Was ist Proof of Authority?

Proof of Authority (PoA) ist ein Konsensalgorithmus, der im Allgemeinen weniger bekannt ist als zum Beispiel Proof of Work und Proof of Stake. Dennoch ist es ein Algorithmus, der von vielen Blockchains verwendet wird. Er stellt sicher, dass die Blockchain von einer völlig anderen Zielgruppe genutzt werden kann. Insbesondere private Blockchains verwenden den Proof-of-Authority-Algorithmus.

Proof of Authority

Im Jahr 2017 hatte der Mitgründer und ehemalige CTO von Ethereum den Proof-of-Authority-Algorithmus entwickelt. Er tat dies als Lösung für mehrere Blockchains, die auf Ethereum basierten. Blockchains, die in bestimmten Situationen eingesetzt wurden, stießen bei Proof of Work und Proof of Stake auf verschiedene Probleme. Ursprünglich wurde er jedoch als Schutz gegen Spam-Angriffe auf Ethereums Testnetz erstellt.

Bei Proof of Authority findet kein Mining statt wie bei anderen Konsensalgorithmen. Normalerweise darf derjenige mit der größten Rechenleistung oder dem größten Stake neue Blöcke zur Blockchain hinzufügen. Bei Proof of Authority werden diejenigen, die Blöcke hinzufügen dürfen, bereits im Voraus ausgewählt. Somit sind nur wenige Nodes für die Validierung der Transaktionen verantwortlich. Wir nennen diese Nodes auch die „Authorities“.

Dadurch wird das Netzwerk deutlich kleiner und weniger dezentral. Es gibt viel weniger Nodes, die Transaktionen validieren dürfen. Das klingt nun nach einem großen Nachteil. Tatsächlich ist es jedoch ein großer Vorteil, wenn man die Nutzungsszenarien von Proof-of-Authority-Blockchains betrachtet.

Wer nutzt Proof of Authority?

Proof of Authority wird von zwei unterschiedlichen Arten von Blockchain verwendet: privaten Blockchains und öffentlichen Blockchains. Es ist wichtig, zwischen diesen zu unterscheiden, da dies sehr entscheidend für die Funktion der Blockchain ist.

Private Blockchains

Insbesondere private Blockchains machen Gebrauch von Proof of Authority. Das sind also Blockchains, an denen die Allgemeinheit nicht teilnehmen kann. Denken Sie zum Beispiel an Krankenhäuser, Versicherungen 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 behalten.

Zum Beispiel könnten alle Krankenhäuser eines Landes auf eine Blockchain umstellen, die Proof of Authority verwendet. Jedes Krankenhaus hätte dann einen Server, der als Authority in der Blockchain fungiert. Der Vorteil ist, dass Patienten dann in jedes Krankenhaus gehen könnten, und dieses Krankenhaus könnte die Patientendaten direkt einsehen. Sie müssen die Informationen nicht erst anfordern.

Aber warum würden sie keine öffentliche Blockchain verwenden? Eine solche öffentliche Blockchain lässt sich nicht an die Situation des Unternehmens oder der Institution anpassen, die die Blockchain nutzt. Krankenhäuser können die Blockchain auf diese Weise viel leichter für ihre eigene Nutzung anpassen. Außerdem wird so sichergestellt, dass die Daten vor der Außenwelt abgeschirmt sind.

Öffentliche Blockchains

Es gibt jedoch auch zahlreiche öffentliche Blockchains, die Proof of Authority verwenden, wie VeChain und PAO Network. Diese Blockchains haben benutzerdefinierte Validierungsprozesse für Authorities und wenden in beiden Fällen strenge Auswahlkriterien für die Auswahl von Authorities an. Das ist notwendig, weil das gesamte Netzwerk von der Integrität der Authorities abhängt.

Wie funktioniert Proof of Authority?

Eigentlich ist Proof of Authority dem Proof-of-Stake-Modell sehr ähnlich. Anstatt dass Nutzer Geld einsetzen, setzen sie in diesem Fall ihre Identität ein. Diese Gruppe von Nodes wird im Voraus auf Integrität geprüft. Das hängt von der Blockchain ab, aber oft gibt es vorher einen strengen Auswahlprozess. Es ist daher nicht unbedingt einfacher, in einem Proof-of-Authority- als in einem Proof-of-Stake-Modell zu arbeiten.

Bei Proof of Stake benötigen Sie viel Geld, während Sie bei Proof of Authority oft einen guten Ruf brauchen, um ausgewählt zu werden.

Oft ist es nur eine kleine Gruppe von Authorities, die die Blockchain mit neuen Blöcken versorgt. Daher ist sehr wenig Rechenleistung nötig, um Transaktionen zu validieren. Außerdem ist keine Kommunikation zwischen Nodes nötig, um einen Konsens zu erreichen. Zudem ist die Kontinuität des Netzwerks unabhängig von der Anzahl verfügbarer Nodes.

Die Vorteile von Proof of Authority

Der Proof-of-Authority-Algorithmus bringt mehrere Vorteile mit sich. Das macht es für viele Blockchains manchmal sehr interessant, ebenfalls den Proof-of-Authority-Algorithmus zu verwenden.

• Keine teure Hardware nötig. Weil die bei Proof of Authority benötigte Rechenleistung sehr gering ist, müssen Nodes nicht in teure Hardware investieren. Außerdem sind keine Mining-Farmen nötig, 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. Dadurch wird deutlich weniger Energie benötigt, um die Blockchain am Laufen zu halten. Die bereitgestellte Energie wird außerdem von der Blockchain sinnvoll genutzt.

• Hohe Transaktionsrate. Die Blöcke werden in einer Sequenz in einem bestimmten Zeitintervall erzeugt. Das erhöht die Geschwindigkeit, mit der Transaktionen validiert werden, erheblich.
  Vorhersehbares Zeitintervall. Bei vielen anderen Konsensalgorithmen variiert das Zeitintervall zwischen den Blöcken. Bei Proof of Authority ist das Zeitintervall immer gleich, und daher haben Sie dieses Problem nicht.

Nachteile von Proof of Authority

Trotz seiner vielen Vorteile hat dieser Algorithmus auch zahlreiche Nachteile. Infolgedessen ist der Algorithmus nicht für jede Blockchain geeignet, was sinnvoll ist.

• Weniger Dezentralisierung. Offensichtlich gibt es im Proof-of-Authority-Algorithmus weniger Dezentralisierung. Das liegt daran, dass weniger Knoten der Validierung und Verifizierung von Transaktionen gewidmet sind. Es scheint, dass Proof of Authority in erster Linie ein Algorithmus ist, der zentralisierte Systeme effizienter macht.

• Identität ist bekannt. Wenn du teilnehmen und Blöcke zur Blockchain hinzufügen möchtest, wird deine Identität bekannt gemacht. Dies würde es Behörden ermöglichen, ihren Ruf für Nebentätigkeiten zu nutzen.

• Angriffe können gezielter durchgeführt werden. Aufgrund der öffentlichen Identität können Knoten viel leichter von böswilligen Parteien erpresst werden. Da das Netzwerk aus weitaus weniger Knoten besteht, ist es viel einfacher, eine Gruppe mit anderen Knoten zu bilden und dann das Netzwerk zu übernehmen.