Was ist Avalanche (AVAX) und wie funktioniert es?

Was ist Avalanche (AVAX)?

Avalanche ist eine Proof-of-Stake-Blockchain-Plattform für Smart Contracts, digitale Assets und einzelne Blockchain-Netzwerke. Diese Netzwerke werden Avalanche L1s genannt und können unter anderem eigene Regeln für Validatoren und Tokenomics haben. Das Avalanche-Mainnet ging im September 2020 live.

AVAX ist der native Utility-Token des Avalanche Network. AVAX wird unter anderem für Transaktionsgebühren und dafür verwendet, über Staking zur Absicherung des Primary Network beizutragen.

Das Primary Network ist die Grundlage des Avalanche-Netzwerks und besteht aus drei Blockchains mit jeweils eigener Funktion:

• P-Chain (Platform Chain): verwaltet unter anderem Validatoren, Staking und Avalanche L1s.
• C-Chain (Contract Chain): ist EVM-kompatibel und wird für Smart Contracts und dezentrale Anwendungen genutzt.
• X-Chain (Exchange Chain): ist für das Erstellen und Übertragen digitaler Assets gedacht.

Dadurch werden Staking, Smart Contracts und native Assets nicht alle auf derselben Blockchain abgewickelt.

Wichtigste Erkenntnisse

• Avalanche ist eine Proof-of-Stake-Plattform für Smart Contracts, digitale Assets und Avalanche L1s.
• AVAX ist der native Token für Gebühren und Staking auf dem Primary Network.
• Das Primary Network besteht aus der P-Chain, C-Chain und X-Chain.
• Der Konsens arbeitet mit stake-gewichteten, zufälligen Abfragen unter Validatoren.
• Avalanche L1s können ihre eigenen Validatoren, Tokens, Gebühren und Regeln wählen.

Wie funktioniert Avalanche?

Avalanche verteilt wichtige Funktionen über drei Blockchains innerhalb des Primary Network. Validatoren sind Teilnehmer, die AVAX staken und an der Verarbeitung und Überprüfung von Blöcken und Transaktionen mitwirken. Validatoren des Primary Network validieren alle drei Chains: die P-Chain, C-Chain und X-Chain.

Die P-Chain regelt unter anderem Staking, Validatoren und die Verwaltung von Avalanche L1s. Staking bedeutet hier, dass AVAX gesperrt wird, um als Validator am Primary Network teilzunehmen.

Die C-Chain ist für Smart Contracts und dezentrale Anwendungen gedacht. Diese Chain ist EVM-kompatibel. Das bedeutet, dass Solidity-Smart-Contracts und viele Tools aus dem Ethereum-Ökosystem auch auf der C-Chain genutzt werden können.

Die X-Chain unterstützt die Ausgabe und Übertragung nativer Avalanche-Assets. Das sind digitale Assets, die direkt innerhalb von Avalanche erstellt und versendet werden können.

Jede Chain nutzt eine eigene Virtual Machine. Eine Virtual Machine bestimmt kurz gesagt, welche Transaktionen gültig sind, wie sich der Zustand einer Blockchain nach einer Transaktion verändert und welche Funktionen die Chain unterstützt.

So verwendet die C-Chain mit Coreth eine Implementierung der Ethereum Virtual Machine. Die P-Chain nutzt die PlatformVM und die X-Chain die AvalancheVM.

Für den Konsens verwendet Avalanche die Snowman-Konsensfamilie. Snowman ist für Blockchains konzipiert, bei denen Blöcke in einer festen Reihenfolge nacheinander angeordnet werden.

Auf dem Primary Network wird Snowman++ verwendet. Snowman++ baut auf Snowman auf und ergänzt unter anderem Regeln, die festlegen, welcher Validator zu einem bestimmten Zeitpunkt einen neuen Block vorschlagen darf. Dieses System wird auf der P-Chain, C-Chain und X-Chain eingesetzt.

Avalanche (AVAX) Überblick

Was sind Avalanche L1s?

Eine Avalanche L1 ist ein eigenständiges Netzwerk innerhalb des Avalanche-Ökosystems. So eine L1 kann eigene Regeln unter anderem für Validatoren, Transaktionsgebühren und die Token-Ökonomie festlegen.

Eine L1 kann eine oder mehrere Blockchains validieren. Umgekehrt gilt, dass jede Blockchain von genau einer Avalanche L1 validiert wird. Dadurch kann jede L1 eine eigene Umgebung mit eigenen Regeln und Anwendungen bilden.

Eine Avalanche L1 kann unter anderem selbst eine eigene Virtual Machine, einen nativen Token, Transaktionsgebühren, das Validator-Management und das Sicherheitsmodell wählen. Eine L1 kann zum Beispiel mit permissionless Proof of Stake arbeiten, bei dem Teilnehmer unter bestimmten Bedingungen frei Validator werden können, aber auch mit einem permissioned Modell, bei dem nur zugelassene Validatoren teilnehmen dürfen.

Seit dem Etna-Upgrade müssen Validatoren einer Avalanche L1 nicht mehr auch das Primary Network validieren. Sie müssen jedoch die P-Chain synchronisieren. Die P-Chain hält unter anderem Informationen über die verschiedenen Validator-Sets innerhalb von Avalanche fest.

Für die Kommunikation zwischen verschiedenen Avalanche L1s kann Avalanche Warp Messaging verwendet werden. Das ist ein eingebautes System, mit dem verschiedene L1s Nachrichten aneinander senden und verifizieren können.

Wichtig ist, dass eine Avalanche L1 nicht automatisch dieselben Validatoren oder dieselbe wirtschaftliche Sicherheit hat wie das Primary Network. Jede L1 legt weitgehend selbst fest, wie das eigene Validator-Set und die Sicherheit aufgebaut sind.

Auch die Leistung verschiedener L1s ist voneinander getrennt. Viel Aktivität auf einer Avalanche L1 muss daher nicht direkt zu Verzögerungen auf einer anderen L1 führen.

Beispiele für Avalanche L1s

Innerhalb des Avalanche-Ökosystems gibt es verschiedene L1s, die für unterschiedliche Anwendungsfälle gebaut wurden. Einige Beispiele sind:

• Gunzilla: eine Avalanche L1, die für das Gaming-Ökosystem von Gunzilla Games entwickelt wurde. Das Netzwerk kann für Blockchain-Funktionen in Spielen genutzt werden, etwa digitale Assets und Transaktionen.

• DeFi Kingdoms: nutzt eine eigene Avalanche L1 für sein Blockchain-Spiel und die dazugehörige Wirtschaft. Dadurch können Transaktionen für das Spiel auf einem separaten Netzwerk verarbeitet werden.

• Dexalot: eine Avalanche L1 für die dezentrale Handelsumgebung von Dexalot. Durch die Nutzung eines eigenen Netzwerks kann die Plattform ihre Blockchain speziell auf den Handel ausrichten.

• Beam: eine Avalanche L1, die auf Gaming und Blockchain-Anwendungen für Spiele ausgerichtet ist.

• FIFA: hat eine eigene Avalanche L1, auf der Blockchain-Anwendungen und digitale Sammlerstücke innerhalb des FIFA-Ökosystems aufgebaut werden können.

• Dinari Financial Network: eine Avalanche L1, die auf Finanzanwendungen und tokenisierte Assets ausgerichtet ist.

Diese Beispiele zeigen, dass Avalanche L1s nicht alle für denselben Zweck gebaut werden. Ein Entwickler oder eine Organisation kann ein eigenes Netzwerk aufsetzen und dessen Regeln etwa an Gaming, Handel oder Finanzanwendungen anpassen.

Wie funktioniert der Konsens im Avalanche-Netzwerk?

Konsens ist die Art und Weise, wie sich ein Netzwerk darauf einigt, welche Transaktionen und Blöcke gültig sind. Avalanche verwendet dafür die Snow-Konsensfamilie, darunter Snowball und Snowman.

Statt dass jeder Validator für jede Entscheidung mit allen anderen Validatoren kommuniziert, fragt ein Validator wiederholt eine kleine, zufällig ausgewählte Gruppe anderer Validatoren nach ihrer Präferenz.

Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Validator für so eine Abfrage ausgewählt wird, hängt auf dem Primary Network von der Menge an AVAX ab, die der Validator gestaket hat. Validatoren mit mehr Stake haben dadurch eine größere Chance, in eine Stichprobe zu kommen.

Angenommen, ein Validator muss entscheiden, welcher Block bevorzugt wird. Der Validator fragt eine Gruppe anderer Validatoren nach ihrer Präferenz. Wenn genügend Validatoren dieselbe Antwort geben, übernimmt der Validator diese Präferenz. Dieser Prozess wird mehrfach wiederholt.

Bei den Standardeinstellungen werden pro Runde 20 Validatoren befragt. Für ausreichende Übereinstimmung sind 15 Stimmen nötig. Nach 20 aufeinanderfolgenden erfolgreichen Runden kann die Entscheidung akzeptiert werden.

Snowman wendet dieses Prinzip auf eine lineare Blockchain an, bei der Blöcke in einer festen Reihenfolge nacheinander angeordnet werden. Snowman wird auf der P-Chain, C-Chain und X-Chain verwendet und bildet auch die Grundlage für viele Avalanche L1s.

Die Sicherheit dieses Konsensmodells ist probabilistisch. Das bedeutet, dass die Wahrscheinlichkeit widersprüchlich akzeptierter Blöcke von den gewählten Konsenseinstellungen und den Annahmen über die Validatoren abhängt. Mit den Standardeinstellungen wird diese Wahrscheinlichkeit sehr klein gemacht.

Welche Rolle spielt AVAX innerhalb von Avalanche?

AVAX hat mehrere Funktionen innerhalb des Avalanche Primary Network.

Zunächst wird AVAX für Transaktionsgebühren verwendet. Auf der C-Chain zahlst du zum Beispiel Gas in AVAX für die Ausführung von Transaktionen und Smart Contracts.

Die Transaktionsgebühren auf dem Primary Network werden verbrannt. Das bedeutet, dass das verwendete AVAX dauerhaft aus dem Umlauf genommen wird.

Außerdem wird AVAX für Staking verwendet. Wer selbst Validator des Primary Network werden will, muss mindestens 2.000 AVAX staken.

AVAX-Inhaber, die keinen eigenen Validator betreiben wollen, können ihre AVAX an einen bestehenden Validator delegieren. Dafür gilt ein Minimum von 25 AVAX.

Je mehr AVAX ein Validator gestaket hat, desto größer ist das relative Gewicht dieses Validators bei den Konsensabfragen auf dem Primary Network.

Ein Validator erhält nur dann eine Staking-Belohnung, wenn er während des Validierungszeitraums ausreichend korrekt und erreichbar ist. Für Validator-Zeiträume, die am oder nach dem Helicon-Upgrade vom 22. September 2026 begonnen haben, gilt eine minimale Uptime von 90%, um für eine Belohnung infrage zu kommen.

Slashing wird auf dem Primary Network nicht verwendet. Bei Slashing könnte ein Teil der gestakten Tokens als Strafe eingezogen werden. Ein Validator, der die Bedingungen für eine Belohnung nicht erfüllt, verliert bei Avalanche also nicht automatisch die gestakten AVAX, kann aber seine Staking-Belohnung verpassen.

Avalanche L1s können eigene Regeln für Validatoren, Gebühren und Tokens verwenden. Eine Avalanche L1 muss daher nicht dasselbe Staking- oder Token-Modell wie das Primary Network nutzen.

Unterschied zwischen Avalanche und anderen Blockchains

Avalanche unterscheidet sich in mehreren Punkten von anderen bekannten Layer-1-Blockchains wie Ethereum, Solana und Cardano. Ein wichtiger Unterschied ist der Aufbau des Netzwerks.

Avalanche vs. Ethereum

Ethereum hat ein Hauptnetzwerk, auf dem Smart Contracts und Transaktionen ausgeführt werden. Für zusätzliche Skalierbarkeit nutzt das Ökosystem außerdem viele Layer-2-Netzwerke.

Avalanche ist anders aufgebaut. Das Avalanche Primary Network besteht selbst bereits aus drei spezialisierten Chains:

• die P-Chain für Validatoren, Staking und die Verwaltung von Avalanche L1s;
• die C-Chain für EVM-Smart-Contracts;
• die X-Chain für das Erstellen und Übertragen nativer Avalanche-Assets.

Zusätzlich können innerhalb von Avalanche eigenständige Avalanche L1s aufgebaut werden. So eine L1 kann eigene Validatoren, Token-Regeln, Transaktionsgebühren und eine eigene Virtual Machine verwenden.

Die C-Chain ähnelt technisch am ehesten Ethereum, weil sie die Ethereum Virtual Machine unterstützt. Entwickler können dadurch Solidity-Smart-Contracts und viele bestehende Ethereum-Tools verwenden.

Auch der Konsensprozess unterscheidet sich. Ethereum verwendet Proof of Stake, bei dem Validatoren Blöcke vorschlagen und andere Validatoren darüber abstimmen. Für die Finalität müssen Stimmen, die mindestens zwei Drittel des gestakten ETH repräsentieren, Checkpoints bestätigen.

Avalanche verwendet Snowman-Konsens. Dabei fragen Validatoren wiederholt eine kleine, zufällig ausgewählte Gruppe anderer Validatoren nach ihrer Präferenz. Dadurch muss nicht jeder Validator für jede Entscheidung direkt mit allen anderen Validatoren kommunizieren.

Avalanche vs. Solana

Solana ist ebenfalls eine schnelle Layer 1 für Smart Contracts, aber die Architektur unterscheidet sich stark von der von Avalanche.

Auf Solana laufen Anwendungen grundsätzlich auf derselben Layer 1 und teilen sich die Kapazität und Infrastruktur des Solana-Netzwerks. Avalanche ermöglicht dagegen das Aufsetzen separater Avalanche L1s mit eigenen Validatoren und Regeln.

Beispiel: Ein Spiel, das auf Avalanche eine eigene L1 nutzt, kann eine eigene Validator-Gruppe und eigene Regeln für Transaktionsgebühren wählen. Eine Anwendung, die direkt auf Solana läuft, nutzt die Regeln und Validatoren des Solana-Netzwerks.

Auch die Ausführung von Transaktionen unterscheidet sich. Solana ist darauf ausgelegt, Transaktionen, die verschiedene Teile der Blockchain nutzen, möglichst parallel auszuführen. Avalanche verteilt Skalierbarkeit unter anderem über verschiedene Chains und eigenständige L1s.

Damit verfolgen die Netzwerke einen unterschiedlichen Ansatz: Solana versucht, viel Aktivität auf einer schnellen gemeinsamen Layer 1 zu verarbeiten, während Avalanche zusätzlich mehrere eigenständige L1s ermöglicht.

Avalanche vs. Cardano

Cardano verwendet wie Avalanche Proof of Stake, aber der Konsensmechanismus funktioniert anders.

Cardano verwendet Ouroboros. Dabei wird die Zeit in Epochen und Slots unterteilt. Für jeden Slot kann ein Stake Pool ausgewählt werden, um einen neuen Block zu produzieren. Die Wahrscheinlichkeit, dafür ausgewählt zu werden, hängt von der Menge an ADA ab, die einem Stake Pool zugeordnet ist.

Avalanche verwendet kein vergleichbares System, bei dem der Konsens hauptsächlich um aufeinanderfolgende Slot-Leader aufgebaut ist. Bei Snowman fragen Validatoren wiederholt zufällig ausgewählte Validatoren nach ihrer Präferenz, bis genügend Sicherheit über eine Entscheidung erreicht ist.

Auch die Netzwerkarchitektur unterscheidet sich. Cardano hat eine primäre Layer 1, auf der ADA, Staking und Smart-Contract-Funktionalität zusammenkommen. Avalanche verteilt Funktionen innerhalb des Primary Network auf die P-, C- und X-Chain und ermöglicht zusätzlich eigenständige Avalanche L1s.

Beim Staking gibt es ebenfalls einen praktischen Unterschied. ADA-Inhaber können ihre ADA an einen Stake Pool delegieren, ohne dass die ADA dabei gesperrt wird; die ADA kann weiterhin ausgegeben werden. Bei Avalanche wird AVAX für einen bestimmten Staking-Zeitraum gesperrt, wenn du validierst oder delegierst.

Die wichtigsten Unterschiede im Überblick

Der wichtigste Unterschied ist also, dass Avalanche nicht nur versucht, eine einzelne Blockchain zu skalieren. Das Netzwerk ist als Ökosystem konzipiert, in dem neben dem Primary Network mehrere eigenständige Avalanche L1s bestehen können. Jede L1 kann eigene Entscheidungen unter anderem für Validatoren, Gebühren, Tokens und die Ausführung treffen.

Dadurch können Dezentralisierung, Kosten, Leistung und Sicherheit je nach Avalanche L1 unterschiedlich sein. Die Eigenschaften des Primary Network gelten also nicht automatisch für jede L1, die innerhalb des Avalanche-Ökosystems aufgebaut wird.

Wer hat Avalanche gegründet?

Avalanche wurde von Emin Gün Sirer, Kevin Sekniqi und Maofan "Ted" Yin gegründet. Sie waren an Ava Labs beteiligt, dem Unternehmen, das wichtige Software für das Avalanche-Netzwerk entwickelt.

Die Konsensfamilie hinter Avalanche wurde zunächst von einer pseudonymen Gruppe unter dem Namen Team Rocket beschrieben. Später erschien akademische Forschung zu diesen Konsensmechanismen mit unter anderem Maofan Yin, Kevin Sekniqi, Robbert van Renesse und Emin Gün Sirer als Autoren.

Robbert van Renesse hat also an der Forschung zum Konsens mitgearbeitet, gilt aber nicht als Gründer von Avalanche.

Was sind die Vorteile von Avalanche?

Avalanche hat eine Reihe technischer Eigenschaften, die für Nutzer und Entwickler relevant sein können:

• EVM-Kompatibilität auf der C-Chain: Smart Contracts in Solidity und viele bestehende Ethereum-Tools können auf der C-Chain verwendet werden.

• Effizienter Konsens: Validatoren fragen bei Snow-Konsens wiederholt eine kleine Gruppe anderer Validatoren nach ihrer Präferenz. Dadurch muss nicht jeder Validator bei jeder Entscheidung direkt mit allen anderen Validatoren kommunizieren.

• Viel Freiheit für Avalanche L1s: Eine L1 kann eigene Validatorregeln, Ausführungslogik, Transaktionsgebühren und native Tokens verwenden.

• Leistungsisolierung zwischen L1s: Viel Aktivität auf einer Avalanche L1 muss sich nicht direkt auf die Leistung anderer L1s auswirken.

• Kommunikation zwischen L1s: Avalanche Warp Messaging ermöglicht den Austausch von Nachrichten zwischen verschiedenen Avalanche L1s.

• Fee Burning auf dem Primary Network: Transaktionsgebühren auf dem Primary Network werden verbrannt und damit dauerhaft aus dem Umlauf genommen.

• Schnelle Finalität: Avalanche ist darauf ausgelegt, Transaktionen schnell endgültig zu machen, nachdem Validatoren genügend Übereinstimmung erreicht haben.

Diese Eigenschaften bedeuten nicht, dass jede Avalanche L1 automatisch gleich sicher, liquide oder zuverlässig ist. Das hängt auch davon ab, wie eine bestimmte L1 eingerichtet ist.

Was sind die Nachteile von Avalanche?

Es gibt auch verschiedene Punkte und Abwägungen:

• Hohe Staking-Hürde für Validatoren: Selbstständiges Validieren auf dem Primary Network erfordert mindestens 2.000 AVAX. Für Delegation gilt ein Minimum von 25 AVAX.

• Kein Slashing: Validatoren, die nicht ausreichend erreichbar oder korrekt sind, verlieren ihre gestakten AVAX nicht. Sie können aber ihre Staking-Belohnung verpassen.

• L1s sind von ausreichend aktiven Validatoren abhängig: Eine Avalanche L1 kann normal funktionieren, solange Validatoren mit zusammen mindestens etwa 80% des gesamten Validator-Gewichts online und aktiv sind. Fällt dieser Anteil zu stark, kann sich die Finalität verlangsamen und die L1 kann schließlich aufhören, Transaktionen zu verarbeiten.

• Eigene Verantwortung für L1-Betreiber: Eine Avalanche L1 muss Dinge wie Validator-Management, Upgrades, Token-Regeln und Sicherheit selbst regeln. Fehler bei etwa einem Upgrade können große Folgen für das Netzwerk haben.

• Zusätzliche Komplexität durch mehrere Chains: Das Primary Network besteht aus der P-, C- und X-Chain, die jeweils eine eigene Funktion haben. Zusätzlich können Avalanche L1s wiederum eigene Regeln und Infrastrukturen haben. Das macht das System komplexer als ein Netzwerk mit nur einer primären Chain.

• Nicht immer direkt auf dem neuesten Ethereum-Stand: Die C-Chain und Subnet-EVM unterstützen derzeit die Cancun-Version der EVM, aber noch nicht neuere Änderungen aus Pectra.

Staking-Regeln, Belohnungsvoraussetzungen und EVM-Unterstützung können sich durch zukünftige Netzwerk-Upgrades ändern.

Fazit

Avalanche ist eine Proof-of-Stake-Blockchain-Plattform für Smart Contracts, digitale Assets und eigenständige Avalanche L1s. AVAX ist der native Token des Primary Network und wird unter anderem für Transaktionsgebühren und Staking verwendet.

Das Primary Network besteht aus drei Chains mit unterschiedlichen Funktionen: der P-Chain für Staking, Validatoren und L1-Verwaltung, der C-Chain für EVM-Smart-Contracts und der X-Chain für native Avalanche-Assets.

Für den Konsens verwendet Avalanche die Snow-Konsensfamilie. Validatoren erreichen Übereinstimmung, indem sie wiederholt kleine, zufällig ausgewählte Gruppen anderer Validatoren nach ihrer Präferenz fragen.

Ein wichtiger Bestandteil von Avalanche ist die Möglichkeit, eigenständige Avalanche L1s aufzubauen. Diese können eigene Validatoren, Tokens, Transaktionsgebühren und andere Netzwerkregeln verwenden.

Diese Flexibilität bringt auch zusätzliche Verantwortung mit sich. Sicherheit, Verfügbarkeit und Leistung einer Avalanche L1 hängen zu einem großen Teil davon ab, wie diese spezifische L1 eingerichtet und betrieben wird.

Avalanche kombiniert damit ein schnelles Primary Network mit einer Architektur, in der verschiedene eigenständige L1s nebeneinander bestehen können.