Was ist Proof of Authority?

Proof of Authority (PoA) ist ein Konsens-Algorithmus, der im Allgemeinen weniger bekannt ist als beispielsweise Proof of Work und Proof of Stake. Dennoch ist es ein Algorithmus, der von vielen Blockchains verwendet wird. Er sorgt dafür, dass die Blockchain von einem ganz anderen Publikum genutzt werden kann. Vor allem private Blockchains verwenden den Proof of Authority-Algorithmus.

Proof of Authority?

Im Jahr 2017 hatte der Mitbegründer und ehemalige CTO von Ethereum den Proof of Authority-Algorithmus entwickelt. Er tat dies als eine Lösung für verschiedene Blockchains, die auf Ethereum basierten. Blockchains, die in bestimmten Situationen eingesetzt wurden, hatten verschiedene Probleme mit Proof of Work und Proof of Stake. Es wurde jedoch zunächst gegen Spam-Attacken auf das Testnetzwerk von Ethereum geschaffen.

Bei Proof of Authority findet kein Mining wie bei anderen Konsens-Algorithmen statt. Normalerweise darf derjenige, der die meiste Rechenleistung oder den größten Einsatz hat, neue Blöcke zur Blockchain hinzufügen. Bei Proof of Authority werden diejenigen, die Blöcke hinzufügen dürfen, bereits im Vorfeld ausgewählt. So sind nur einige wenige Nodes für die Validierung der Transaktionen zuständig. Wir nennen diese Nodes auch die "Autoritäten".

Dadurch wird das Netzwerk viel weniger groß und dezentralisiert. Es gibt sehr viel weniger Nodes, die Transaktionen validieren dürfen, was zunächst ein großer Nachteil zu sein scheint. Tatsächlich ist es aber ein großer Vorteil, wenn man die Benutzersituation von Proof of Authority-Blockchains betrachtet.

Von wem wird Proof of Authority verwendet?

Proof of Authority wird von zwei verschiedenen Arten von Blockchains verwendet: private Blockchains und öffentliche Blockchains. Diese Unterscheidung ist wichtig, da sie für die Funktion der Blockchain sehr entscheidend ist.

Private Blockchains

Vor allem private Blockchains nutzen Proof of Authority. Das sind also Blockchains, an denen die Allgemeinheit nicht teilnehmen kann. Denken Sie zum Beispiel an Krankenhäuser, Versicherungsbüros und andere Institutionen. Sie profitieren stark von Proof of Authority, weil sie die Vorteile der Blockchain nutzen können und gleichzeitig die Kontrolle über die Daten auf der Blockchain haben.

Zum Beispiel könnten alle Krankenhäuser eines Landes zu einer Blockchain wechseln, die Proof of Authority verwendet. Jedes Krankenhaus würde dann einen Server haben, der als Autorität in der Blockchain fungiert. Der Vorteil ist, dass Patienten dann in jedes beliebige Krankenhaus gehen könnten. Dieses Krankenhaus wäre dann in der Lage, die Daten des Patienten direkt zu sehen. Sie müssen die Informationen nicht erst anfordern.

Aber warum sollten sie nicht eine öffentliche Blockchain verwenden? Eine solche öffentliche Blockchain ist nicht an die Situation des Unternehmens oder der Institution anpassbar, die die Blockchain nutzt. Krankenhäuser können die Blockchain auf diese Weise viel einfacher für ihren eigenen Gebrauch umwandeln. Außerdem können sie so sicherstellen, dass die Daten von der Außenwelt abgeschottet sind.

Öffentliche Blockchains

Es gibt jedoch auch viele öffentliche Blockchains, die Proof of Authority verwenden, wie z. B. VeChain und PAO Network. Diese Blockchains haben eigene Validierungsprozesse für Autoritäten und wenden in beiden Fällen strenge Auswahlkriterien für die Wahl der Autoritäten an. Dies ist notwendig, weil das gesamte Netzwerk von der Integrität der Autoritäten abhängt.

Wie funktioniert Proof of Authority?

Eigentlich ist Proof of Authority dem Proof of Stake Modell sehr ähnlich. Anstatt dass die Benutzer Geld einzahlen, geben sie in diesem Fall ihre Identität ein. Diese Gruppe von Nodes wird im Voraus auf ihre Integrität überprüft. Es hängt von der Blockchain ab, aber oft gibt es einen strengen Auswahlprozess im Vorfeld. Es ist also nicht unbedingt einfacher, in einem Proof of Authority-Modell zu arbeiten als in einem Proof of Stake-Modell.

Bei Proof of Stake muss man viel Geld zur Verfügung haben, während man bei Proof of Authority oft einen guten Ruf haben muss, um ausgewählt zu werden.

Oft ist es nur eine kleine Gruppe von Autoritäten, die die Blockchain mit neuen Blöcken versorgt. Daher wird sehr wenig Rechenleistung benötigt, um Transaktionen zu validieren. Außerdem ist keine Kommunikation zwischen den Nodes erforderlich, um einen Konsens zu erreichen. Auch die Kontinuität des Netzwerks ist unabhängig von der Anzahl der verfügbaren Nodes.

Die Vorteile von Proof of Authority

Der Proof of Authority Algorithmus bringt einige Vorteile mit sich. Das macht es für viele Blockchains mitunter sehr interessant, auch den Proof of Authority-Algorithmus zu verwenden.

• Keine teure Hardware erforderlich. Da die benötigte Rechenleistung bei Proof of Authority sehr gering ist, müssen die Nodes nicht in teure Hardware investieren. Es werden auch keine Mining-Farmen benötigt, wie es bei Proof of Work der Fall ist.
• Weniger Energie erforderlich. Es wird weniger Rechenleistung benötigt, und es gibt weniger Nodes, die Blöcke zur Blockchain hinzufügen. Als Ergebnis wird viel weniger Energie benötigt, um die Blockchain am Laufen zu halten. Die zugeführte Energie wird von der Blockchain auch sinnvoll genutzt.
• Hohe Transaktionsrate. Die Blöcke werden in einer Sequenz in einem bestimmten Zeitintervall erzeugt. Dadurch wird die Geschwindigkeit, mit der Transaktionen validiert werden, stark erhöht.
• Vorhersagbares Zeitintervall. Bei vielen anderen Konsens-Algorithmen variiert das Zeitintervall zwischen den Blöcken. Bei Proof of Authority ist das Zeitintervall immer gleich, daher gibt es dieses Problem nicht.

Nachteile von Proof of Authority

Trotz seiner vielen Vorteile hat dieser Algorithmus auch eine Menge Nachteile. So ist der Algorithmus nicht für jede Blockchain geeignet, was durchaus sinnvoll ist.

• Weniger Dezentralisierung. Offensichtlich gibt es beim Proof of Authority-Algorithmus weniger Dezentralisierung. Das liegt daran, dass es weniger Nodes gibt, die für die Validierung und Verifizierung von Transaktionen zuständig sind. Es scheint, dass Proof of Authority in erster Linie ein Algorithmus ist, der zentralisierte Systeme effizienter macht.
• Ihre Identität ist sichtbar. Wenn Sie teilnehmen und Blöcke zur Blockchain hinzufügen wollen, wird Ihre Identität bekannt gemacht. Dies würde es Autoritäten ermöglichen, ihre Bekanntheit für Randaufgaben zu nutzen.
• Angriffe können gezielter durchgeführt werden. Aufgrund der öffentlichen Identität können die Nodes viel leichter von böswilligen Parteien erpresst werden. Da das Netzwerk aus viel weniger Nodes besteht, ist es viel einfacher, mit anderen Nodes ein Bündnis zu bilden und dann das Netzwerk zu übernehmen.