Het streven van Gulden is een zo gebruiksvriendelijk mogelijke betaaloplossing te creëren die, ondanks dat het op krachtige technologieën stoelt, voor de gebruiker in het dagelijkse leven net zo makkelijk werkt als een pinpas, maar dan zonder de pas, tussenpersonen, restricties en kosten.

We leven in een digitale speeltuin. Internet verbindt alles. Er zijn geen grenzen. Waarom zou je geld dat wel hebben?!

Gulden gebruikt een in eigen huis ontwikkelde tweede generatie blockchain. Om een beetje wegwijs te worden in alle toegepaste technieken hebben we ze hieronder bij elkaar gebracht met een korte uitleg over het ‘hoe en waarom’.

De Gulden Blockchain

Gulden is begonnen met als basis de code van Litecoin. Er is toen gekozen voor Litecoin, omdat deze cryptocurrency destijds in dagelijks gebruik sneller was dan Bitcoin. Op 4 april 2014 is Gulden gelanceerd en werden de eerste blocks gemined. Op 8 april 2014 is de eerste Gulden verhandeld voor 0,0003 eurocent. Die waarde kwam tot stand op een exchange en is dus niet van te voren bepaald. Het was echt vraag en aanbod.

In de afgelopen jaren is er veel veranderd. Gulden heeft een geheel eigen blockchain ontwikkelt en rondom Gulden is er een hele community ontstaan met ontwikkelaars, bedrijven die Gulden accepteren, beurzen, handelaren, spaarders, miners etc..

De koers wordt echter nog steeds bepaald door de vrije handel. Deze kun je o.a. vinden op Nocks.com en Bittrex.com.

De Techniek

Wat de Gulden blockchain zo uniek maakt is het slim inzetten van een hele reeks aan geavanceerde en zelf ontwikkelde technologieën.

De blockchain vertrouwt niet alleen op het miners model, ook wel PoW (proof of work) genoemd, maar voegt daar witness (een soort PoS op steroids) en technieken als Sonic, Delta en SegSig aan toe. 

Dit resulteert in een blockchain die robuust, veilig en snel, maar vooral ook energiezuinig is. Daarbovenop zijn er wallets en services gebouwd die zeer gebruiksvriendelijk en nagenoeg kosteloos zijn.

Gemiddeld wordt 1 keer in de 150 seconden een blok toegevoegd aan de blockchain. Er komen dus 576 blokken per dag op de markt. Deze blokken worden door de miners gevonden en aan het netwerk toegevoegd. De miners krijgen hier een vergoeding voor. Lees het hoofdstuk over Sigma hoe dat werkt.

De miners worden vervolgens gecontroleerd door de witnessers. Ook zij krijgen hiervoor een vergoeding. Zie daarvoor het hoofdstuk over Witness.

Als laatste krijgt ook de GAB (Gulden Advies Raad) een vergoeding per blok. Deze wordt besteed aan de ontwikkelingskosten en hulp aan derden die ook toepassingen voor Gulden willen ontwikkelen.

Difficulty

De snelheid van een miner wordt uitgedrukt in Hashes per seconde. Als we het hebben over een miner met een snelheid van 1 Megahashes per seconde (1Mh/s), betekent het dat de miner per seconde 1 miljoen gokjes en sommen berekent om de juist oplossing te vinden.
De rekenkracht die alle miners opgeteld totaal inzetten geeft de Totale Hashrate weer die op het Gulden netwerk losgelaten wordt. Op het moment van schrijven (nov 2019) is de Gulden hashrate ongeveer 1100MH/s, kortom 1.100.000.000 hashes per seconde.

DELTA

Omdat de snelheid van het oplossen van de som een combinatie is van snelheid van de miner, de moeilijkheid van de som, de hoeveelheid miners en een portie geluk, varieert de tijd die benodigd is om de som op te lossen. Soms lukt het binnen 20 seconden en soms duurt het 10 minuten. Gemiddeld wil Gulden echter uitkomen op 150 seconden per gevonden blok. Om dit te bewerkstelligen kan het Guldennetwerk autonoom beslissen om de som moeilijker of makkelijker te maken. Als er veel miners met snelle apparatuur aan het minen zijn en de som dus snel opgelost wordt besluit het netwerk dat de som bij het volgende blok moeilijker wordt gemaakt en andersom als veel miners er het bijltje bij neergooien zal het gemiddeld te lang duren voordat de som opgelost wordt en besluit het netwerk dat de sommen eenvoudiger kunnen worden gemaakt. In de formule om de som te genereren zit een parameter die “difficulty” heet en die parameter kan hoger of lager gezet worden. Dit autonome proces wordt gestuurd door het DELTA protocol. Dat is een continu proces. Dactual.com geeft hier een mooi plaatje van:

SIGMA

Veel blockchains gebruiken het Scrypt algoritme om te minen. Gulden daarentegen gebruikt het modernere SIGMA. Dit heeft een aantal voordelen: Aan de ene kant maakt dit algorithme het voor veel mensen mogelijk om thuis op een desktop computer te minen. Dit versterkt daarmee het decentrale karakter van Gulden. Aan de andere kant verlaagd het het energieverbruik aanzienlijk doordat SIGMA geen specialistische zware apparatuur vereist. 

SIGMA staat voor Semi Iterated Global Memory Argon. Waarbij Argon een algorithme is dat de eerste prijs in de wacht sleepte op de in Luxemburg georganiseerde Password Hashing competitie. Het principe van Argon2 is door Malcolm – Gulden’s Lead Developer – verder doorontwikkeld en een geheel eigen algorithme op gebied van ontwerp en implementatie geworden. 

Op het moment van schrijven (okt 2019) zijn er ongeveer 300–400 miners actief, waarvan de grootste miner ongeveer 4% marktaandeel heeft ten opzichte van de totale hashrate op het Gulden netwerk.

De grote hoeveelheid “kleine” miners zorgt voor een stabiel werkend netwerk.

Minen kan in een paar stappen in de desktop wallet aangezet worden en biedt iedereen de kans om op een laagdrempelige manier met crypto minen in aanraking te komen. Lees hier meer over SIGMA.

Nonce

In cryptografie is een nonce een willekeurig getal dat slechts één keer gebruikt kan worden in een cryptografische communicatie. 

Dus als je een blok probeert te ontginnen creëer je het blok maar één keer, in eerste instantie met een nonce van 0. Daarna ‘hash’ je het om te zien of het geldig is, als dat niet het geval is verplaats je de nonce naar 1 en probeer het opnieuw, enzovoort.

In het geval van de meeste blockchains wordt de nonce op deze manier verhoogd tussen “0 en 4294967296”. In het geval van SIGMA hebben we in plaats daarvan een pre-nonce en een post-nonce die variëren tussen 0-65536.

Dit dient ervoor om ‘valsspelen’ tegen te gaan en het minen ASIC/GPU resistent te maken, waardoor minen alleen echt rendabel is op een desktop computer. Een diepere uitleg hoe dit werkt staat in de SIGMA release notes.

Unity

Met de SIGMA update werd tegelijkertijd ook het Unity project volledig geïmplementeerd en afgerond.

Meer dan 50 procent van de Gulden-gemeenschap koos tijdens een stemmingsronde in maart 2018 ervoor om Unity als het volgende project te omarmen.

Unity migreert al portemonnees (mobiel en desktop) naar een enkele uniforme back-end, in plaats van aparte code voor elk. Voordelen zijn onder andere: snellere uitrol van nieuwe functies, wijzigingen en bugfixes die in één keer in plaats van meerdere keren zijn gemaakt; prestatieverbeteringen en lager batterijverbruik (mobiel); eenvoudigere uitrol van speciale Gulden builds voor nieuwe platforms.

Witness

Naast SIGMA beschikt Gulden over een technologie die een controlerende extra stap toevoegt aan het mining process: Witness. Hiermee verkrijgt Gulden zijn ongekend hoge veiligheidsniveau. 

Normaliter vertrouwd een blockchain erop dat miners het onderling eens worden of een blok als valide beschouwd mag worden en vervolgens aan de blockchain toegevoegd kan worden. Probleem hierbij is dat men dit kan manipuleren. Ook wel bekend als het 51% probleem. 

Gulden heeft hiervoor een oplossing geïmplementeerd die een extra laag toevoegt. Hierbij wordt de block die de miner aanbiedt eerst nog gecontroleerd door een witness voordat hij aan de blockchain wordt toegevoegd. Dit heeft een hele reeks aan voordelen. 

Een daarvan is dat er is nu minimaal 71% van de miningkracht nodig is, met daarbovenop 71% van de witness accounts, om een kans te hebben de blockchain te manipuleren.

In de praktijk betekent het dat een aanvaller zodanig veel geld in de aanval moet steken dat hij zijn ‘eigen’ bank berooft.

Lees hier meer informatie over de beveiliging van het netwerk.

Omdat de beveiliging op zo’n hoog niveau ligt kan Gulden af met een confirmatietijd van slechts 1 blok, waar bijna alle andere crypto munten werken met 6 blokken confirmatietijd (dus 6 x een bloktijd moeten wachten tot je zeker bent van de transactie). Dit levert enorme snelheidswinsten op. Er liggen echter al plannen op tafel om zelfs dit nog te versnellen.

Een ander voordeel van de combinatie miner/witness is dat er geen zogenaamd ‘selfisch’ mining voordeel behaald kan worden. Dit effect treedt op als een miner een blok mined, en in de tijd dat het over het netwerk verspreid wordt een voorsprong op kan bouwen door alvast het volgende blok te minen. Witness gaat dit tegen, daar de miner eerst op goedkeuring van het geminde blok moet wachten alvorens verder te kunnen.

Omdat Witness essentieel anders is dan PoS (Proof of Stake) worden ook typische PoS onvolkomenheden bestreden:
• PoS onbeveiligde private keys: Private keys zijn in Gulden altijd beveiligd in witness.
• “Nothing at stake issue”: Omdat er altijd voldoende PoW hash power aanwezig is op de Gulden blockchain kan deze “Nothing at stake issue” niet ontstaan.
• PoS “Stake buildup”: De leeftijd van de munt is niet gebruikt in Witness. Daarom is het Witness systeem immuun voor deze fout.
• PoS “Stake grinding”: Dit effect kan alleen optreden als er geen PoW activiteit zou zijn op de Gulden blockchain. Witness en PoW zijn onlosmakelijk met elkaar verbonden.

etc..

Aangezien iedereen een witness account kan openen in de desktop wallet draagt dit systeem bij aan een verdere decentralisatie van het netwerk.

De Witness worden beloont voor zijn/haar werk. Momenteel kan dit oplopen tot rentepercentages boven de 12% en is daarmee een prima alternatief voor een aloude spaarrekening.

Witnesskey

We hadden het al eerder aangestipt dat Gulden gebouwd is op ontzettend krachtige en doordachte technologie. De witnesskey is daar onderdeel van. De meeste cryptovaluta kennen een tweetal sleutels. De private key en de public key. Je zult omwille van gebruiksgemak deze twee termen niet vaak voorbij zien komen bij Gulden, maar voor de tech nerds misschien wel leuk om te weten: Gulden gebruikt namelijk nog een derde sleutel, de witnesskey. Deze kun je exporteren, zodat je ook met cloud services of op een Pi kunt werken zonder dat iemand bij je deposito kan. Het enige waar de key toegang tot geeft is de rewards. Na introductie van Phase4 ga je met deze key nog meer functionaliteiten krijgen in de wallets. Lees hier meer over Witnessen.

SegSig

SIGMA en Witness zijn beide onderdeel van de PoW² uitrol die momenteel gaande is. Stap voor stap worden de technologieën in fases uitgebracht. Bij de volgende fase (phase4 genoemd) wordt SegSig volledig actief. Dit biedt een aantal voordelen: 

• 58% ruimtebesparing op alle transacties.
• De doorvoer van transacties neemt met 58% toe.
• Geen blokgrootte of frequentiewijzigingen nodig.
• In combinatie met het geplande project Epoch kunnen gebruikers Gulden nodes tot ver in de toekomst op de meest bescheiden hardware draaien.
• Verbeterd transactiescriptsysteem waarmee PoW² en SegSig code zo schoon mogelijk kon worden geïmplementeerd.

Sonic

Sonic is een in 2018 geïntroduceerde technologie die de initiële synchronisatietijd bij het installeren van de desktop wallet verkort. Voorheen duurde het ophalen van de gehele blockchain tot soms wel vier uur. Dit is met Sonic tot onder het uur gebracht. Een enorme vooruitgang dus, welk de gebruiksvriendelijkheid een stuk groter maakt. Daarnaast hebben ook de mobile wallets een snelheidsupgrade gehad. Als je de app opent is ie nu binnen een paar seconden weer helemaal bij.

Energieverbruik

Uit onderstaande grafiek kunnen we herleiden dat het gemiddelde stroomverbruik ongeveer 92 Watt is met een gemiddelde hashrate van 2,5Mh/s. Op het moment van schrijven (okt 2019) wordt de totale hashrate geschat op ongeveer 1100Mh/s. We weten ook dat er elke dag 28800 Gulden wordt gemined (een vooraf bepaalde waarde uit het Gulden netwerk). 

Crypto, en Bitcoin in het bijzonder, wordt er vaak van beschuldigd dat het zo’n grote hoeveelheid energie verbruikt. Bij Gulden ligt dat anders. We kunnen eenvoudigweg berekenen hoeveel energie het Gulden netwerk verbruikt. Gemiddeld wordt een rendement van 42 Watt/Mh/s (zie bovenstaande tabel) bereikt. Bij de huidige totale hashrate van 1100Mh/s betekent dat het elektrisch vermogen van alle mininghardware samen 46kW bedraagt. Op jaarbasis verbruikt Gulden dus 46kW * 8760 uur = 402MWh. Dit staat in schril contrast met Bitcoin’s 73,12 TWh (een factor 180.000x hoger). Lees hier meer over het energieverbruik van Gulden. 

Tot Slot

Om deze uitleg niet te lang te maken hebben we een aantal dingen niet besproken, waaronder de koppeling van de wallets tussen desktop en mobiel, hoe het betalen met de wallets werkt, welke voordelen een account bij Nocks.com heeft, ook voor bedrijven -immers Gulden betalingen accepteren is vele malen goedkoper dan pinpas of iDeal betalingen-!

Mochten er vragen zijn en/of wil je je meer verdiepen en meehelpen aan Gulden dan is de Gulden Community op Slack een goede start. Daarnaast kun je het project volgen op Github. 

Er worden continue nieuwe toepassingen en verbeteringen doorgevoerd. De community beslist in samenspraak met de GAB welke als eerste gebouwd worden. Hierdoor is Gulden met recht een betaalsysteem voor en door mensen.