Was ist Proof of Participation (PoP)?

Proof of Participation (PoP) ist ein Konsensalgorithmus, der noch recht unbekannt ist. Dennoch gibt es bereits mehrere Blockchains, die diesen Algorithmus verwenden. Um zu verstehen, wie solche Blockchains funktionieren, ist es wichtig, zunächst zu wissen, wie der Konsensalgorithmus der Blockchain funktioniert. Wir werden Ihnen erklären, was Proof of Participation ist und wie dieser Konsensalgorithmus funktioniert.

Der Grund für die Entwicklung von Proof of Participation

Die meisten Blockchains verwenden den Proof of Work (PoW)-Konsensalgorithmus. Dieser Algorithmus ermöglicht es allen Teilnehmern des Netzwerks, zusammenzuarbeiten, um die Blockchain zum Laufen zu bringen. Beim PoW-Algorithmus validiert ein Miner alle Transaktionen am schnellsten, damit er einen neuen Block zur Blockchain hinzufügen kann. Dafür erhält der Miner eine Belohnung.

Ein weiterer bekannter Algorithmus ist der Proof of Stake (PoS), bei dem ein Validierer ausgewählt wird, um die Transaktionen zu validieren und den Block zur Blockchain hinzuzufügen. Die Auswahl erfolgt auf der Grundlage des von ihm eingebrachten Geldbetrags. Dies wird als Einsatz bezeichnet und ähnelt einer Einzahlung. Je höher der Einsatz ist, desto größer ist die Chance, dass der Validierer ausgewählt wird.

Der Nachteil dieser Algorithmen ist, dass Miner und Validierer danach ausgewählt werden, wie viel Geld sie haben. Beim PoW-Algorithmus geht es um die Rechenleistung, die jemand zur Verfügung stellen kann, was bedeutet, dass jemand in der Lage sein muss, teure Hardware zu kaufen. Wenn dies nicht der Fall ist, wird der Miner nicht der erste sein, der neue Blöcke zur Blockchain hinzufügen kann. Beim PoS-Algorithmus geht es um das Geld, das jemand einsetzen kann.

Nach Ansicht einer Gruppe von Blockchain-Entwicklern war dies weder fair noch sicher. Ihrer Meinung nach sollte der Algorithmus vielmehr auf der Qualität der Arbeit beruhen, die jemand leistet. Nicht darauf, wie viel Geld jemand für das Mining oder die Validierung ausgeben kann. Dies veranlasste die Entwicklung eines neuen Algorithmus namens Proof of Participation.

Was ist ein Proof of Participation?

Proof of Participation ist ein Konsensalgorithmus, der Knoten auf der Grundlage der Qualität der von ihnen geleisteten Arbeit auswählt, wenn sie Transaktionen validieren und neue Blöcke zur Blockchain hinzufügen.

Der Algorithmus betrachtet dabei die Punktzahl eines jeden Knotens. Wenn diese hoch genug ist, wird dem Knoten erlaubt, der Blockchain öfter Blöcke hinzuzufügen. In dem Moment, in dem der Knoten gut am Netzwerk teilnimmt, erhöht sich die Punktzahl dieses bestimmten Knotens.

Der umgekehrte Fall kann ebenfalls eintreten. Wenn nämlich ein Knoten nicht gut am Netzwerk teilnimmt, kann seine Punktzahl sinken. Dies kann passieren, wenn ein Knoten Transaktionen falsch genehmigt oder zu oft offline ist. In der Zukunft wird der Knoten dann aufgrund seines niedrigen Punktestands nicht berechtigt sein, Mining-Transaktionen zu validieren.

Wer sind die Erfinder vom Proof of Participation?

Roberto Capodieci (Italien) und Barton Johnston (Vereinigte Staaten) sind die Erfinder von Proof of Participation. Zusammen mit Stefano Griggio (Italien) sind sie auch die Gründer und Eigentümer des Unternehmens Blockchain Zoo, das die erste Blockchain mit dem PoP-Algorithmus entwickelt hat.

Wie funktioniert der Proof of Participation?

Die Punktzahl der Knoten wird als Partizipationspunktzahl bezeichnet. Der Score wird durch Tickets berechnet. Wenn ein Knoten Transaktionen validiert und einen neuen Block zur Blockchain hinzugefügt hat, erhält der Knoten ein Ticket von allen anderen Knoten. Jedes Ticket hat einen anderen Wert.

Der Wert basiert auf der Arbeit des Knotens. Es wird zum Beispiel berücksichtigt, wie oft der Knoten online ist (und wie oft er offline ist), ob der Knoten Transaktionen nicht fälschlicherweise abgelehnt oder genehmigt hat und wie schnell er arbeitet.

Je besser ein Knoten seine Arbeit macht, desto höher ist der Wert der Tickets. Die Tickets werden zu jedem neuen Block hinzugefügt. Dies macht es den Knoten unmöglich, den Wert der Tickets später zu ändern.

Es ist nicht möglich, dass ein Knoten sich als ein anderer Knoten ausgibt. Um ein gültiges Ticket zu versenden, wird der private Schlüssel benötigt. Der private Schlüssel befindet sich nur im Besitz des betreffenden Knotens.

Dann prüft der Algorithmus, wie viel jedes Ticket wert ist. Der Gesamtwert wird berechnet, woraufhin für jeden Knoten eine Punktzahl ermittelt wird. Die Punktzahl kann sinken, sie kann aber auch auf der Grundlage aller Tickets steigen. Anhand dieser Punktzahl werden die Knoten ausgewählt, die neue Transaktionen validieren dürfen.

Von wem wird Proof of Participation verwendet?

Proof of Participation ist ein Konsensalgorithmus, der recht unbekannt ist und nur von wenigen Blockchains verwendet wird. Dennoch entscheiden sich immer mehr Blockchain-Projekte für die Verwendung dieses Algorithmus. Das liegt daran, dass er viele Probleme löst, die andere Algorithmen haben.

Derzeit wird der Proof of Participation von ZooBC und DecBC verwendet. Dies sind Blockchains, die von dem indonesischen Unternehmen Blockchain Zoo entwickelt wurden. Wie bereits erwähnt, ist dieses Unternehmen auch der Schöpfer des Proof of Participation-Algorithmus.

Die Vorteile von Proof of Participation

Der größte Vorteil von Proof of Participation ist, dass sich jeder an der Validierung von Transaktionen beteiligen kann und dass man keine großen Geldbeträge benötigt, um neue Blöcke hinzufügen zu können. Sie werden stattdessen nach der Qualität Ihrer Arbeit beurteilt.

Dies macht den Algorithmus auch sicherer. Wenn ein Knoten versucht, die Blockchain zu manipulieren, erhält dieser Knoten eine niedrige Punktzahl, wodurch er automatisch nicht mehr für das Hinzufügen von Blöcken ausgewählt wird. Wenn ein Knoten eine bestimmte Punktzahl erreicht hat, wird er automatisch aus dem Netzwerk entfernt.

Knoten, die versuchen, das Netzwerk zu manipulieren, bringen sich also nur selbst in Schwierigkeiten. So bleibt das Netzwerk sauber und nur die Knoten, die gute Arbeit leisten, dürfen Blöcke erstellen und zur Blockchain hinzufügen.

Ein weiterer Vorteil ist, dass die Blockchain sehr effizient wird. Alle Knoten werden versuchen, die beste Arbeit zu leisten, weil sie natürlich eine hohe Punktzahl erhalten wollen. Dies ermutigt die Knoten, Transaktionen schnell zu bearbeiten und darauf zu achten, dass sie keine Fehler machen.

Proof of Participation vs. Proof of Stake

Der Proof of Participation-Algorithmus ist in mancher Hinsicht dem Proof of Stake-Algorithmus sehr ähnlich. Denn bei beiden Algorithmen werden die Teilnehmer auf der Grundlage einer bestimmten Punktzahl und der von ihnen geleisteten Arbeit beurteilt.

Bei Proof of Stake werden die Teilnehmer auf der Grundlage des von ihnen geleisteten Einsatzes ausgewählt. Die Teilnehmer eines Proof of Participation-Netzwerks werden ebenfalls beurteilt. Sie werden aber nicht nach dem Geldbetrag, den sie eingesetzt haben, beurteilt. Stattdessen werden sie nach der Qualität der von ihnen geleisteten Arbeit beurteilt.

Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass Teilnehmer in einem Proof of Stake-Netzwerk ihr Geld verlieren, wenn sie schlechte Arbeit leisten. Zunächst werden sie mit einer Geldstrafe belegt. Wenn sich bestimmte Fehler wiederholen, kann das Netzwerk beschließen, ihnen das gesamte Geld wegzunehmen und sie aus dem Netzwerk zu entfernen.

Das Netzwerk "Proof of Participation" verhängt keine Geldstrafe für einen Fehler, sondern senkt den Punktestand des Teilnehmers. Erreicht der Punktestand einen bestimmten Wert, wird der Teilnehmer aus dem Netzwerk ausgeschlossen. Dies kostet letztlich kein Geld. Allerdings wird der Teilnehmer in Zukunft nie wieder am Blockchain-Netzwerk teilnehmen können.