Djed ist der erste Coin, der die Preisvolatilität durch formale Überprüfung eliminiert.
18. August 2021 
Olga Hryniuk 
7 Minuten Lesezeit
Die Volatilität von Kryptowährungen ist eines der größten Hindernisse für eine breitere Akzeptanz. Blockchain-Technologien bieten Vorteile wie Transparenz, Unveränderlichkeit der Daten und nachweisliche Sicherheit von Finanzgeschäften. Dennoch ist es schwieriger als bei Fiat-Währungen vorherzusagen, wie sich der Markt verhalten wird, oder den Wert einer digitalen Währung zu prognostizieren. Dies behindert die Verwendung von Kryptowährungen als Buchungs- und Tauscheinheiten im täglichen Geschäft.
Ein Stablecoin ist eine Kryptowährung, die an einen Korb von Fiat-Währungen oder eine einzelne Währung (z. B. USD oder EUR), Rohstoffe wie Gold oder Silber, Aktien oder andere Kryptowährungen gekoppelt ist. Stablecoins verfügen über Mechanismen, die für eine geringe Preisabweichung von ihrem Zielpreis sorgen, und sind daher nützlich, um Werte zu speichern oder zu tauschen, da ihre eingebauten Mechanismen die Volatilität beseitigen.
Einigen Stablecoins mangelt es an Transparenz und Liquidität ihrer Reserven, was ihre Preisstabilität gefährdet. Um diese Herausforderungen anzugehen, hat sich IOG mit Emurgo, einem weiteren der drei Gründungspartner von Cardano, und der Ergo-Blockchain, die wie Cardano eine UTXO-basierte Buchführung verwendet, zusammengetan, um an einem Stablecoin-Vertrag namens Djed zu arbeiten. Djed basiert auf algorithmischem Design. Das bedeutet, dass es Smart Contracts verwendet, um die Preisstabilisierung zu gewährleisten, und dass der Coin für dezentralisierte Finanzoperationen (DeFi) nützlich sein wird.
Wie Stablecoins funktionieren
Verschiedene Mechanismen tragen zur Stabilität des Wertes des Coins bei und helfen Preisschwankungen auszugleichen. Diese Mechanismen beruhen auf den wirtschaftlichen Grundsätzen von Angebot und Nachfrage.
Ein gängiger Mechanismus ist die Unterlegung des Stablecoins mit einer Reserve der als Bindung verwendeten Währung. Wenn die Nachfrage höher ist als das Angebot an Verkaufs- oder Kaufaufträgen, sollte dieses Angebot erhöht werden, um Preisschwankungen zu vermeiden. Stablecoin-Reserven werden in der Regel nicht in bar aufbewahrt. Stattdessen werden sie in zinstragenden Finanzinstrumenten wie Anleihen gehalten. Die Erträge aus diesen Instrumenten sind für den Betreiber eine Einnahmequelle.
Solange der Stablecoin vollständig durch Reserven in der Währung, an die er gekoppelt ist, gedeckt ist und der Betreiber schnell auf Nachfrageschwankungen reagieren kann - bleibt die Preisstabilität erhalten.
Allgemeine Risiken
Stablecoin-Reserven sind in der Regel mit Investitionen verbunden. Die mangelnde Liquidität dieser Anlagen kann den Betreiber daran hindern, schnell auf die Nachfrage zu reagieren. Dies beeinträchtigt die Stabilität auf kurze Sicht.
Ein Nachteil von fiat-backed Stablecoins ist, dass sie Vertrauen in die Entitäten erfordern, die die Reserven halten. Mangelnde Transparenz der Reserven oder des Versprechens auf “volle Deckung” in Verbindung mit ineffizienten Stabilisierungsmaßnahmen haben bereits dazu geführt, dass der Tether-Stablecoin (USDT) unter 0,96 US-Dollar gefallen ist, wie in Abbildung 1 dargestellt.
Abbildung 1 - Preisverlauf des Tether Stalecoins (USDT) über die letzten 3 Jahre
Probleme mit der Transparenz entstehen nicht, wenn der zugrunde liegende Vermögenswert eine Kryptowährung auf einer öffentlichen Blockchain ist. Darüber hinaus gewährleistet die Verwendung von Smart Contracts aufgrund ihrer automatisierten und sicheren Mechanismen eine effiziente und zuverlässige Durchführung von Stabilisierungsmaßnahmen.
Verbesserte Stabilisierungsmechanismen des algorithmischen Djed-Stablecoins
Djed ist ein kryptogestützter algorithmischer Stablecoin-Vertrag, der als autonome Bank fungiert. Er funktioniert, indem er eine Reserve an Basis-Coins hält und Stablecoins wie auch Reserve-Coins prägt und verbrennt. Der Vertrag hält die Bindung der Stablecoins an einen Zielpreis aufrecht, indem er Stablecoins kauft und verkauft, die Reserve verwendet und Gebühren erhebt, die sich in der Reserve ansammeln, wie in Abbildung 2 dargestellt. Die letztendlichen Nutznießer dieser Einnahmequelle sind die Inhaber von Reservemünzen, die die Reserve mit Geld aufstocken und gleichzeitig das Risiko von Preisschwankungen übernehmen.
Abbildung 2 - Wie Djed funktioniert
Der Djed-Stablecoin ist als Vermögenswert konzipiert, der an eine Fiat-Währung (USD) gekoppelt ist, und wird von einem Algorithmus gesteuert. Dieser Ansatz bietet ein stabiles Tauschmittel. Djed ist jedoch nicht auf die Bindung an den Dollar beschränkt. Er kann auch mit anderen Währungen funktionieren, solange es Orakel gibt, die den Vertrag mit dem entsprechenden Preisindex versehen.
Das erste formell verifizierte Stablecoin-Protokoll
Djed ist das erste formal verifizierte Stablecoin-Protokoll. Die Verwendung formaler Methoden im Programmierprozess hat wesentlich zum Design und den Stabilitätseigenschaften von Djed beigetragen. Mithilfe formaler Techniken werden die Eigenschaften durch mathematische Formeln bewiesen:
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Einhaltung der Ober- und Untergrenze des Kurses: Der Preis wird nicht über oder unter den festgelegten Preis steigen. Im normalen Bereich des Mindestreserveverhältnisses sind Käufe und Verkäufe nicht eingeschränkt, und die Nutzer haben keinen Anreiz, Stablecoins außerhalb des festgelegten Bereichs auf einem Sekundärmarkt zu handeln.
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Robustheit des Systems bei Markteinbrüchen: Bis zu einer bestimmten Grenze, die vom Mindestreservesatz abhängt, bleibt die Bindung erhalten, auch wenn der Preis des Basis-Coins stark fällt.
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Keine Insolvenz: Es ist keine Bank involviert, so kann auch keine Bank insolvent gehen.
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Keine Banken-Runs: Alle Nutzer werden fair behandelt und entsprechend bezahlt, so dass es nachweislich keinen Anreiz für Nutzer gibt, ihre Stablecoins im Wettlauf gegeneinander einzulösen.
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Monoton steigendes Eigenkapital pro Reservecoin: Unter bestimmten Bedingungen ist garantiert, dass der Reserveüberschuss pro Reservemünze steigt, wenn die Nutzer mit dem Vertrag interagieren. Unter diesen Bedingungen ist den Inhabern von Reservemünzen ein Gewinn garantiert.
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Keine Entnahme von Reserven: Unter bestimmten Bedingungen ist es für einen böswilligen Benutzer unmöglich, eine Folge von Aktionen auszuführen, die der Bank Reserven entziehen würden.
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Begrenzte Verwässerung: Die Zahl der Inhaber von Reservemünzen und ihr Gewinn können durch die Ausgabe weiterer Reservemünzen nur begrenzt verwässert werden.
Djed Versionen
Aktuell gibt es 2 Versionen von Djed:
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Minimal Djed: Diese Version ist so einfach, intuitiv und unkompliziert wie möglich gestaltet, ohne die Stabilität zu beeinträchtigen.
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Extended Djed: diese komplexere Version bietet einige zusätzliche Stabilitätsvorteile. Die wichtigsten Unterschiede sind die Verwendung eines kontinuierlichen Preismodells und dynamischer Gebühren, um weitere Anreize für die Aufrechterhaltung eines optimalen Mindestreservesatzes zu schaffen.
Implementierung
Die Teams von IOG, Ergo und Emurgo haben Anfang 2021 an der Implementierung des algorithmischen Stablecoin-Vertrags Djed gearbeitet, um verschiedene Modelle zu testen.
Die erste Implementierung eines Djed-Stablecoin-Vertrags war SigmaUSD auf Ergo. Dies war der erste algorithmische Stablecoin, der im ersten Quartal 2021 auf einem UTXO-basierten Ledger eingesetzt wurde. Er hatte eine Gebühr von 1 % für Kauf- oder Verkaufsoperationen und ein Orakel, das den Wechselkurs jede Stunde aktualisierte. Diese erste Version war das Ziel eines Angriffs auf die Reserven durch einen anonymen Nutzer, der eine große Anzahl von ERGs (Ergo’s native coin) besaß. Der Angriff war letztlich erfolglos, und es wird geschätzt, dass der Angreifer 100.000 $ verloren hat.
Um solche Angriffe noch weiter zu erschweren, wurde der ursprüngliche Einsatz von Minimal Djed durch eine Version ersetzt, bei der die Gebühr auf 2 % festgesetzt wurde, das Orakel alle 12 Minuten aktualisiert wurde und jede Aktualisierung des Orakels den Preis um höchstens 0,49 % ändern durfte, es sei denn, die Preisdifferenz war größer als 50 %. Dadurch wurde die Widerstandsfähigkeit gegen Angriffe, die die Reserven zerstören, erhöht.
Djed wurde vom IOG-Team auch in Solidity implementiert. Eine Version verwendet die native Währung der Ethereum-Blockchain als Basis-Coin, eine andere verwendet jeden ERC20-kompatiblen Token als Basis-Coin. Bisher wurden diese Implementierungen in Testnets für Binance Smart Chain’s Testnet, Avalanche’s Fuji, Polygon’s Mumbai, Ethereum’s Kovan, Ethereum’s Rinkeby und RSK’s Testnet eingesetzt.
Djed: Implementierung in Cardano
Das Alonzo-Update für Cardano wird Smart Contracts mit Plutus ermöglichen. Plutus basiert auf Haskell, was eine sichere, umfassende Programmierumgebung garantiert.
Der Entwurf einer früheren Version von Minimal Djed ist in der Plutus-Sprache verfügbar. In dieser Implementierung sind Stablecoins und Reservemünzen native Vermögenswerte, die eindeutig durch den Hash der entsprechenden “monetary policy” identifiziert werden, die ihre Prägung und Verbrennung gemäß dem Djed-Protokoll steuert. Bei dieser Implementierung wird auch davon ausgegangen, dass Orakeldaten wie der Wechselkurs als signierte Daten direkt den Transaktionen zur Verfügung gestellt werden, anstatt auf der Blockchain gepostet zu werden.
Es gibt auch eine laufende OpenStar-Implementierung. OpenStar ist ein in Scala entwickeltes Framework für private Permissioned Blockchains. Die Implementierung von Djed mit OpenStar folgt der Idee der Off-Chain-Smart-Contract-Ausführung, um einen Stablecoin auf Cardano zu haben, der nicht von Smart Contracts abhängig ist, die auf der Chain ausgeführt werden.
Mehr Informationen findet ihr in dem kürzlich veröffentlichtem Forschungspapier oder in der Präsentation von Bruno Woltzenlogel Paleo, dem technischen Direktor von IOG, welche auf dem Ergo-Summit 2021 präsentiert wurde.
Wir möchten Bruno Woltzenlogel Paleo für seinen Beitrag zu diesem Artikel und seine Unterstützung während des gesamten Entstehungsprozesses danken und anerkennen.
Dies ist eine Übersetzung des 
IOG-Blogartikels: Djed: implementing algorithmic stablecoins for proven price stability