-Stufe, in der alle Besitzer von PIV mittels Staking teilnehmen, die zweite Stufe ist die exklusive Masternode-Stufe.
Dieser Bereich handelt über das Masternode-Netzwerk. Mehr zu Staking im Bereich 4.

Masternodes sind Netzwerkknoten, die innerhalb des PIVX-Netzwerkes bestimmte, spezialisierte Aufgaben übernehmen. Dieser Ansatz wurde von Dash übernommen, allerdings mit einer signifikanten Überarbeitung des Proof-Of-Stake-Algorithmus. Die Funktionen der PIVX-Masternodes sind jedoch sehr ähnlich zu denen von Dash. Also solche sind die ein integraler Bestandteil des PIVX-Systems und notwendig, damit das Netzwerk funktioniert.

4.1 Technische Funktionen des Masternode-Netzwerkes

Das Masternode-Netzwerk übernimmt eine Vielzahl an Funktionen, die unabhängig von den Staking-Knoten sind. Diese Funktionen werden ausschließlich und exklusiv von Masternodes getätigt (und nicht von Staking-Knoten). Diese Verantwortlichkeiten werden über das gesamte Masternode-Netzwerk verteilt und keine Masternode hat dabei mehr Einfluss als jede andere im Netzwerk.

Der folgende Bereich stellt die einzelnen Masternode-Funktionen dar.

4.1 i SwiftX

  • Das SwiftX-Logo von PIVX.

Das Masternode-Netzwerk unterstützt nahezu sofortige Transaktionen welche innerhalb einer Sekunde durchgeführt sind. Mit den schnellen Transaktionszeiten von SwiftX bietet PIVX anderen Kryptowährungen und auch Kreditkartentransaktionen Paroli. SwiftX-Transaktionen werden unabhängig vom Status des Netzwerkes durchgeführt, weil diese isoliert im Masternode-Netzwerk prozessiert werden.

Die Funktion wird zwischen einer Mindestzahl an Masternodes ausgeführt. Bei Ausführen einer SwiftX-Transaktion wird der Input der entsprechenden Transaktion von einer zufällig gewählten Masternode gesichert. Diese Transaktion ist nur durch eine spezielle Transaktion “ausgebbar”. Alle konfligierenden Blöcke werden abgelehnt. Der Hash der gesicherten Transaktion wird durch die entsprechende Masternode via ZeroMQ (eine hochperformante, asynchrone Nachrichten-Bibliothek) über das Masternode-Netzwerk übertragen. Das Ergebnis ist sofortiger Konsens im Netzwerk, der das Warten auf Bestätigen eliminiert und dies ohne das Risiko von “Double-Spend”.

4.1 i SwiftX (Weiterführung)

  • Eine einfache Darstellung einer SwiftX-Transaktion

Schwarz: Standard-Knoten, pink: Masternode

Pink mit “D”: Beauftragte Masternode, “!”: SwiftX-Transaktion


1
Ein Standard-Knoten macht eine SwiftX-Transaktion.

  1. Die SwiftX-Transaktion wird in das Masternode-Netzwerk übermittelt.
  2. Einer zufällig ausgewählten Masternode wird die Transaktion zugewiesen und diese sichert die Transaktion.
  3. Die ausgewählte Masternode übermittelt die gesicherte Transaktion an das Netzwerk, alle abweichenden Blöcke werden verweigert.

Der Vorteil von SwiftX liegt darin, dass es Transaktionen in einem Point-Of-Sale (POS) – wie es zum Beispiel Visa macht – unterstützt. Der Unterschied ist, dass SwiftX dezentral funktioniert und es dabei keinen Angriffspunkt und keine Störanfälligkeiten gibt.

4.1 ii Coin-Mixing

So wie PrivateSend von Dash, wurde das Coin-Mixing-Feature von PIVX auf der Basis von CoinJoin gebaut. Coin-Mixing – oder auch “Tumbling” – beinhaltet das Verschleiern von Transaktionen, indem die Beträge in kleinere Transaktionen geteilt werden. So wird die Quelle geschützt. Im Ergebnis wird nicht der Gesamtbetrag direkt an den Empfänger zugeteilt, sondern geteilt und in andere Transaktionen gemischt. Dieser Prozess unterstützt die Übertrag- und Handelbarkeit der Währung.[4]

  • Das Bild zeigt[5] die grundlegende Idee hinter CoinJoin und wie zwei Transaktionen in eine gemischt werden..

Da PIVX Proof-Of-Stake – im Gegensatz zu Proof-Of-Work – ist, mussten signifikante Änderungen vorgenommen werden, um einen Coin-Mixing-Service auf optimale Art und Weise in den Code von PIVX zu implementieren.

Mit der PIVX-Core-Wallet 3.0.0 bewegte sich PIVX allerdings weg von der Methode des Coin-Mixings von CoinJoin und ersetzte es durch Zerocoin – ein weiterentwickeltes Coin-Mixing-Protokoll mit stark verbesserten Anonymitäts-Features, die in Form von Kryptographie direkt in das Protokoll eingebaut sind. Das schränkt die Notwendigkeit für Masternodes, die für Coin-Mixing verantwortlich sind, ein. Durch Zerocoin ist PIVX nun im Stande, vollständig anonyme und private Transaktionen durchzuführen; dabei wird keine Transaktion in der Blockchain aufgezeichnet.

4.1 ii Coin-Mixing (Weiterführung)

  • Das Zerocoin-Logo

Zerocoin “wechselt” herkömmliche Coins einer Währung zu einer anonymen Version (in unserem Fall zu zPIV) und allokiert diese in Pools (Akkumulatoren) aus denen die zPIV gesendet werden können. Diese Pools repräsentieren einen nennenswerten Teil der Gesamtmenge aller PIV. In dem Moment in dem dieses Dokument geschrieben wurde, sind dies ca. 20%. Daher ist es mit zPIV nicht nötigt die Herkunft einer Coin zu verschleiern. Ein zPIV ist nicht nachvollziehbar und besitzt keinen Transaktionsverlauf, besitzt aber immer noch alle Charakteristika der Basis-Währung.

PIVX wird auch weiterhin ein Pionier neuer Krypto-Technologie im Bereich Privatsphäre und Anonymität sein. Der nächste Schritt wird für PIVX sein, Bulletproofs einzuführen und das RSA-2048-System mit einer modernen Lösungen zu ersetzen.
Mehr zum Zerocoin-Protokoll von PIVX, zu Bulletproofs und zPIV im Bereich 6.

 

 

4.2 Dezentrale Verwaltung durch Masternodes

Als Dezentrale Autonome Organisation (DAO) basieren bei PIVX Entscheidungen auf der Selbstverwaltung durch die Community. Niemand bei PIVX, ob klein oder groß, hat die Möglichkeit, Entscheidungen zu diktieren. Dieser organische Ansatz der Selbstverwaltung ist beabsichtigt; die Community entscheidet in ihrem eigenen Interesse über die Geschicke von PIVX.

Diese Verwaltung wird derzeit durch das Masternode-Netzwerk bewerkstelligt. Die Betreiber von Masternodes haben das Recht und die Möglichkeit, auf Vorschläge, welche durch die Community eingereicht wurden, abzustimmen. Es gibt weit über 1.000 Masternodes und diese teilen das Wahlrecht entsprechend auf. Somit gibt es keine absolute Autorität innerhalb der Community.
Mehr über den Erwerb einer Masternode im Bereich 4.3.

Auch wenn die Stimmrechte derzeit exklusiv bei den Betreibern von Masternodes liegen, bedeutet dies nicht, dass andere Mitglieder der PIVX-Community davon ausgeschlossen sind, Einfluss auf die Zukunft von PIVX zu nehmen. Jeder kann einen Vorschlag erstellen und diesen offiziell zur Abstimmung stellen. Es stehen Kommunikationskanäle zur Verfügung durch welche die Mitglieder an den Diskussionen über die Entwicklung von PIVX teilnehmen können und ihre Beurteilung der Vorschläge mitteilen können. Somit werden die Mitglieder von PIVX gehört; auch wenn sie selbst nicht an den Abstimmungen teilnehmen können.

Auch wenn dieses System schon im hohen Maße die Gewalten teilt, wollen wir hervorheben, dass die Community von PIVX kürzlich entschieden hat, dass zukünftig die gesamte Community Stimmrechte haben soll. Daher ist es eines unserer Prioritäten 2018 eine Community Designed Governance einzuführen. Dies ist eine Verwaltung, die von der Gesamtheit der Community getragen werden soll.

  • Community Designed Governance ist derzeit in der Entwicklung. Neuigkeiten zur Community Designed Governance von PIVX werden auf folgender Seite angekündigt: https://pivx.org/what-is-pivx/roadmap/.

4.2 i Abstimmung von Vorschlägen

Im Moment ist das Masternode-Netzwerk für die Abstimmung der Vorschläge verantwortlich und bestimmt so über die Richtung in die sich PIVX bewegen soll. Jede Masternode kann über Vorschläge abstimmen und die Mehrheit der Stimmen entscheidet, ob ein Vorschlag akzeptiert wird.

Das Masternode-Netzwerk stellt somit einen dezentralen Wahl-Mechanismus dar, der die Richtung der Blockchain und des Projektes bestimmt. Dies erlaubt PIVX unter anderen Kern-Entwickler zu beschäftigen und diese direkt nach der erfolgreichen Abstimmung über die Verwendung für das Budget entsprechend zu bezahlen.

Ein Masternode-Betreiber kann über eine Kommandozeile innerhalb der Core-Wallet oder mit Tools außerhalb der Wallet seine Stimme(n) abgeben. Die Stimmen verteilen sich dann über das Netzwerk und werden als Blockchain-Objekt validiert.

Die Verwaltung funktioniert derzeit so, dass die Möglichkeit zur Abstimmung nur Masternode-Betreibern zur Verfügung steht. Das soll sich in Zukunft jedoch ändern.

  • Mehr zur Selbstverwaltung von PIVX im Bereich 4.2.

Derzeit werden die Vorschläge im Masternode-Netzwerk zur Abstimmung gebracht, aber der Abstimmungsprozess fängt viel früher an. Dieser Prozess sieht wie folgt aus:

Diskussionen in der Community finden üblicherweise auf dem Discord-Kanal von PIVX (discord.pivx.org) statt. Ein Vorschlag kann hier den aktiven Mitgliedern unterbreitet werden; die allgemeinen Details können hier diskutiert werden. Die Mitglieder geben den möglichen Antragstellern somit eine erste Einschätzung hinsichtlich ihrer Initiative.

Ein Forums-Post in unserem Forum forum.pivx.org unter “Budget & Governance Proposal > Pre-Proposal Discussions”. Hier werden die Ideen konkreter und ausformulierter präsentiert. Im Gegensatz zum schnelllebigen Live-Chat, haben die Posts im Forum eine länger Lebensdauer und bekommen so mehr Aufmerksamkeit. In diesem Stadium werden die Vorschläge gemäß dem öffentlichen Feedback und der Kritik angepasst.

 

4.2 i Proposal voting cont.

Ein offizieller Vorschlag ist ein Vorschlag, der im Forum diskutiert wurde, die entsprechenden Änderungsvorschläge aufgegriffen hat und die vorgebrachte Kritik adressiert. Im Forum können diese hier gefunden werden: “Budget & Governance Proposals”. Dies muss mindestens 72 Stunden vor dem nächsten Superblock geschehen, damit die Masternode-Betreiber darüber abstimmen können. Der Antragsteller muss eine Gebühr von 50 PIV pro Antrag zahlen. Dieser Betrag kann als Teil des Vorschlags wieder zurückbezahlt werden und muss unabhängig davon bezahlt werden, ob der Vorschlag akzeptiert wird oder nicht.

  • Eine detaillierte Erklärung, wie man einen Vorschlag zur Abstimmung stellt, findet sich hier: https://pivx.org/proposals/. Technische Details finden sich hier: https://forum.pivx.org/t/howto-create-a-proposal/959.

Die Abstimmung erfolgt durch das Masternode-Netzwerk. Damit ein Vorschlag als angenommen gilt, muss eine Mehrheit von mindestens 50% der an der Wahl teilnehmenden Masternodes erreicht werden. Zieht man von den Ja-Stimmen die Nein-Stimmen ab, darf diese Differenz nicht mehr als 10% der Gesamtheit der Masternodes betragen. Sind diese Anforderungen erfüllt, gilt der Vorschlag als angenommen. Nach der erfolgreichen Abstimmung muss eine weitere Gebühr in Höhe von 5 PIV bezahlt werden, damit der Vorschlag implementiert werden kann. Auch diese Gebühr kann in das Budget des Vorschlags mit eingeplant werden. Ungefähr 48 Stunden vor dem nächsten Superblock (2.880 Blöcke) müssen die Stimmen finale vorliegen, damit keine Manipulation möglich ist.

Die Implementierung passiert mit dem nächsten Superblock. Damit wird der Vorschlag offizieller Teil des PIVX-Projektes und wird entsprechend der Anfrage finanziert und unterstützt.

Dieser Prozess kann sich über die Zeit ändern, da es das Ziel von PIVX ist, sich weiter zu dezentralisieren und somit auf eine Community Designed Governance zu setzen. Es ist allerdings wahrscheinlich, dass die beschriebene Prozedur im wesentlichen beibehalten wird, jedoch eine größere Gruppe an Teilnehmern ihre Stimme abgeben können.

4.3 Masternode acquisition

Der Betrieb einer Masternode innerhalb des PIVX-Masternode-Netzwerkes ist für Investoren von PIVX eine attraktive Option. Masternodes erhalten für ihre Services eine Vergütung in Form von PIV. Masternodes werden durch die normale PIVX-Wallet betrieben, allerdings mit zusätzlichem Input. Um eine Masternode aufsetzen zu können, müssen einige Anforderungen erfüllt sein. Eine Masternode setzt Folgendes voraus:

10.000 PIV müssen sich in der mit der Masternode verbundenen Wallet befinden. Diese PIV dürfen während die Masternode aktiv ist, nicht ausgegeben werden – idealerweise hat man für Transaktionen eine separate Wallet. Wenn die geforderte Menge an PIV weniger als zehntausend beträgt, verliert man den Status der Masternode und kann so keine Vergütung mehr erhalten. Diese 10.000 PIV dienen mehreren Zwecken. Unter anderem sollen sie sicherstellen, dass ein Masternode-Betreiber motiviert ist, über einen langen Zeitraum einen stabilen Service anzubieten. Am wichtigsten ist allerdings, dass keine einzelne Person oder Organisation so viele Masternodes betreiben kann, dass eine 51%-Attacke möglich ist und somit die Selbstverwaltung und letztendlich die PIVX DAO unterwandern kann.

Eine statische IP-Adresse ist ferner notwendig um eine Masternode zu betreiben. Dynamische IP-Adressen können nicht im Netzwerk teilnehmen, weil sie keine konsistenten Kontakt darstellen um im Masternode-Netzwerk zu funktionieren. Auch muss die Internet-Verbindung des Masternode-Hosts verlässlich sein, da die Masternode permanent online sein soll. Ferner muss jede Masternode eine eigene IP besitzen. Das heißt, dass zwei Masternodes nur mit zwei unterschiedlichen IP-Adressen betrieben werden können. Falls die Umstände dies nicht ermöglichen, empfehlen wir, dass der Nutzer mit seinen PIV Vergütungen durch Staking verdient. Der Ertrag ist ähnlich zu einer Masternode, aber eine Downtime in der Verbindung stellt kein Problem dar.

  • Mehr zu “Staking” im Bereich 3.

Eine technische Kompetenz des Nutzers ist bevorzugt. Es gibt Dokumentationen, welche die Schritte detailliert beschreiben. Der Prozess beinhaltet das Editieren einer .conf-Datei, die Allokation der neuen Wallet-Adresse und weitere Schritte, die durch eine Linux Kommandokonsole ausgeführt werden müssen. In den PIVX-Kanälen gibt es Unterstützung für das Aufsetzen einer Masternode.

  • Anleitungen für das Aufsetzen einer Masternode findet man hier: https://pivxmasternode.org/category/masternodes/.• Support findet man innerhalb des Discord-Kanals von PIVX unter “#support” oder unter https://pivx.org/support/.

   

 

4.3 Erwerb einer Masternode (Weiterführung)        

Masternodes können auf Linux-Rechnern oder Geräten wie Raspberry Pi betrieben werden. Es existieren auch Hosting-Services. Unabhängig von der Entscheidung über die Hardware oder den Service, ist Sicherheit von höchster Bedeutung. Das Management der Private-Keys, eine Firewall, ein physisch geschützter Rechner und andere Sicherheitsmaßnahmen sind strengstens empfohlen. Das betrifft nicht nur die 10.000 PIV des Hosts aber auch die Sicherheit im Netzwerk.

Wie immer bei PIVX ist man auch mit der Aufgabe eine Masternode aufzusetzen nicht alleine. Die PIVX-Community ist immer hilfsbereit. Fragen zum Thema können auf dem Discord-Server von PIVX gestellt werden (discord.pivx.org)

5 Masternode – staking reward system

Als zweistufiges Netzwerk vergütet PIVX sowohl die Teilnehmer des Masternode-Netzwerkes als auch “Staker”. Entweder unterstützen die Nutzer das Netzwerk durch PoS (indem sie ihre PIV oder zPIV in ihren Wallets zum Staking einsetzen) oder durch den Betrieb einer Masternode (indem Sie 10.000 PIV als Sicherheit hinterlegen). Beide Formen führen zu Vergütungen, aber die Höhe ist unterschiedlich.

  • Mehr zu Masternodes im Bereich 4.

5.1 Ausbalancierung der Vergütung

Die Vergütung zwischen Masternodes und Staking-Wallets ist relativ ausgeglichen. Allgemein sind die Auszahlungen bei Masternodes regelmäßiger als bei Staking-Wallets. Mit dieser Verlässlichkeit sollen Nutzer motiviert werden, Masternodes zu betreiben, da sie einen sehr wichtigen Beitrag zur Gesundheit des Netzwerkes liefern.

Eine Masternode unterscheidet sich von einer Staking-Wallet wie folgt:

– Sie benötigt einen Einsatz von 10.000 PIV, welche während des Betriebs der Masternode nicht benutzt werden können.

– Sie muss ständig online sein.

– Sie benötigt eine statische IP-Adresse, die mit der Wallet des Nutzers assoziiert ist.

* Hinweis: Einige Aspekte der Konfiguration einer Masternode können für weniger technisch versierte Nutzer kompliziert sein.

Diese Einschränkungen werden durch relativ zum Staking höhere Vergütungen belohnt; ansonsten würden es nur wenige Nutzer bevorzugen, eine Masternode zu betreiben.

Im Folgenden die Vorteile von Staking gegenüber dem Betreiben einer Masternode:

– Staking kann man jederzeit an- und ausschalten; wie es dem Nutzer passt.

– Es kann unabhängig vom Status der Guthaben (PIV und/oder zPIV) geschehen.

– Die Beträge können auf verschiedene Adressen aufgeteilt werden.

– Kein Mindestbetrag nötig (im Gegensatz zur Masternode, wo 10.000 PIV benötigt werden).

5.1 Ausbalancierung der Vergütung (Weiterführung)

Es gibt gibt die theoretische Chance, durch Staking mehr als mit einer Masternode zu verdienen (bei demselben eingesetzten Betrag). Dies liegt an der zufälligen Natur des Stakings. Auf der anderen Seite kann es aber auch bedeuten, dass man für eine gewisse Zeit viel weniger Erträge erwirtschaftet als erwartet.

Staking mit zPIV bietet gegenüber PIV-Staking eine höhere Vergütung. Im Folgenden eine Aufgliederung der Vergütungen abhängig von PIV- oder zPIV-Staking:

Staker von PIV findet einen Block: 3 PIV an Masternodes, 2 PIV an Staker, 1 PIV geht an das Budget

Staker von zPIV findet einen Block: 2 PIV an Masternodes, 3 zPIV an Staker, 1 PIV geht

Masternodes verdienen gegenüber zPIV-Staker weniger. Zur Kompensation können Masternode-Betreiber zukünftig Gebühren durch die Teilnahme am zDEX-Netzwerk verdienen.

  • Mehr zu zDEX im Bereich 6.4.

Hinweis: PIVX setzte einen Wippenmechanismus ein, um eine Balance zwischen Auszahlungen für Staking und Masternodes auszugleichen. Allerding haben Zerocoin und andere neue Features diesen Prozess verkompliziert. Das machte das oben dargestellte neue System notwendig.

5.2 Unterschiede in der Vergütung: PIV und zPIV

Wie dargestellt, unterscheidet PIVX hinsichtlich der Vergütung zwischen zPIV, PIV und Masternodes. Diese Differenzierung ist Teil einer bewussten Entscheidung, die Nutzer von PIVX zu motivieren, Zerocoin zu unterstützen, welches ohne die Unterstützung durch viele Nutzer per Definition nicht funktionieren kann. Ausreichende Liquidität ist Voraussetzung dafür, dass zPIV reibungslos funktioniert. Frei verfügbare zPIV müssen dem Protokoll jederzeit zur Verfügung stehen. Dies hängt einerseits mit den Bestätigungen der Transaktionen und andererseit mit der Tatsache zusammen, dass zur Bestätigung ein weiteres zPIV derselben Wertstufe kreiert muss (z.B. durch andere Nutzer).

Die Mechanik von Zerocoin werden im Detail im Bereich 6 beschrieben. Die Differenz in den Auszahlungen ist für die Gesundheit des PIVX-Netzwerkes notwendig. Die Balance zwischen PIV und zPIV wurde sorgfältig gewählt. Anonymität und Zweckmäßigkeit  sind das ultimative Ziel von PIVX, die Gesundheit des Zerocoin-Netzwerkes hat hierbei Vorrang.

  • Mehr zu Zerocoin und zPIV im Bereich 6.

6 zPoS: Zerocoin Proof-Of-Stake

  • Das Logo und der Name des Zerocoin-Protokolls.

Durch das Hinzufügen des Zerocoin-Protokolls gelang es PIVX, echte Anonymität bei Transaktionen und für Guthaben von PIV zu erreichen. Zerocoin wurde der libZerocoin-Bibliothek entnommen, die lediglich ein Proof-Of-Concept darstellt und bereits zu dem Zeitpunkt  “Abandonware” war (die Entwickler arbeiteten bereits an anderen Projekten). Die Bibliothek ist frei nutzbar – Open Source . Das PIVX-Team machte aus libZerocoin das eigene PIVX-Zerocoin-Protokoll und schuf das damit einhergehende Konzept von zPIV.
Mehr zu libZerocoin im Bereich 2.5..

Die Herausforderung bei der Implementierung von Zerocoin in PIVX war, dass Zerocoin ursprünglich für den Einsatz mit Bitcoin, einem PoW-System, gedacht war. 15 PIVX funktioniert allerdings durch ein PoS-Konsensus-System. Dadurch waren substantielle Anpassungen an der Basis von Zerocoin (libZerocoin) nötig. Das Ergebnis dieser Anpassungen von Zerocoin ist das PoS-Protokoll von PIVX, zPoS.

6 zPoS: Zerocoin Proof-Of-Stake (Weiterführung)

zPoS ist das anonyme Proof-Of-Stake-Protokoll von PIVX – ein Protokoll, welches auf Zerocoin basiert. Im Gegensatz zu den meisten  Kryptowährungen die auf Proof-Of-Stake basieren, erlaubt zPoS den Nutzern von PIVX ihre zPIV vollständig anonym zu staken und entsprechende Blockvergütungen zu verdienen.

Nutzer erhalten eine höhere Vergütung, wenn sie zPoS nutzen: eine 50% höhere Entlohnung. So werden die Teilnehmer motiviert, im hohem Maße an zPoS teilzunehmen; dadurch wird die Privatsphäre und Sicherheit des Netzwerkes maximiert. Das Ziel von PIVX ist es, die Nutzer dazu zu bewegen, hauptsächlich das zPoS-System zu nutzen. PIV stellt in diesem System wiederum die Alternative für diejenigen dar, die vollständige Transparenz und Öffentlichkeit auf der Blockchain benötigen.

  • Mehr zu Sicherheit in den Bereichen 3.1 und 6.1 ii.

Das Staking von zPIV stellt keine speziellen Anforderungen, außer, dass man die PIVX-Core 3.1 oder höher betreiben muss. Wer diese minimalen Anforderungen erfüllt und mindestens ein zPIV in seine Wallet hält, qualifiziert sich für Blockvergütungen.

  • Mehr über Staking und Vergütung im Bereich 3 bzw. 5.

6.1 Zerocoin protocol anonymity

Das Zerocoin-Protokoll bietet Usern anonyme Transaktionen durch einen Coin-Mixing-Service, der auf Protokollebene stattfindet. Das Protokoll setzt “Zero-Knowledge-Proofs” ein (zwischen Sender und Empfänger werden keine Informationen ausgetauscht). Hierfür werden sogenannte Akkumulatoren eingesetzt, aus denen die zPIV gezogen werden, damit die entsprechenden Transaktionen keinen nachvollziehbaren Transaktionsverlauf mehr besitzen. zPIV kann gegen eine kleine Gebühr aus PIV konvertiert werden. Die ursprünglichen PIV werden damit zerstört.

  • Mehr zu zPIV im Bereich 6.2.

Zero-Knowledge kann als Konzept wie folgt dargestellt werden: Stellen wir uns eine Person vor, die Farbenblind ist und zwei Bälle besitzt. Einen roten und einen grünen; ansonsten sind die Bälle identisch. Für die Person sehen die Bälle gleich aus und sie ist skeptisch, ob die Bälle überhaupt unterschiedlich sind. Du willst der Person beweisen, dass die Bälle tatsächlich unterschiedliche Farben haben, aber sagst nicht, welcher grün und welcher rot ist. Mit folgendem System kann man den Beweis dennoch antreten. Ihr gebt der Person die zwei Bälle und diese versteckt die Bälle hinter ihrem Rücken. Als nächstes nimmt sie einen Ball nach vorne und zeigt sie euch. Die Person versteckt den Ball dann wieder hinter ihrem Rücken und  zeigt dann einen weiteren Ball. Die Wahrscheinlichkeit, dass die Person den Ball wechselt liegt bei 50%.

Die Person fragt “Habe ich den Ball gewechselt?” Dieser Prozess wird dann so oft wie nötig wiederholt. Durch die Farben kannst du beurteilen, ob die Person die Bälle tauschte oder nicht. Wenn die Bälle dieselbe Farbe hätten, gäbe es keine Möglichkeit die Richtigkeit mit einer höheren Wahrscheinlichkeit als 50% zu bestimmen. Wenn du und die Person den “Beweis” oft genug wiederholt (z.B. 128 mal), sollte die Person überzeugt sein, dass die Bälle in der Tat unterschiedliche Farben haben. Ansonsten wäre die Wahrscheinlichkeit, dass du fähig bist, alle Ballwechsel zu identifizieren bei nahezu null Prozent. Dieser Nachweis ist ein Zero-Knowledge-Nachweis, weil die Person nie lernt, welche Ball grün und welcher rot ist; die Person erhält lediglich Kenntnis darüber, dass die Bälle unterschiedliche Farbe haben..[6]

Siehe auch https://hackernoon.com/eli5-zero-knowledge-proof-78a276db9eff für eine alternative Erklärung.

6.1 Zerocoin protocol anonymity cont.

Das Zerocoin-Protokoll ersetzt die Coin-Mixing-Methode CoinJoin. CoinJoin wurde vor der Umstellung ab der Core-Wallet 3.0.0 eingesetzt. Mit Zerocoin wurden anonyme Transaktionen mit PIVX in allen Dimensionen verbessert.
Bild: Konzept von mcl4m..

Das Bild oben stellt vereinfacht dar, wie Zerocoin funktioniert. Bob kreiert 960 zPIV aus PIV und die Summe wird aus den als zPIV erhältlichen Wertstufen zusammengestellt. Diese Wertstufen werden in einem Pool zusammengefasst, wobei keine der neuen zPIV in nachvollziehbarer Verbindung mit den initialen PIV von Bob stehen. Die neuen zPIV von Bob werden von ihm an Amanda geschickt. Dabei bleibt der Zahlungsstrom zwischen Bob und Amanda gegenüber Dritten anonym. Es ist anzuraten, die zPIV mit einigem Vorlauf zum Senden zu kreieren; damit wie die Anonymität weiter verbessert.

In dem oben dargestellten Beispiel wurden die 960 zPIV durch vier unterschiedliche Wertstufen zusammengestellt. Um zPIV ausgeben zu können, muss jemand mindestens eine weitere zPIV-Einheit der entsprechenden Wertstufe konvertiert haben. Dadurch wird die Privatsphäre weiter verbessert, da es das Potenzial gibt – auch wenn es sehr klein ist – , dass Transaktionen sonst nachverfolgbar sind. Das ist der Grund, warum das Vergütungssystem von PIVX zPIV-Staking höher vergütet als normale PIV. Somit bleiben die Akkumulatoren gefüllt und zPIV werden neu kreiert.

6.1 Anonymität durch das Zerocoin-Protokoll (Weiterführung)

Das Zerocoin-Protokoll von PIVX: Technische Spezifikation (v2.0)

Schlüssel-Feature: maßgeschneidertes Akkumulator-Check-Point-System

zPIV Version 1: Vom 16. Oktober 2017 bis 29. März 2018 (abgeschlossen)

zPIV Version 2: ab 01. Mai 2018 (derzeit)

zPoS: ab 08. Mai 2018 (derzeit)

Akkumulator-Modus: RSA-2048

zPIV-Wertstufen: 1, 5, 10, 50, 100, 500, 1000, 5000

Zeit für Umwandlung: circa 0,5 Sekunden

Zeit für Ausgabe: circa 2,5 Sekunden

Maximale, einzelne Ausgabe: 35.000 PIV

Maximales Ausgabelimit für Wertstufen: sieben

Blockgröße: 2 MB (war 1 MB vor der Wallet-Version v3.0.0)

Gebühren (Schöpfen): 0,01 PIV pro geschöpfte zPIV-Wertstufe.

Gebühren (Ausgabe): Keine Gebühren um zPIV als PIV zu senden.

Minimale PIV-Bestätigungen um zPIV zu schöpfen: Sechs Bestätigungen

Minimale zPIV-Bestätigungen vor einer Ausgabe: 20 Bestätigungen

Reifegrad bevor zPIV ausgegeben werden können: eine neue, identische Wertstufe wurde zum Akkumulator hinzugefügt.

Bestätigungen, bevor zPIV wieder zum Staking benutzt werden können: 200

  • For more on PIVX coin specs see section 2.1.
    • For more on Bulletproofs see section 6.1 i.

 

 

 

6.1i Zerocoin Bulletproof und die “Vertrauenslosigkeit”

Manchmal wird gegenüber Zero-Proofs als Bedenken vorgebracht, dass hierfür ein System von gegenseitigem Vertrauen als Basis notwendig ist. In einem Umfeld in dem man ein “vertrauensloses” System favorisiert, erscheint diese Abhängigkeit als nicht ideal.

Auch wenn es keine praktische Schwachstelle in dem aktuellen Zero-Knowledge-System gibt, gibt es Bestrebungen zu einem vertrauenslosem System zu wechseln. Im Moment ist diese Arbeit fast vollständig theoretischer Natur und ein potenzielle Lösungen werden angeschaut. Weitere Informationen werden wir teilen, wenn es neue Entwicklungen gibt.

PIVX arbeitet ferner daran, eine maßgeschneiderte Umsetzung des Bulletproofs-Papers zu erreichen. Ziel ist es, die Kommunikationskosten der Seriennummer-Signatur zu reduzieren (diese ist ein essentieller Teil einer Zerocoin-Transaktion).

Bulletproofs wurde von der Stanford University und dem University College London und von Blockstream entwickelt. Bulletproofs werden wie folgt beschrieben:

“…kurze, nicht-interaktive Zero-Knowledge-Proofs, die kein auf Vertrauen basiertes System benötigen […] Bulletproofs sollen Transaktionen in Bitcoin und anderen Kryptowährungen geheim und gleichzeitig effizient machen. Jede geheime Transaktion beinhaltet einen kryptographischen Nachweis darüber, dass die Transaktion valide ist. Bulletproofs verkleinern die Größe dieser Nachweise von über 10 kB auf weniger als 1 kB.” 17

Der Wechsel zu Bulletproofs wird die Größe der Zerocoin-Transaktionen signifikant reduzieren und somit die Blockchain weiter optimieren.

Derzeit arbeiten wir daran, die Basis für eine fortschrittliche Integration von Bulletproofs zu legen. Das derzeitige Protokoll wird in sogenannte “Arithmetic Circuits” umgebaut – eine Methode um Probleme der Komplexitätstheorie zu beschreiben.

Die Arbeit an der Implementierung von kleineren Nachweisen geht gut voran; die Größe der Signaturen konnte von 20 Kb auf unter 5 Kb gebracht werden, was einer Gesamtgröße von rund 11 Kb entspricht, wenn man den Nachweis der Akkumulation und des Overheads mit berücksichtigt. Unser Ziel ist, die Gesamtgröße weiter zu verkleinern.


6.1i Zerocoin Bulletproof und die “Vertrauenslosigkeit” (Weiterführung)

The implementation of Bulletproofs is based upon cryptography from well respected security conferences, and is being reworked to suit PIVX’s use case scenario. While the proof of concept exists, the development and integration is something that needs to be handled carefully, and with utmost respect for the integrity of the final product.

To learn more about Bulletproofs, the research paper on the emergent protocol can be found at the following web address:
https://eprint.iacr.org/2017/1066.pdf

6.1ii Zerocoin, Privatsphäre und Sicherheit

Durch das Zerocoin-Protokoll, das PoS- und das Masternode-Netzwerk ist PIVX belastbarer und weniger anfällig für Angriffe wie die einer sogenannten Sybil-Attacke (da eine Monopolisierung wie bei PoW-Mining weniger wahrscheinlich ist). Als solches würde ein Sybil-Angriff mehr kosten, als schlicht die Mehrheit aller Coins zu kaufen um so die Mehrheit der Masternodes zu kontrollieren (welche jede 10.000 PIV und eine einzigartige IP-Adresse benötigen). Die Anzahl der Masternodes ist derzeit bei über 1.300; ein 51%-Angriff würde ein unrealistisch hohes monetäres Investment voraussetzen; vor allem, wenn man die Balance aus Angebot und Nachfrage berücksichtigt. Durch weitere, zukünftige Änderungen im Abstimmungssystem würde ein solcher Angriffe noch weit weniger praktikabel sein.

  • Mehr zur Sicherheit von PIVX PoS im Bereich 3.1.

Mittels Zerocoin können neue zPIV kreiert werden, welche in separaten Akkumulatoren auf der Blockchain gehalten werden. Ausgaben via Zerocoin werden wiederum in neue PIV konvertiert und diesen hängt bei Empfang kein auf der Blockchain nachvollziehbarer Transaktionsverlauf an. Im Gegensatz zu anderen “Privacy-Coins” gibt es bei PIVX keinen verstecken Algorithmus, der nur darauf wartet entschlüsselt zu werden um so die Anonymität zu verlieren. Vielmehr ist PIVX ein Ökosystem, welches Transaktionen zwischen Nutzern vollständig von vorherigen Transaktionen trennt. Die Anforderungen an die Reife von Coins (die Anzahl der Bestätigungen) und höhere Vergütungen für zPoS stellen sicher, dass der Pool aus dem zPIV gezogen werden, immer so voll ist, dass die Rückverfolgung von Transaktionen eine statistische Unmöglichkeit darstellen.

Bald sollen neue Features die Privatsphäre, Anonymität und Sicherheit von Zerocoin und PIVX weiter verbessern: Genehmigtes Staking, das Dandelion-Protokoll, I2P, U2F und andere Implementierungen stehen auf der Roadmap. Dies sorgt dafür, dass PIVX weiterhin eine der führenden Kryptowährungen im Bereich Verfügbarkeit, Sicherheit und Anonymität darstellt. Dabei steht der Schutz der Nutzer, der Transaktionen und der Guthaben an erster Stelle.

6.2 zPIV

zPIV ist die Währung die von dem Zerocoin-Protokoll von PIVX genutzt wird. zPIV ist keine eigene Kryptowährung; sie sind als eine Form von PIV anzusehen, die einen Zerocoin-Status erhalten haben. Daher ist der Wert eines zPIV immer identisch mit dem Wert eines PIV und ein Nutzer kann in der PIVX-Wallet jederzeit zwischend den beiden wechseln.

Auch wenn zPIV und PIV nicht getrennt voneinander betrachtet werden können und eine gemeinsame Währung bilden, werden die jeweiligen Guthaben in der Wallet separat ausgewiesen. Selbstverständlich wird auch die Summe von PIV und zPIV berechnet und dargestellt.

zPIV werden neu geschöpft, wenn PIV den Zerocoin-Status erhalten; dies steuert der Nutzer in seiner PIVX-Wallet. Die neuen zPIV ersetzen den entsprechenden Wert an PIV und werden vom Netzwerk entfernt. Somit sind die neuen zPIV frei von einem nachzuvollziehendem Transaktionsverlauf und können öffentlich daher nicht mehr nachvollzogen werden. Gleichzeitig bleibt die Gesamtmenge an Coins stabil. Das gilt auch für die via zPIV empfangenen PIV; diese werden vor dem Senden ebenfalls neu geschöpft.

zPIV existieren in Akkumulatoren in den Wertstufen von 1, 5, 10, 50, 100, 500, 1000 und 5000. Wertstufen kleiner als eins stellen eine potenzielle Möglichkeit dar, derzeit steht dies aber nicht Debatte (basierend auf dem Volumen und dem Wert eines PIV).

Wenn eine Transaktion von den definierten Wertstufen abweicht, wird der nächste Wert durch die Wertstufen zusammengestellt und der Restbetrag in Form von PIV (als Wechselgeld) an den Nutzer zurückgegeben. Dadurch kann man auch Beträge überweisen, die von Kombinationen der Wertstufen abweichen.

Um Spam-Transaktionen oder Netzwerk-Attacken zu unterbinden, gibt es eine kleine Gebühr für die Umwandlung von PIV in zPIV von 0,01 PIV pro Wertstufe. Diese werden verbrannt, was wiederum die Gesundheit des PIVX-Ökosystems unterstützt. Da die Wertstufen derzeit als 1, 5, 10, 50, 100, 500, 1000 und 5000 gesetzt sind, muss ein Nutzer z.B. bei 18 zPIV eine Gebühr von 0,05 PIV bezahlen. Die Summe 18 setzt sich aus den Wertstufen 10, 5 und dreimal 1 zPIV zusammen. Diese fünf onvertierungen kosten jeweils 0,01 PIV und summieren sich dann auf 0,05 PIV.


6.2 zPIV (Weiterführung)

Das ultimative Ziel von PIVX ist es, dass die Mehrheit der Transaktionen im Netzwerk von PIVX via zPIV abgewickelt wird. Das bedeutet nicht, dass PIV abgeschafft werden soll. Ganz im Gegenteil: PIV sollen ganz bewusst als Mittel für schnelle und öffentlich nachvollziehbare Transaktionen (z.B SwiftX) beibehalten und gefördert werden.

Jede zPIV-Wertstufe, die vor dem Start von “Deterministic zPIV” geschöpft wurde, wird mit einer einzigartigen Seriennummer identifiziert, die in der lokalen wallet.dat und nicht in der Blockchain gespeichert wird. Das bedeutet, dass alle zPIV, die mit alten Wallets kreiert wurden, immer durch ein Backup der wallet.dat-Datei gesichert werden müssen (da das vorherige Backup der Datei die neuen Seriennummer von neu geschöpften zPIV nicht enthält). Da das PIVX-Netzwerk ältere Core-Wallets nicht mehr unterstützt, sollte dies kein Problem für die Nutzer von zPIV darstellen.

Deterministic zPIV werden mittels eines einzigartigen 256-bit-Samen generiert, wenn die Wallet das erste Mal betrieben wird. Dieser deterministische Samen wird benutzt, um neue zPIV aus PIV zu konvertieren. Durch den Schlüssel können die zPIV jederzeit zurück berechnet werden. Deterministic zPIV ermöglicht es somit, dass alle zukünftigen zPIV durch den Schlüssel gesichert und wiederhergestellt werden können. Der Samen wird für zPIV-Transaktionen benötigt; wenn der Samen geändert wird, können alle Coins, die mit dem vorherigen Samen generiert wurden nicht mehr transferiert werden. Es wird empfohlen, dass User ihren Schlüssel außerhalb der Wallet speichern oder aufbewahren. Wenn die Wallet bei der ersten Nutzung “gelockt” ist, wird der Samen dann generiert, wenn die Wallet das erste Mal freigeschaltet wird.

Deterministic zPIV verschlüsselt, was sonst unverschlüsselt wäre: reine Zerocoins. Es ist wichtig, den dzPIV-Schlüssel sicher aufzubewahren, da andere mit dem Schlüssel auf die entsprechenden zPIV zugreifen können. Ganz wie es mit Private-Keys möglich ist.

Die Seriennummer und andere essenzielle zPIV-Daten werden in die Datenbank geschrieben (wallet.dat) und erst dann wird die Transaktion in das Netzwerk übertragen. Dieses Vorgehen minimiert das Risiko die frisch geschöpften zPIV aufgrund eines unerwarteten PC-Crashs oder aufgrund von Problemen mit der Internetverbindung zu verlieren.

Im August 2018 gelang es PIVX als erstes eine auf Zerocoin basierte Transaktion mit Hilfe einer auf Android basierten Light-Node (ein Netzwerkknoten, der nicht die gesamte Blockchain speichert) zu realisieren.

6.3 Schöpfen und “Staken” von zPIV v2 für zPoS

Mit der Core-Wallet 3.1.0 wurde zPoS bei PIVX eingeführt. zPoS erlaubt Nutzern ihre zPIV für Staking einzusetzen; ganz so, wie es mit PIV möglich ist. So wie mit normalen PIV kann man mit zPIV Blockvergütungen durch Staking verdienen. Die Frequenz der Auszahlungen ist dabei abhängig von den eingesetzten Beträgen. Die Vergütung für zPIV ist dabei höher (drei) als bei normalen PIV (zwei). Wichtig ist, dass zPIV welche vor dem Release der Version 3.1.0 kreiert wurden, nicht für Staking eingesetzt werden können. Nur zPIV die nach dieser Zeit geschöpft wurden (zPIV v2) sind mit zPoS kompatibel.

In dem Fall, dass ein Nutzer zPIV staken will, die mit einer früheren Version gemacht wurden, muss er diese in zPIV v2 konvertieren. Die geschieht, indem der User seine zPIV an eine eigene Adresse schickt (die zPIV werden dadurch in PIV umgewandelt) und dann die PIV wieder in zPIV konvertiert.

Staking von zPIV setzt keine bestimmten Bedingungen voraus, außer, dass die genutzte Wallet kompatibel mit zPOS ist.

  • For more on staking and staking rewards see sections 3 and 5 respectively.

6.3 Schöpfen und “Staken” von zPIV v2 für zPoS (Weiterführung)

Im Folgenden weitere Informationen zu vPIV Version 2

Zerocoin Version 2

Einige initiale, kritische Sicherheitslücken im Zerocoin-Protokoll und in der Implementierung von Zerocoin bei PIVX wurden geschlossen. Es wurde so viel geändert, dass die neuen Zerocoins sich erheblich von den alten Zerocoins unterscheiden und die neue Version daher als “zPIV Version 2” bezeichnet wird. Nutzer der QT-Wallet können im Bereich “zPIV Control” sehen, ob ihre zPIV noch Version 1 oder schon Version 2 sind.

 

zPoS (Staking von zPIV)

Nach 200 Bestätigungen stehen zPIV für Staking zur Verfügung. Staking von zPIV “konsumiert” eine Zerocoin und ersetzt diese mit einer neu geschöpften Zerocoin derselben Wertstufe. Ferner wird die Vergütung von drei zPIV von jeweils einem zPIV generiert. Wenn also z.B. 1.000 zPIV für Staking eingesetzt werden, ersetzt das Protokoll diese mit frischen 1.000 plus drei mal ein zPIV.

 

Sichere Ausgabe

Zerocoins der Version 1 – wie von Miers et al ursprünglich vorgeschlagen – ermöglicht etwas, was wir “Serial Trolling” nennen. Bei der Ausgabe von Zerocoins muss der Sender die Seriennummer der jeweiligen Zerocoin offenlegen, damit das System auf “Double Spending” überprüft werden kann. Es kann ein seltene Konstellation entstehen, in der der Sender eine Transaktion initiiert, diese aber nicht sofort in der Blockchain reflektiert wird und eine gewisse Zeit in einem Mempool verbleibt. Der Troll kann dann die Seriennummer des Senders sehen, eine neue Zerocoin mit derselben Seriennummer kreieren und diese ausgeben, bevor die originale Transaktion bestätigt wurde. Wenn das Timing richtig ist, kann die originale Transaktion ungültig sein; die Seriennummer würde als “Double Spend” gelten. Das Problem wurde mit Version 2 abgemildert; jetzt ist die Seriennummer ein Hash des öffentlichen Schlüssels. Die Ausgabe von Coins benötigt eine durch den öffentlichen Schlüssel generierte zusätzliche Signatur, die mit dem Hash des öffentlichen Schlüssels verbunden ist. Diese Lösung wurde von Tim Ruffing vorgeschlagen, ein Kryptograph, der das Zerocoin-Protokolls studiert hat und an dem ZCoin-Projekt mitgewirkt hat.

6.4 zDEX

  • Das offizielle Logo von zDEX.

zDEX, zDEX ist ein wichtiger Meilenstein in der Geschichte von PIVX. Das Projekt wird privat finanziert und nicht direkt durch PIVX gesteuert. zDEX ist ein unabhängiges Projekt und baut auf dem Zerocoin-Protokoll und auf zPoS auf. Nutzer erhalten durch zDEX dezentrale Eintrittsmöglichkeit in das Ökosystem von PIVX. Als dezentrale Exchange kann man bei zDEX die Währungspaare Bitcoin (BTC) – zPIV und eine Handvoll weiterer wichtiger Coins handeln. Dadurch können z.B. Bitcoin direkt in zPIV konvertiert werden. Es ist geplant weitere Währungspaare aufzunehmen.

zDEX funktioniert ohne Mittelsmann und auf der Basis von zPIV; dadurch wird vollständige Privatsphäre bei Transaktionen gewährleistet.

zDEX-Masternodes erhalten für ihre Unterstützung der zDEX-Transaktionen Gebühren. Diese Auszahlungen sollen die Differenz zwischen zPIV-Staking und Masternode-Vergütungen für die Betreiber von Masternodes positiv ausgleichen. Somit wird die aktive Unterstützung von verschiedenen Aspekten und Schwerpunkten der Teilnehmer am Netzwerk incentiviert.

Ein kleiner Teil der Gebühren gehen an das Entwicklerteam von zDEx (als Teil der vertraglichen Vereinbarung zur Finanzierung des Projektes).

  • Mehr zu Staking und Blockvergütungen in den Bereichen 3 bzw. 5.

Der Launch von zDEX ist derzeit für die zweite Jahreshälfte 2018 geplant.