Proof of Work vs. Proof of Stake

Neueinsteiger in Kryptowährungen haben oft Schwierigkeiten zu verstehen, wie der
Mining-Mechanismus funktioniert. Die Idee, dass es einen kryptografischen Algorithmus gibt,
der neue Coins schürft und diejenigen belohnt, die zur
Wartung der Blockchain beitragen, ist kein naheliegendes Konzept und benötigt etwas Erklärung, um es zu verstehen.

Proof of Work

Beim Proof-of-Work-Konsens konkurriert bei der Validierung eines Blocks jeder Knoten darum, ein Ratespiel-Problem zu lösen, um den Datenblock zu validieren. Zufällige Vermutungen sind am effizientesten, um dieses Problem zu lösen. Viel Rechenleistung auf deinem Computer führt zu einer höheren Anzahl an Vermutungen pro Sekunde und damit zu einer höheren Chance, als Erster richtig zu liegen. Die zufällige Zahlenfolge, die die Miner als Erste zu finden versuchen, wird auch Nonce genannt. Alle Blockdaten plus die aktuelle Vermutung werden durch einen kryptografischen Hash geleitet. Stimmt die Ausgabe mit dem aktuellen Schwierigkeitsgrad überein, war die Vermutung des Miners korrekt.

Die Mining-Schwierigkeit wird vom Netzwerk automatisch angepasst. Zum Beispiel: Wenn ein Teil des Netzwerks nicht am Raten der Nonce teilnehmen kann, führt das zu einer Verringerung der gesamten Hash-Rate. In diesem Fall wird die Schwierigkeit sinken, um die durchschnittliche Zeit, die zum Mining eines Blocks benötigt wird, konstant zu halten. Eine Erhöhung der Hash-Rate führt zu einer erhöhten Schwierigkeit.

Wenn ein Miner glaubt, die richtige Vermutung zu haben, schlägt er seine Vermutung dem Netzwerk vor. Die anderen Miner kombinieren die Vermutung dann mit ihren Blockdaten. Wenn 51% der Miner zustimmen, dass die Vermutung korrekt ist, wird der Block hinzugefügt und der Miner wird in der plattformeigenen Kryptowährung belohnt. Wenn mehr als 51% der Korrektheit der Vermutung widersprechen, wird der Block nicht gemined, es gibt keine Belohnung und der Miner bleibt auf versunkenen Kosten sitzen.

Proof of Work schafft es, jedem Knoten einen Anreiz zu geben, sich ehrlich zu verhalten. Unehrliche Knoten entstehen Kosten, ohne eine Chance, belohnt zu werden.

[image]

Nachteile von Proof of Work

Das Mining eines Blocks innerhalb eines Proof of Work erfordert Rechenleistung, was wiederum Energie benötigt. Im Fall von Bitcoin, ist dieser Energieverbrauch stark gewachsen und wird weiter wachsen.

Ein weiteres Problem von Proof of Work ist, dass zu Beginn von Bitcoin beispielsweise Menschen noch mit ihren persönlichen Computern minen konnten. Heute jedoch ist Mining zu einer groß angelegten Aktivität für Unternehmen geworden, die sogenannte Mining-Farmen nutzen, in denen tausende dedizierte Computer mit einem Ziel stehen: Bitcoin zu minen. Das führt zu einer erhöhten Schwierigkeit und macht es für Menschen, die mit ihren persönlichen Computern minen, unmöglich, die Nonce zuerst zu erraten. Zusammengefasst: Aufgrund hoher Kapitalanforderungen wird die Hash-Rate von einigen wenigen kontrolliert, was erhebliche Auswirkungen auf die Dezentralisierung des Netzwerks hat.

Proof of Stake

Proof of Stake ist ein neuerer und nicht erprobter Konsensmechanismus, der als Alternative zum Proof-of-Work-Konsens vorgeschlagen wurde, um die Skalierbarkeits- und Kostenthemen bei Proof of Work zu lösen. Bei Proof of Stake wird das Raten entfernt, wodurch der Bedarf an Rechenleistung entfällt. Proof-of-Stake-Konsens verwendet ein System, bei dem Knoten jeweils einen Einsatz hinterlegen oder zahlen, um Transaktionen zu validieren. Wenn es Zeit für einen Gruppenkonsens ist, erhalten Knoten die Möglichkeit, Coins zu sperren und sie damit zu staken.

Ein zufälliger Knoten wird ausgewählt und der Hash der Blockdaten dieses Knotens wird allen anderen Teilnehmern angezeigt. Alle anderen Knoten setzen auf die Gültigkeit der Blocktransaktionen. Wenn die Mehrheit dem vorgeschlagenen Block zustimmt, wird der zufällige Knoten belohnt, ebenso wie alle, die auf diesen Knoten gesetzt haben. Wenn die Mehrheit nicht zustimmt, verliert der zufällige Knoten seinen Einsatz, erhält keine Belohnung, und ein neuer Knoten wird zufällig ausgewählt, um seine Blockdaten zu teilen. Der spieltheoretische Anreiz zu Ehrlichkeit und Genauigkeit bleibt erhalten, nur die Mechanik der Durchsetzung ändert sich. Der entscheidende Unterschied bei diesem Konsens ist, dass während des Konsenses niemals Rechenarbeit durchgeführt wird, sondern nur gesetzt wird, und jedes Gerät setzen kann – unabhängig von der Rechenleistung.

[image]

Im Gegensatz zum Proof-of-Work-Prinzip, das dich für die Arbeit belohnt, die du geleistet hast, wird Proof of Stake dich für die Anzahl der Coins belohnen, die du besitzt. Menschen haben nun einen Grund, die Coins zu halten, und werden dafür belohnt. Zudem werden die Risiken der Zentralisierung minimiert, weil diejenigen mit dem größten Mining-Potenzial oder Kapital nicht mehr die Kontrolle haben. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass der Aufstieg von Staking-Pools keine Überraschung sein sollte.

51%-Angriffe sind für das Bitcoin-Netzwerk ein geringes Problem, weil du
mehr als 51% der Rechenleistung im Netzwerk haben musst. Damit ein 51%-Angriff in einem Proof-of-Stake-Netzwerk stattfinden kann, müsste der böswillige Akteur die Mehrheit der gesamten Kryptowährung des Netzwerks kontrollieren, was teuer und zudem riskant ist, da die Kryptowährung an Wert verlieren wird, sobald bekannt wird, dass sie angegriffen wird.

Da die Anreize anders sind, verändert der Proof-of-Stake-Algorithmus im Wesentlichen die gesamte Struktur des Marktes für eine Kryptowährung. Allein durch das Halten der Kryptowährung kannst du zusätzliche Coins verdienen.

Einige Blockchains wie NEO und Dash nutzen bereits einen Proof-of-Stake-Konsensmechanismus. Aber auch die weithin bekannte Ethereum -Blockchain wird bald auf einen hybriden Proof-of-Stake-Mechanismus umstellen.

Die Risiken von Proof of Stake (PoS)

Wie bei jeder Lösung gibt es Risiken im Zusammenhang mit der möglichen Implementierung von Proof-of-Stake-Algorithmen. Das größte inhärente Risiko eines Proof-of-Stake-Systems ist, dass die schlechten Akteure nicht auf die gleiche Weise verdünnt werden wie im Proof-of-Work-System. Sie können weiterhin Zinsen sammeln, während sie über Blöcke abstimmen, und werden in keiner Weise geschädigt. Damit das Proof-of-Stake-System funktioniert, muss dieses Problem irgendwann gelöst werden, aber gleichzeitig zeigt es viel Potenzial.

Bitte beachte, dass Yield Services derzeit nicht von der Markets in Crypto-Assets Regulation (MiCAR) oder anderer sektoraler EU-Gesetzgebung abgedeckt sind. Das bedeutet, dass der Service nicht dieselben Schutzmechanismen bietet wie MiCAR-regulierte Services, die Coinmerce anbietet.