Gossip-about-Gossip Börsenlexikon Vorheriger Begriff: Hedera Foundation Nächster Begriff: Hive-Blockchain

Gossip-about-Gossip ist ein zentraler Mechanismus im Hashgraph-Konsensalgorithmus, der dem Hedera-Netzwerk zugrunde liegt. Es handelt sich um eine optimierte Variante des sogenannten Gossip-Protokolls, das ursprünglich zur schnellen und effizienten Verbreitung von Informationen in dezentralen Netzwerken entwickelt wurde. Die Besonderheit von "Gossip-about-Gossip" liegt in der impliziten Übermittlung von Metainformationen, durch die ein gerichteter azyklischer Graph (DAG) entsteht, der es ermöglicht, den Konsens über die Reihenfolge von Transaktionen deterministisch, effizient und sicher zu erreichen – ohne Blöcke, Miner oder Leader.

Grundprinzip des Gossip-Protokolls

Ein Gossip-Protokoll funktioniert nach dem Prinzip informeller, dezentraler Kommunikation – ähnlich wie ein Gerücht, das sich durch eine Gesellschaft verbreitet:

1. Ein Knoten im Netzwerk erfährt von einer neuen Information (z. B. einer Transaktion).

2. Dieser Knoten wählt zufällig einen anderen Knoten aus und teilt ihm die Information mit.

3. Der Empfänger wird nun selbst zum Sender und wiederholt den Vorgang.

Durch diese zufällige Peer-to-Peer-Verbreitung erreicht eine Information typischerweise sehr schnell alle Knoten im Netzwerk – die Verbreitungsgeschwindigkeit ist exponentiell.

Erweiterung zu Gossip-about-Gossip

Im Hashgraph-Protokoll wird das klassische Gossip-Modell erweitert: Neben den eigentlichen Nutzdaten (z. B. Transaktionen) werden bei jeder Übermittlung zusätzlich Metadaten über die Struktur des Informationsflusses weitergegeben. Genau dieser Zusatz ist die Innovation des Gossip-about-Gossip:

• Jeder Knoten speichert nicht nur, was er gelernt hat, sondern auch von wem und wann er es erfahren hat.

• Diese Information wird bei jeder weiteren Gossip-Nachricht mitübertragen.

• So erfährt jeder Knoten nicht nur den Inhalt, sondern auch die Kommunikationsgeschichte der Nachricht.

Aus diesem Prozess entsteht ein gerichteter azyklischer Graph (DAG), bei dem jeder „Event“ (eine Kombination aus Transaktionen und Metainformation) zwei Elternteile hat:

1. Die vorherige Information des aktuellen Knotens (Self-Parent)

2. Die letzte Information des Peers, mit dem gerade kommuniziert wurde (Other-Parent)

Vorteile des Gossip-about-Gossip-Verfahrens

1. Effiziente Konsensfindung ohne Abstimmung
   Da jeder Knoten durch die vollständige Gossip-Historie weiß, wann und wie andere Knoten bestimmte Informationen erhalten haben, lässt sich der Konsens über die Reihenfolge von Transaktionen mathematisch deterministisch berechnen – ganz ohne Wahlverfahren, Leader oder Voting-Runden.

2. Asynchrone byzantinische Fehlertoleranz (aBFT)
   Die Kombination aus vollständiger Historie und deterministischem Konsens erlaubt es dem System, bis zu ein Drittel fehlerhafter oder bösartiger Knoten zu tolerieren, ohne dass die Integrität gefährdet ist.

3. Hohe Skalierbarkeit
   Da keine global synchronisierten Entscheidungen getroffen werden müssen, kann das System viele Tausend Transaktionen pro Sekunde verarbeiten – deutlich mehr als klassische Blockchains.

4. Niedrige Latenz und schnelle Finalität
   Neue Transaktionen erreichen in Sekundenschnelle finalen Konsens. Forks oder Reorganisationen, wie sie in Blockchains auftreten, sind bei Hashgraph konzeptuell ausgeschlossen.

5. Minimale Kommunikationslast
   Der Austausch besteht aus einfachen Paar-Gesprächen (Peer-Gossip), die regelmäßig stattfinden – es sind keine globalen Broadcasts oder teure Signaturvergleiche nötig.

Funktionsweise im Detail

Der Ablauf des Gossip-about-Gossip-Protokolls lässt sich wie folgt strukturieren:

1. Event-Erstellung
   Jeder Knoten erstellt regelmäßig „Events“, die Transaktionen sowie Referenzen auf zwei Eltern-Events enthalten.

2. Gossip-Übertragung
   Der Event wird an einen zufällig gewählten Knoten gesendet, inklusive der Informationen, von welchen Eltern-Events er abstammt.

3. Graphenaufbau
   Durch die wiederholte Verbreitung aller Events und ihrer Elternbeziehungen entsteht bei jedem Knoten lokal ein identischer Hashgraph, der alle Event-Verbindungen im Netzwerk abbildet.

4. Konsensberechnung
   Basierend auf der Struktur des Hashgraphs (insbesondere durch Methoden wie „Famous Witnesses“ und „Virtual Voting“) berechnet jeder Knoten unabhängig, aber deterministisch, die Konsens-Zeitstempel und die Transaktionsreihenfolge.

Anwendung in Hedera Hashgraph

Im Hedera-Netzwerk wird Gossip-about-Gossip als Konsensschicht eingesetzt. Die Architektur ist modular aufgebaut:

• Datenebene: Gossip-Protokoll für Event-Verteilung

• Strukturebene: Aufbau des Hashgraphen durch Gossip-about-Gossip

• Konsensebene: Ableitung der Reihenfolge und Finalität durch deterministische Berechnungen

Dieser Mechanismus bildet die Grundlage für die verschiedenen Hedera-Dienste, darunter:

• Hedera Consensus Service (HCS): Ermöglicht Anwendungen, Zeitstempel und Reihenfolgen mit hoher Sicherheit und Geschwindigkeit zu verifizieren.

• Token Transfers und Smart Contracts: Profitieren von schneller Verarbeitung und deterministischer Finalität.

Abgrenzung zu Blockchain-basierten Verfahren

Fazit

Gossip-about-Gossip ist ein innovativer Mechanismus zur dezentralen Konsensfindung, der durch die Kombination aus effizienter Informationsverbreitung und Metadatenanalyse den Aufbau eines hochperformanten, sicheren und fairen verteilten Ledgers ermöglicht – ganz ohne klassische Blockstruktur. Diese Technologie bildet das Fundament von Hedera Hashgraph und stellt eine leistungsfähige Alternative zu Blockchain-basierten Systemen dar, insbesondere in Szenarien mit hohen Anforderungen an Geschwindigkeit, Finalität und Energieeffizienz.