Was ist HyperBFT und wie funktioniert es?

Was ist HyperBFT?

HyperBFT ist das eigene Konsensprotokoll von Hyperliquid. Es legt fest, wie Validatoren gemeinsam Konsens darüber erreichen, in welcher Reihenfolge gültige Transaktionen und Orders verarbeitet werden und welche Blöcke endgültig zur Blockchain hinzugefügt werden.

Das ist besonders wichtig für Hyperliquid, weil die Plattform mit einem vollständig On-Chain Orderbuch arbeitet. Nicht nur ausgeführte Transaktionen werden auf der Blockchain verarbeitet, sondern auch das Platzieren und Stornieren von Orders, Liquidationen und andere Änderungen in der Handelsumgebung. All diese Vorgänge müssen in der richtigen Reihenfolge verarbeitet und vom Netzwerk bestätigt werden.

HyperBFT sorgt dafür, dass ein einzelner Validator nicht allein bestimmen kann, was auf der Blockchain passiert. Validatoren prüfen vorgeschlagene Blöcke und erzielen gemeinsam Konsens, bevor neue Informationen endgültig hinzugefügt werden. So kann das Netzwerk korrekt weiterlaufen, wenn ein begrenzter Teil des Stimmgewichts ausfällt, Fehler macht oder falsche Informationen verbreitet, solange ein Quorum von mehr als zwei Dritteln der gesamten Stake ehrlich mitmacht.

Das Protokoll basiert auf den Prinzipien von Byzantine Fault Tolerance. Das heißt, das Netzwerk ist so ausgelegt, dass es zuverlässig bleibt, auch wenn nicht jeder Validator korrekt handelt. HyperBFT ist außerdem stark von HotStuff inspiriert, einem BFT-Protokoll, das mit temporären Leadern, Abstimmungsrunden und Nachweisen arbeitet, dass genug Validatoren einen Vorschlag unterstützen.

Hyperliquid hat diese Prinzipien angepasst und für die spezifischen Anforderungen einer Handelsplattform optimiert. Beim On-Chain-Handel müssen Orders schnell verarbeitet werden, während sich alle Validatoren weiterhin über Reihenfolge und Ergebnis einig bleiben müssen. HyperBFT ist deshalb auf niedrige Verzögerung, schnelle Finalität und die Verarbeitung großer Mengen an Handelsaktivität ausgerichtet.

Damit bildet HyperBFT die Konsensschicht von Hyperliquid. Es sorgt dafür, dass HyperCore, wo Orderbuch und Handelsmärkte verarbeitet werden, und andere Teile des Netzwerks auf denselben gemeinsamen und endgültigen Zustand der Blockchain vertrauen.

Wichtigste Erkenntnisse

• HyperBFT ist das eigene Konsensprotokoll von Hyperliquid.
• Es basiert auf Byzantine Fault Tolerance und ist von HotStuff inspiriert.
• HyperBFT sorgt dafür, dass die Validatoren ausreichend Konsens über die Reihenfolge von Transaktionen und den Inhalt neuer Blöcke erreichen.
• Das Protokoll ist für niedrige Latenz und hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit optimiert.
• Dank HyperBFT kann Hyperliquid ein vollständig On-Chain Orderbuch mit schneller Finalität anbieten.

Wie funktioniert HyperBFT?

HyperBFT bildet die Konsensschicht der Hyperliquid-Blockchain. Jedes Mal, wenn ein Nutzer eine Order platziert, storniert oder eine Transaktion ausführt, müssen die Validatoren Konsens über den neuen Zustand des Netzwerks erreichen. Erst danach wird dieser endgültig zur Blockchain hinzugefügt.

Hyperliquid nutzt dafür ein Proof-of-Stake-Netzwerk mit einem aktiven Set aus 24 Validatoren. Jeder kann einen Node betreiben, aber nur die 24 Validatoren mit dem meisten delegierten Stake gehören zum aktiven Validator-Set. Sie produzieren Blöcke und nehmen an der HyperBFT-Konsensfindung teil.

Wenn ein Nutzer zum Beispiel eine Limit-Order platziert, wird diese an das Hyperliquid-Netzwerk gesendet. Ein Validator, der in dieser Konsensrunde einen Block vorschlagen darf, kann die Order in den neuen Block aufnehmen. Die anderen aktiven Validatoren prüfen den Vorschlag und stimmen anschließend darüber ab.

HyperBFT vertraut dabei nicht auf einen einzelnen Validator. Ein Block wird erst endgültig, wenn mehr als zwei Drittel des insgesamt gestaketen Stimmgewichts denselben Vorschlag unterstützen. Dadurch kann eine kleine Gruppe defekter oder böswilliger Validatoren nicht allein bestimmen, welche Transaktionen oder Orders verarbeitet werden.

Sobald genug Validatoren Konsens erreicht haben, wird der Block sofort endgültig. Der neue Zustand der Blockchain wird anschließend aktualisiert, sodass alle Nutzer dasselbe Orderbuch, dieselben Transaktionen und dieselbe Handelshistorie sehen. Diese One-Block-Finality ist einer der Gründe, warum Hyperliquid Orders nahezu sofort verarbeiten kann.

Beispiel:

Stell dir vor, du platzierst im Hyperliquid-Netzwerk eine Limit-Order, um 1 HYPE zu kaufen.

Die Order wird an das Hyperliquid-Netzwerk gesendet und kann anschließend in einen vorgeschlagenen Block aufgenommen werden. Sobald ein Quorum von mehr als zwei Dritteln der gesamten Stake den Block unterstützt, wird der Block endgültig und das Orderbuch wird aktualisiert.

Dadurch stützt sich jeder Teilnehmer auf denselben endgültigen Zustand des Orderbuchs. Nutzer bekommen also nicht jeweils eine andere Version der offenen Orders und ausgeführten Transaktionen angezeigt.

Worin unterscheidet sich HyperBFT von anderen BFT-Protokollen?

HyperBFT ist kein komplett neues Konsensprotokoll. Laut Hyperliquid handelt es sich um eine Variante von HotStuff, die weiter für die spezifischen Anforderungen des Hyperliquid-Netzwerks optimiert wurde.

HotStuff ist ein modernes Byzantine-Fault-Tolerance-Protokoll (BFT). BFT bedeutet, dass ein Netzwerk weiterhin Konsens erreichen kann, wenn ein Teil der Validatoren ausfällt, Fehler macht oder falsche Informationen verbreitet. Ziel ist, dass ehrliche Validatoren dieselbe Reihenfolge von Transaktionen weiter verfolgen und nicht zwei widersprüchliche Versionen der Blockchain endgültig machen.

HotStuff arbeitet mit einem temporären Leader, der einen Block vorschlägt, woraufhin die anderen Validatoren darüber abstimmen. Sobald genug Validatoren denselben Vorschlag unterstützen, entsteht ein Nachweis für breiten Konsens und der Block kann schließlich endgültig werden. Das Protokoll hat ältere BFT-Protokolle vor allem dadurch verbessert, dass es die Kommunikation effizienter organisiert. HotStuff hat ältere BFT-Protokolle vor allem dadurch verbessert, dass es die Kommunikation und das Ersetzen eines defekten Leaders effizienter organisiert. Das Protokoll hat eine lineare Kommunikationskomplexität und ist optimistically responsive. Das bedeutet, dass ein zuverlässiger Leader, sobald das Netzwerk stabil genug ist, Konsens auf Basis der tatsächlichen Netzwerkverzögerung erreichen kann, statt immer auf eine vorab festgelegte maximale Wartezeit warten zu müssen.

Hyperliquid hat diese Prinzipien als Grundlage für HyperBFT genutzt. Die genauen technischen Anpassungen sind nicht vollständig öffentlich beschrieben, aber Hyperliquid bestätigt, dass sowohl der Konsensalgorithmus als auch die Netzwerkschicht für eine möglichst niedrige End-to-End-Latenz optimiert wurden. Das ist die Zeit zwischen dem Absenden einer Order und dem Erhalt der Bestätigung, dass sie endgültig verarbeitet wurde.

Diese Optimierung ist wichtig, weil HyperBFT nicht nur normale Transaktionen ordnet. Das Protokoll muss auch Orders, Stornierungen, Trades und Liquidationen schnell und in einer festen Reihenfolge für das vollständig On-Chain-Orderbuch von Hyperliquid verarbeiten.Laut Hyperliquid liegt die mediane End-to-End-Latenz für einen Client, der geografisch nahe an einem Validator platziert ist, bei etwa 0,2 Sekunden. Die 99. Perzentil-Latenz beträgt unter diesen Bedingungen etwa 0,9 Sekunden. HyperCore unterstützt laut offizieller Dokumentation derzeit circa 200.000 Orders pro Sekunde. Dabei ist aktuell die Ausführungsschicht der begrenzende Faktor und nicht das Konsensprotokoll oder die Netzwerkschicht.

Der wichtigste Unterschied ist deshalb: HotStuff ist ein allgemeines BFT-Protokoll, das als Basis für verschiedene verteilte Systeme dienen kann. HyperBFT ist eine angepasste Variante, die speziell für die Hyperliquid Layer 1 eingerichtet ist, mit zusätzlichem Fokus auf niedrige Latenz, hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit und das schnelle Aktualisieren eines vollständig On-Chain-Orderbuchs.

Warum ist HyperBFT so schnell?

HyperBFT wurde von Grund auf für Hochgeschwindigkeits-Handelsanwendungen entwickelt.

Laut Hyperliquid sind sowohl der Konsensalgorithmus als auch die zugrunde liegende Netzwerkschicht so optimiert, dass die Zeit zwischen dem Absenden einer Order und der endgültigen Verarbeitung so klein wie möglich ist. Das wird auch End-to-End-Latenz genannt.

Für Nutzer, die geografisch nahe an einem Validator sind, beträgt die mediane End-to-End-Latenz etwa 0,2 Sekunden. Außerdem unterstützt HyperCore derzeit ungefähr 200.000 Orders pro Sekunde. Laut Hyperliquid ist das Konsensprotokoll selbst so ausgelegt, dass es langfristig noch deutlich höhere Zahlen unterstützen kann, wenn die Ausführungsschicht weiter optimiert wird.

Diese Performance macht es möglich, eine Handelsplattform zu bauen, die in Sachen Geschwindigkeit mit zentralisierten Exchanges vergleichbar ist, während das Orderbuch vollständig On-Chain bleibt.

Welche Rolle spielt HyperBFT innerhalb von Hyperliquid?

HyperBFT sichert die komplette Hyperliquid Layer 1 ab.

Das Konsensprotokoll sorgt dafür, dass HyperCore und HyperEVM dieselbe gemeinsame Blockchain nutzen. HyperCore verarbeitet unter anderem das Orderbuch, Perpetual Futures und Spotmärkte, während HyperEVM Unterstützung für Smart Contracts bietet, die mit Ethereum kompatibel sind. Beide Komponenten verlassen sich auf dieselbe Konsensschicht.

Jede Order, Stornierung, jeder Trade und jede Liquidation wird letztlich von HyperBFT bestätigt, bevor sie endgültig Teil der Blockchain wird.

Was sind die Vorteile von HyperBFT?

HyperBFT bietet mehrere Vorteile für Hyperliquid:

• Niedrige Latenz: Laut Hyperliquid liegt die mediane End-to-End-Latenz für einen Client, der geografisch nahe an einem Validator ist, bei etwa 0,2 Sekunden. Dadurch können Orders schnell platziert, geändert und verarbeitet werden. Die tatsächliche Latenz kann je nach Standort und Netzbedingungen höher ausfallen.
• Schnelle und endgültige Verarbeitung: Sobald ein Block über HyperBFT bestätigt wurde, ist er sofort endgültig. Nutzer müssen daher nicht auf mehrere neue Blöcke warten, bevor eine Order oder Transaktion als abgeschlossen gilt.
• Ein gemeinsames On-Chain-Orderbuch: Orders, Stornierungen, Trades und Liquidationen werden über dieselbe Blockchain verarbeitet. Dadurch nutzen alle Teilnehmer dieselbe endgültige Version des Orderbuchs und die Handelsaktivität kann transparent überprüft werden.
• Schutz durch gestaketes HYPE: Validatoren müssen HYPE staken, um am Konsens teilzunehmen. Dadurch haben sie ein finanzielles Interesse daran, ihre Aufgabe korrekt auszuführen. Validatoren, die gegen die Regeln verstoßen, können je nach Protokollregeln finanzielle Konsequenzen tragen.
• Hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit: HyperBFT und die Netzwerkschicht sind darauf abgestimmt, große Mengen an Handelsaktivität zu verarbeiten. Dadurch kann Hyperliquid viele Orders verarbeiten, ohne dafür ein Off-Chain-Orderbuch zu nutzen.
• Speziell auf On-Chain-Trading abgestimmt: HyperBFT ist für Prozesse ausgelegt, die bei einer Handelsplattform schnell und in der richtigen Reihenfolge ablaufen müssen, wie das Platzieren und Stornieren von Orders, das Ausführen von Trades und das Verarbeiten von Liquidationen.

Was sind die Nachteile von HyperBFT?

HyperBFT hat auch einige Einschränkungen:

• Begrenzte öffentliche technische Dokumentation: Hyperliquid beschreibt die wichtigsten Bestandteile von HyperBFT, legt aber nicht alle internen Abstimmungsphasen und Optimierungen ausführlich offen. Dadurch ist es für externe Entwickler und Forscher schwieriger, die vollständige Funktionsweise des Protokolls unabhängig zu prüfen.
• Abhängig von einer ehrlichen Mehrheit der Stake: HyperBFT bleibt sicher, solange genug gestaketes Stimmgewicht ehrlich handelt. Wenn eine kleine Anzahl von Parteien zusammen einen großen Teil der Stake kontrolliert, erhalten sie viel Einfluss auf den Konsens und die Blockproduktion.
• Das Netzwerk kann vorübergehend stillstehen: Wenn nicht genug Validatoren aktiv teilnehmen oder Konsens erreichen, kann das erforderliche Quorum nicht gebildet werden. Neue Blöcke und Änderungen im Orderbuch können dann vorübergehend nicht endgültig verarbeitet werden.
• Relativ kleines aktives Validator-Set: Eine kleinere Gruppe aktiver Validatoren ermöglicht schnelle Kommunikation und niedrige Latenz, bedeutet aber auch, dass der Konsens auf weniger Parteien verteilt ist. Dadurch kann das Netzwerk anfälliger für eine Konzentration von Stimmgewicht oder einen gemeinsamen Ausfall sein.
• Stark auf Hyperliquid zugeschnitten: HyperBFT ist speziell für die Architektur und Handelsaktivitäten von Hyperliquid optimiert. Dadurch ist das Protokoll als allgemeines Konsensprotokoll für andere Arten von Blockchains und Anwendungen weniger breit erprobt.

Fazit

HyperBFT bildet die technische Basis der Hyperliquid-Blockchain. Das Konsensprotokoll sorgt dafür, dass ein Quorum an Validatoren Konsens über die Reihenfolge von Transaktionen, Orders und Blöcken erreicht. Dadurch behält das Netzwerk eine konsistente Version der Blockchain und des Orderbuchs.

Im Unterschied zu allgemeinen BFT-Protokollen wurde HyperBFT speziell für die Anforderungen einer vollständig On-Chain-Handelsplattform entwickelt. Durch die Kombination der Prinzipien von Byzantine Fault Tolerance mit einer von HotStuff inspirierten Architektur und einer optimierten Netzwerkschicht kann Hyperliquid sehr niedrige Latenz, hohe Verarbeitungsgeschwindigkeiten und schnelle Finalität bieten.

Damit ist HyperBFT ein wichtiger Baustein der Technologie hinter Hyperliquid und ermöglicht die schnelle, transparente und vollständig On-Chain-Handelserfahrung, für die die Plattform bekannt ist.