Avalanche (AVAX) – Technische uitleg voor beginners

Avalanche (AVAX) is een smart contract platform dat is bedacht door Emin Gün Sirer en ontwikkeld door Ava Labs. Het is bijzonder snel en schaalbaar, en ondersteunt duizenden producer nodes. Avalanche is ook volledig compatibel met Solidity, en integreert de Ethereum ontwikkeltools. Al met al een indrukwekkend platform dus.

De technische werking van het platform is soms nog lastig te begrijpen, helemaal wanneer je nog maar een beginner bent in de wereld van crypto en blockchain. Daarom leggen we je in dit artikel stap voor stap uit hoe Avalanche werkt. Een technische uitleg voor beginners dus! Maar kijk eerst deze video hieronder wat Avalanche nou eigenlijk inhoudt.

Wat is Avalanche?

Avalanche is een smart contract platform binnen de wereld van Decentralized Finance (DeFi), ontwikkeld door Ava Labs, waarmee iedereen gemakkelijk zijn eigen multifunctionele blockchains en gedecentraliseerde applicaties (dApps) kan maken.

Het is ontworpen om enkele van de beperkingen van oudere blockchain-platforms aan te pakken, waaronder trage transacties, centralisatie en schaalbaarheid (ook wel het blockchain trilemma genoemd), en maakt daarbij gebruik van verschillende innovaties. Daartoe behoort het unieke Avalanche-consensusprotocol, dat een lage latentie, een hoge verwerkingscapaciteit en een aanvalsbestendigheid van 51%-attacks belooft.

Avalanche lanceerde zijn mainnet in september 2020, slechts twee maanden na het ophalen van 42 miljoen dollar in een token sale – die uitverkocht was in minder dan vijf uur. Sindsdien is de koers van het AVAX-token al hard gestegen. Waar Avalanche ooit begon als een onbekend project, is het in zeer korte tijd een ontzettend populair project geworden binnen de cryptowereld.

Het team achter Avalanche

Ava Labs bestaat uit een team van experts van wereldklasse. De stichter van het project is Emin Gün Sirer, universitair hoofddocent computerwetenschappen aan de Cornell University. Hij is een van de meest productieve onderzoekers op het gebied van gedistribueerde netwerken en is ook mede-directeur van het IC3 (Initiative for Cryptocurrencies and Smart Contracts).

Voor hij Ava Labs mee oprichtte, was Kevin Sekniqi een promovendus in computerwetenschappen aan Cornell, waar hij onderzoek deed naar gedistribueerde systemen, cryptografie, veiligheid en economie. Hij heeft eerder onderzoek en software-engineering gedaan bij toonaangevende organisaties als Microsoft en NASA.

Maofan “Ted” Yin, de derde medeoprichter, heeft uitgebreid fundamenteel onderzoek gedaan op het gebied van gedistribueerde systemen. Hij is gepassioneerd over het oplossen van problemen zoals fouttolerantie, inefficiëntie van consensus, en peer-to-peer systemen, en zijn werk omvat het ontwerp van de Snow/Avalanche protocollen, en HotStuff (het consensus protocol gebruikt door Facebook’s Libra).

Hoe werkt Avalanche?

Snelheid, betrouwbaarheid, schaalbaarheid: dat zijn de sleutelwoorden voor DeFi op Avalanche. Het platform zal het dus mogelijk maken gemakkelijk smart contracts en gedecentraliseerde applicaties (dApps) in te voeren, met name dankzij de compatibiliteit met Ethereum. Laten we eens gaan kijken wat er mogelijk is, en hoe dat werkt.

Smart contracts uit Ethereum

Avalanche is volledig compatibel met de ontwikkelingshulpmiddelen voor Ethereum. Het is dus mogelijk om in Solidity smart contracts te ontwikkelen en te implementeren met klassieke software zoals Remix, MetaMask, Truffle en andere. Het is ook de bedoeling dat Solidity verbeterd zal worden op Avalanche (Solidity ++) om versioning, fixed point arithmetic en een beter input systeem te ondersteunen.

Smart contracts kunnen op verschillende manieren worden ingezet:

• Verificatie in de chain en uitvoering buiten de chain.
• Parallelle uitvoering van smart contracts op verschillende subnetten.

Het feit dat smart contracts van Ethereum makkelijk kunnen worden gebruikt op het ecosysteem van Avalanche is ontzettend belangrijk. Dit zorgt er namelijk voor dat ontwikkelaars sneller en makkelijker hun applicatie kunnen overzetten op Avalanche. Daarbij kunnen andere ontwikkelaars ook bepaalde applicaties overnemen en verder ontwikkelen op Avalanche.

Des te meer applicaties er draaien op Avalanche, des te groter Avalanche uiteindelijk kan worden. Je kunt je voorstellen dat ontwikkelaars er niet op staan te wachten om een geheel nieuwe applicatie in een geheel nieuwe en onbekende programmeertaal te gaan herschrijven voor Avalanche.

Een netwerk van blockchains

Avalanche is een netwerk van configureerbare blockchains. Er zijn drie belangrijke blockchains, en het maken van je eigen blockchain is de belangrijkste feature van het protocol.

Er zijn drie virtuele machines op Avalanche:

• De virtual machine die de code van de smart contracts van het netwerk interpreteert, wordt de AVM (Avalanche Virtual Machine) of Timestamp VM genoemd.
• Degene die gewijd is aan Solidity heet de EVM.
• Tenslotte maakt de Platform Virtual Machine (PVM) het mogelijk om transacties om te zetten en klaar te maken voor gebruik.

Deze structuur geeft Avalanche volledige interoperabiliteit: de portabiliteit van bestaande blockchains is een basiskenmerk. In de toekomst zal het platform compatibel zijn met meerdere systemen en virtuele machines.

Subnetten

Een subnet is een verzameling validatienodes die de staat – bij consensus – van een of meer blockchains bijhouden. De nodes die deze subnetten vormen maken bovenal deel uit van het Default Subnet. Dit is het basisnetwerk dat de staat van Avalanche blockchains onderhoudt. Om deel te nemen aan de consensus is het dus voldoende om AVAX-tokens in escrow te zetten, zoals in alle PoS-protocollen. We vertellen je verder in dit artikel meer over het consensus algoritme van Avalanche.

Het is ook mogelijk de toegangsparameters tot een bepaald subnet te configureren, waardoor het mogelijk wordt subnetten te creëren die voldoen aan de wettelijke normen. Zo kunnen exploitanten van een subnet een reeks voorwaarden stellen, zoals geografische locatie, KYC-procedures, of een specifieke vergunning.

Deze architectuur maakt het ook mogelijk private blockchains te creëren. Het is ook mogelijk om subnetten aan te maken die alleen open staan voor nodes met specifieke hardware specificaties (zoals CPU of RAM).

Consensus algoritme

Er wordt gebruik gemaakt van een consensus algoritme dat werkt volgens het principe van Proof of Stake (PoS), net als bij Cardano of Ethereum 2.0. Consensus algoritmes op basis van Proof of Stake zijn minder energie-intensief en beter schaalbaar dan protocollen op basis van Proof of Work (PoW).

Om transacties te kunnen valideren, moeten gebruikers die blokken willen toevoegen aan de blockchain geld inzetten. In praktische termen plaatsen zij fondsen in escrow: dit wordt staking genoemd. Als zij validator zijn, worden zij daarvoor beloond. Als zij zich daarentegen slecht gedragen, worden zij financieel gestraft. 

Een speciaal kenmerk van Avalanche is dat het protocol, om het ‘Nothing at Stake’-probleem op te lossen, niet de slashing-methode gebruikt. De fondsen worden onomkeerbaar vastgezet tot de door de staker gekozen periode is verstreken. Een staker kan dus niet eerder stoppen.

Het voordeel van dit mechanisme, afgezien van het lage energieverbruik, is dat de symmetrie tussen de kosten van een aanval en de kosten van de verdediging wordt doorbroken. Bij Proof of Work moet namelijk veel energie worden gestoken in de beveiliging van het netwerk. De kosten van een aanval zijn evenredig met de energie die wordt geïnvesteerd om het systeem te beveiligen. Proof of Stake is een protocol dat het veel goedkoper maakt een blockchain te verdedigen dan aan te vallen.

In onderstaande illustratie zien we de zwaarte van de transacties. De donkere blokken zijn transacties die een hogere betrouwbaarheidsscore hebben dan de blokken met een lichtere kleur.

Beperkingen van bestaande consensus algoritmes

Over het algemeen zijn alle bestaande consensus algoritmes beperkt. Bij het ontwerpen ervan moet een afweging worden gemaakt tussen de gewenste kwaliteiten – veiligheid, decentralisatie en schaalbaarheid.

Een opmerkelijke beperking is het aantal validerende nodes. Conventionele algoritmen garanderen het definitieve karakter van transacties met een waarschijnlijkheid van één, wat willen zeggen dat een transactie is afgerond wanneer het gehele netwerk consensus heeft bereikt. Of het nu gaat om PBFT, Hedera’s Hashgraph of andere algoritmes, veel nodes moeten allemaal met elkaar communiceren. Dit wordt kwadratische communicatie genoemd: het beperkt het aantal nodes waaruit het systeem kan bestaan, en dus de decentralisatie ervan.

Het Proof of Work algoritme, dat door Satoshi Nakamoto is bedacht, was natuurlijk een revolutionair idee. Toch heeft dit algoritme ook verschillende nadelen. Zo verbruikt dit algoritme ontzettend veel energie, en worden transacties traag verwerkt.

Het Avalanche consensus mechanisme

Het consensus algoritme dat door Avalanche is ontwikkeld, heet Snow. Het idee was om gebruik te maken van de opvatting van de finaliteit van transacties die door Satoshi Nakamoto is gebracht. Het Avalanche-consensusalgoritme maakt dit compromis tussen minimale foutkans en prestatievermogen: het netwerk kan transacties in één tot twee seconden afronden, terwijl het toch uiterst gedecentraliseerd is.

Dit consensusmechanisme is ook het veiligste van allemaal: het kan 80% kwaadwillende nodes verdragen, vergeleken met 51% voor Bitcoin en 33% voor klassieke PBFT-algoritmen.

Met dit algoritme kan geen consensus worden bereikt, maar het protocol zorgt wel voor de verspreiding van de informatie. Dit wordt bijvoorbeeld ook gebruikt om de Directed Acyclic Graph van IOTA te onderhouden.

In onderstaande grafiek zien we de doorvoer vs. de grootte van het netwerk. Dit betekent dat hoe groter het netwerk is, hoe hoger de doorvoer van het aantal transacties. Hierdoor is Avalanche dus ontzettend schaalbaar.

Directed Acyclic Graph (DAG)

Een Directed Acyclic Graph is een gegevensstructuur voor het modelleren van netwerken van objecten (in dit geval transacties). DAG’s zijn samengesteld uit hoekpunten (of nodes) en ribben (de links tussen deze hoekpunten). In een gerichte grafiek zijn de randen niet symmetrisch: zij hebben een oriëntatie, en worden pijlen genoemd.

Elke transactie in AVAX is in dit geval een node (vertex) van de grafiek. Het voordeel, vergeleken met de boomstructuur van blockchains, is dat het veel sneller is om de gegevens te verspreiden en te verwerken. Het probleem van het kortste pad – het vinden van het kortste pad tussen twee hoekpunten – wordt dus lineair opgelost.

Avalanche gebruikt meerdere instanties waar deze consensusalgoritmen worden ingezet (Snowballs genoemd). De acyclisch gerichte grafiek groepeert dan alle transacties.

Om dit in stand te houden, is een systeem nodig om tegenstrijdige transacties (zoals dubbele bestedingen) aan te pakken. In Avalanche is het de bedoeling het netwerk willekeurig en herhaaldelijk te testen: dit maakt het mogelijk zeer snel een onomkeerbare toestand te bereiken, en het aantal verwerkingen per nodes te beperken.

We zien in onderstaande illustratie hoe zo’n DAG eruitziet. Zoals je ziet, is er niet een bepaald volgorde voor het verwerken van transacties. Dit zorgt er mede voor dat Avalanche zo schaalbaar kan zijn. 

Bron: Wikipedia

Structuur van het Avalanche Default Subnet

Het Default Subnet is het subnet van Avalanche dat wordt gebruikt om zijn drie native blockchains te onderhouden.

• X-chain. Deze blockchain is gewijd aan het creëren en staken van digitale activa. Net als met de ERC-20 tokens op Ethereum, waarmee aandelen, stemrechten of grondstoffen kunnen worden vertegenwoordigd, kan met Avalanche dus elk activum worden getokenized.
• P-chain. Deze blockchain laat toe de metadata van het Avalanche-netwerk te beheren. Om subnetten te creëren, validators toe te voegen en blockchains te creëren, gebruikt het zijn API.
• C-Chain. Deze blockchain maakt de creatie van smart contracts in Solidity mogelijk: het is een instantie van de Ethereum Virtual Machine.

Transactiesnelheid van Avalanche

Volgens de tests zijn de capaciteiten van de Avalanche uitzonderlijk. Het netwerk kan 3400 transacties per seconde verwerken met 2000 nodes. De tijd voor het verwerken van een transactie bedraagt 1,35 seconden.

De latentie kan echter nog lager zijn. Tijdens de tests werden de meeste transacties in 300 ms afgerond. Zelfs in het geval van een hoog percentage conflicterende transacties (25%) lijdt de latentie er niet onder.

Het AVAX-token

De native token die op het Avalanche-platform wordt gebruikt, heet AVAX. Het is het token van het netwerk dat dient als een peer-to-peer betalingsvaluta, alsook een middel om het netwerk te beveiligen, nieuwe subnetwerken uit te rollen, transactiekosten te betalen, activa te creëren en uit te wisselen, het protocol te besturen, en validators te belonen.

AVAX werd gecreëerd met een maximaal aanbod van 720 miljoen tokens, waarvan 360 miljoen werden vrijgegeven met het genesis block van het core netwerk. De resterende 360 miljoen tokens worden uitgegeven volgens een vergelijking in de Avalanche white paper.

In het eerste jaar wil de mijlpaalbeloning een nieuwe AVAX-token strike rate van 7-12% bereiken. Hoewel het totale aanbod van AVAX niet kan worden gewijzigd, is het voor tokenhouders mogelijk om het tempo van de uitgifte van nieuwe tokens te wijzigen om zich aan te passen aan veranderende economische omstandigheden.

Avalanche hield een ICO in juli 2020, waarbij $ 42 miljoen werd opgehaald en 21 miljoen AVAX-tokens werden verkocht tegen $0,50 per stuk. Eind november 2020 is het AVAX-token ver verwijderd van de piek van $11,46 die de dag na de lancering van het mainnet werd bereikt. In feite is de prijs niet ver verwijderd van het dieptepunt van $3,00 dat op 4 november 2020 werd bereikt. Dit is nog steeds een zeer goed rendement voor degenen die tijdens de ICO hebben geïnvesteerd.

In het Avalanche-netwerk kan elke validatornode nieuwe tokens verdienen door zijn bestaande tokens te staken en actief deel te nemen aan de netwerkconsensus. De strike rate wordt bepaald door het percentage van het totale aanbod dat door de node wordt ingezet, de duur van de stake (met een minimum van 2 weken en een maximum van een jaar), de uptime van de node en de latency.

Momenteel is Snow familie van het Byzantine Fault Tolerance (BFT)-protocol, zonder leiders. Dit betekent dat er geen staking pools meer nodig zijn, aangezien alle actieve nodes in het netwerk evenredig worden beloond voor hun diensten aan het netwerk, waardoor de variatie in beloningen te allen tijde tot een minimum wordt beperkt.

Bovendien worden transactiekosten verbrand in plaats van verdeeld onder validators, waardoor de schaarste van AVAX-tokens in de loop der tijd toeneemt.

Door gebruik te maken van de flexibiliteit en de aanpasbaarheid van het Snow-protocol via zijn governance, tracht Avalanche het beste te halen uit de Oostenrijkse en Keynesiaanse economische beginselen om uiteindelijk een gestage groei en een economisch evenwicht te bereiken.

In onderstaande grafiek zien we hoe de uitgifte van tokens eruit zal zien op basis van de tijd die is verstreken sinds het ontstaan van het genesis-blok.

Kan ik AVAX staken?

Zoals op alle PoS-netwerken, beloont Avalanche zijn validators voor het staken van geld om het systeem te beveiligen. In eerste instantie worden alle nodes beloond, maar in de toekomst moeten nodes een goede reactietijd hebben om tokens te ontvangen. Dit is hoe staking werkt op Avalanche:

• Beloningen zijn evenredig met de inzet van de validator.
• Validators die hun tokens voor een lange tijd vastzetten krijgen meer beloningen.
• Validators worden gestimuleerd om online te blijven en correct te werken. Ook de uptime en nauwkeurigheid bepalen de beloning.
• Het totale aanbod van AVAX is vastgesteld op 720 miljoen. De houders van tokens behouden echter de controle over het vrijgavetempo: AVAX is daarom ook een governance-token.
• De exploitatiekosten van het netwerk worden verbrand.

Je hoeft niet altijd zelf een node te draaien om AVAX te kunnen staken. Je moet namelijk redelijk wat AVAX kunnen inzetten voordat je een node kan laten draaien. Er zitten dus vrij hoge kosten verbonden aan het staken van AVAX. Daarom kun je er ook voor kiezen om het laten draaien van zo’n node uit te besteden.

In dat geval stuur je AVAX-tokens naar een andere validator node, die deze voor jou zal gaan staken. Als beloning ontvang je een deel van de opbrengsten die de validator node verdient. Ook hier geldt dat dit niet geheel zonder risico gaat. Er zijn namelijk genoeg mensen die zich voor zullen doen als validator node, maar dat in werkelijkheid niet zijn.

Ook kun je jouw tokens kwijtraken wanneer een validator node zijn werk niet goed genoeg doet (en de node bijvoorbeeld een straf krijgt). Doe daarom altijd goed onderzoek naar een node, voordat je besluit om via deze node jouw tokens te staken.

Hoe koop ik AVAX?

Het kopen van AVAX-tokens is allesbehalve lastig. Deze cryptomunt wordt namelijk op vrijwel iedere crypto exchange aangeboden. Toch is het niet altijd slim om deze op zomaar een exchange te kopen. Dit komt door de mogelijke gevaren die hierbij kunnen horen.

Wanneer je AVAX op een veilige manier wil kopen, kun je het beste gebruik maken van Binance of Bitvavo. Hier betaal je ook nog eens de beste prijs voor AVAX. Dit komt doordat dit platform een hoge liquiditeit kan bieden. Er zijn dus altijd genoeg munten die worden aangeboden en afgenomen. Een hoge liquiditeit betekent ook meer veiligheid. Je weet dan zeker dat er genoeg onderpand is om jouw munten te kopen of verkopen.

Natuurlijk kun je AVAX ook kopen op een gedecentraliseerde crypto exchange, zoals Uniswap of SushiSwap. Echter, deze exchanges zijn een stuk minder veilig dan Binance en Bitvavo. Dit komt doordat je hier meer stappen moet doorlopen om een transactie uit te voeren. De kans dat het fout gaat, is dus vele malen groter. Daarom kun je hier beter geen gebruik van maken wanneer je nog een beginner bent. Wij raden je aan om gebruik te maken van Bitvavo.

Klik hier onder om AVAX te kopen op Bitvavo.

Hoe kan ik AVAX bewaren?

Het is belangrijk dat een wallet AVAX ondersteunt voordat je het hierin kunt opslaan. Denk hierbij aan wallets van crypto exchanges als Binance en Bitvavo. Je kunt de munten hier dus snel en makkelijk in bewaren. Echter, dit is niet de veiligste manier. Er zijn namelijk veel gevallen bekend van mensen die hun cryptomunten zijn verloren nadat ze deze hadden opgeslagen in een software wallet.

Wanneer je jouw AVAX-coins de veiligste manier wilt bewaren, kun je het beste kiezen voor een hardware wallet. Dit is een soort USB-stick die je kunt loskoppelen van jouw computer, en dus ook van het internet. Op het moment dat de USB-stick nergens mee is verbonden, kan niemand bij de cryptomunten die op de wallet staan. Je moet de wallet dan natuurlijk nog wel op een veilige manier bewaren.

De bekendste hardware wallets zijn Trezor en Ledger. Beide hebben zich bewezen onder crypto traders en kunnen als veilig worden beschouwd.

Is het slim om AVAX te kopen?

Wanneer je denkt dat de technologie die door Ava Labs is ontwikkeld een grote kans van slagen heeft, kan het slim zijn om AVAX te kopen. Je moet natuurlijk wel goed onderzoek doen naar dit project, voordat je besluit om hier grote bedragen in te investeren. Zo verlaag je het risico dat je loopt.

Daarnaast is het slim om nooit geld te investeren dat je eigenlijk niet kunt missen. Dit kan je namelijk alleen maar in de problemen brengen. Er is immers altijd een risico dat je jouw inleg verliest, en er geen winst op maakt. De koersen van cryptocurrencies zijn ontzettend volatiel, en niemand weet zeker of een koers daadwerkelijk zal gaan stijgen. Zie hieronder de koers van Avax.

Conclusie

Avalanche (AVAX) wordt gesteund door een ervaren team op dit gebied en de reputatie van het project is al hoog, nog voor de publieke lancering ervan. Met een grote naam als Emin Gün Sirer aan het roer van het project, wil Avalanche naam maken in de smart contracts en blockchain sector. De verwachtingen rond Avalanche zijn hooggespannen voor de cryptosfeer, met het team dat belooft de huidige leegte in andere projecten in dezelfde sector op te vullen.

Avalanche beschikt ontegensprekelijk over de technische capaciteiten om te voldoen aan de behoeften van bedrijven die smart contracts willen inzetten, met name in de DeFi-sector. Dit project is baanbrekend in zijn categorie en introduceert nieuwe ideeën over transactiebeheer, governance en een hele reeks andere elementen die niet beschikbaar zijn op andere platforms.

Elke deelnemer aan het protocol heeft een stem om invloed uit te oefenen op de manier waarop het protocol zich op een bepaald moment ontwikkelt, wat mogelijk wordt gemaakt door een krachtig bestuursmechanisme. Avalanche is in hoge mate aanpasbaar, waardoor het bijna onmiddellijk interoperabel is met andere blockchains.

Ava Labs richt zich echter op een zeer competitieve sector, waar Ethereum al hoogtij viert, gevolgd door andere blockchains zoals Cardano. Het Avalanche-project staat nog in de kinderschoenen, maar is op vele gebieden al goed ontwikkeld, zodat AVAX en het Avalanche-project in de komende tijd nog voor enkele aangename verrassingen kunnen zorgen.