Bitroot: Neudefinition der Blockchain-Leistung mit paralleler EVM-Architektur

In den letzten zehn Jahren war die Skalierbarkeit von Blockchains das Hauptproblem, das eine breite Akzeptanz verhinderte. Ethereum, das etwa 15 Transaktionen pro Sekunde (TPS) verarbeitet, hat die Grenzen serieller Ausführungsmodelle deutlich gemacht. Bitroot tritt als neue Generation einer Layer-1-Blockchain auf, die diese Beschränkungen überwindet – mit 100.000 TPS und 300 ms Finalität durch eine Kombination aus Pipeline BFT-Konsens, optimistisch parallelisiertem EVM, State Sharding und BLS-Signaturaggregation.

Eine geschichtete Architektur für Leistung

Das fünfstufige modulare Design von Bitroot – Storage, Network, Consensus, Protocol und Application – gewährleistet sowohl Skalierbarkeit als auch Wartbarkeit.

Die Storage Layer integriert verteiltes Sharding, um den State-Bloat zu reduzieren und die Validierung auf gewöhnlicher Hardware zu ermöglichen.

Die Network Layer verwendet Kademlia DHT und GossipSub, optimiert für groß angelegte Datenübertragung.

Die Consensus Layer, angetrieben von Pipeline BFT, entkoppelt Konsens von Ausführung – so können neue Blöcke vor der Finalisierung vorheriger Blöcke fortschreiten.

Die Protocol Layer führt eine parallele Ausführungs-Engine ein, die vollständig EVM-kompatibel bleibt und eine nahtlose Migration für Ethereum-basierte Anwendungen unterstützt.

Die Application Layer stellt SDKs und standardisierte Schnittstellen für die schnelle Entwicklung von DApps bereit.

Diese Modularität ermöglicht es Bitroot, sich schnell weiterzuentwickeln, ohne bestehende Infrastrukturen zu stören – ein entscheidender Unterschied zu monolithischen Blockchain-Designs.

Pipeline BFT: Konsens mit Fließbandgeschwindigkeit

Traditionelle BFT-Systeme wie Tendermint sind durch serielle Blockbestätigung und hohe Kommunikationskomplexität (O(n²)) eingeschränkt. Bitroots Pipeline BFT denkt Konsens als vierstufiges Fließband neu – Propose, Prevote, Precommit und Commit – und ermöglicht die gleichzeitige Verarbeitung mehrerer Blöcke.

Dieser Pipeline-Mechanismus, kombiniert mit BLS-Signaturaggregation, reduziert die Bestätigungszeit auf 300 Millisekunden und komprimiert die Signaturüberprüfung von O(n) auf O(1). Durch die Entkopplung von Konsens und Ausführung sowie die Ermöglichung von Batch-Verarbeitung erreicht Bitroot branchenführende Skalierbarkeit, ohne die Dezentralisierung zu opfern.

Optimistisch parallelisierter EVM: Das Multicore-Potenzial freisetzen

Bitroots Optimistic Parallelized EVM (OPEVM) beseitigt die Einschränkungen der Einzel-Thread-Ausführung traditioneller EVMs.

Es führt ein dreistufiges Konflikterkennungssystem ein – statische Analyse vor der Ausführung, dynamische Überwachung während der Ausführung und globale Verifikation nach der Ausführung – und gewährleistet so Sicherheit und Effizienz bei hoher Parallelität.

Durch intelligente Gruppierung von Transaktionen, feingranulare Lese-/Schreibsperren und NUMA-bewusste Planung hält Bitroot eine optimale CPU-Auslastung (90 %) aufrecht und erreicht eine bis zu 7–12-fach höhere Durchsatzrate im Vergleich zum seriellen EVM von Ethereum.

Das Ergebnis: deterministische Parallelität ohne Kompromisse bei der Korrektheit – ein entscheidender Schritt in Richtung KI-kompatibler Blockchain-Berechnungen.

State Sharding: Echte horizontale Skalierbarkeit

Um exponentielles Wachstum zu unterstützen, implementiert Bitroot State Sharding, indem Kontostände auf mehrere Shards verteilt werden. Jeder Shard verwaltet einen unabhängigen State-Baum, während ein Shard-Koordinator mittels eines Zwei-Phasen-Commit-Protokolls Atomizität und Konsistenz gewährleistet.

Dieses Design ermöglicht lineare Skalierbarkeit – mit steigender Anzahl von Shards wächst der Durchsatz proportional – und bietet einen nachhaltigen Weg für langfristiges Wachstum.

Leistungsvalidierung und Integration ins Ökosystem

Benchmark-Tests auf AWS-Infrastruktur zeigten 25.600 TPS, 1,2 Sekunden Gesamtlatenz und 85 % Ressourcenauslastung und übertrafen vergleichbare Layer-1-Netzwerke um mehr als das 50-fache. Die Gasgebühren werden um bis zu 90 % reduziert, wodurch Bitroot als praktische Alternative zu Layer-2-Lösungen positioniert wird, während die vollständige Dezentralisierung erhalten bleibt.

Die EVM-Kompatibilität von Bitroot ermöglicht Entwicklern die nahtlose Migration von Ethereum-Anwendungen – und beschleunigt die Akzeptanz in den Bereichen DeFi, NFT, Gaming und Unternehmensanwendungen. Das kommende KI-Integrations-Framework erweitert die Möglichkeiten zusätzlich und ermöglicht dezentralisierte KI-Agenten und On-Chain-Machine-Learning-Modelle.

Fazit: Die Infrastruktur für das intelligente Web3-Zeitalter

Bitroot stellt einen bedeutenden Fortschritt im Blockchain-Engineering dar – und verwandelt akademische Forschung in reale Leistung.

Durch die Kombination von Pipeline BFT, Optimistic Parallelized EVM und State Sharding liefert Bitroot einen vollständigen Bauplan für leistungsstarke Blockchain-Systeme.

Es überbrückt nicht nur die Kluft zwischen Leistung und Dezentralisierung, sondern legt auch das technische Fundament für die Konvergenz von KI und Web3.

Da die Nachfrage nach intelligenter, skalierbarer und interoperabler Infrastruktur wächst, ist Bitroot bereit, die nächste Generation dezentraler Anwendungen zu unterstützen – von Echtzeit-Finanzanwendungen bis hin zu KI-gesteuerten Ökosystemen.