Was ist Proof of Participation (PoP)?

Proof of Participation (PoP) ist ein Konsensalgorithmus, der ziemlich 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 Blockchain-Konsensalgorithmus funktioniert. Wir erklären dir, 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 im Netzwerk, zusammenzuarbeiten, damit die Blockchain läuft. 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 Proof of Stake (PoS), bei dem ein Validator ausgewählt wird, um die Transaktionen zu validieren und den Block zur Blockchain hinzuzufügen. Die Auswahl erfolgt anhand des Geldbetrags, den er einsetzt. Dies nennt man den Stake und ist ähnlich wie eine Einzahlung. Je höher der Stake, desto höher die Chance, dass der Validator ausgewählt wird.

Der Nachteil dieser Algorithmen ist, dass Miner und Validatoren danach ausgewählt werden, wie viel Geld sie haben. Beim PoW-Algorithmus dreht sich alles um die Rechenleistung, die jemand bereitstellen kann, was bedeutet, dass jemand teure Hardware kaufen können muss. Wenn das nicht geschieht, wird der Miner nicht der Erste sein, der einen neuen Block fertig hat. Beim PoS-Algorithmus dreht sich alles um das Geld, das jemand einsetzen kann.

Dies war nach Ansicht einer Gruppe von Blockchain-Entwicklern weder fair noch sicher. Ihrer Meinung nach sollte es vielmehr auf der Qualität der Arbeit basieren, die jemand liefert. Nicht darauf, wie viel Geld jemand für Mining oder Validierung ausgeben kann. Das führte zur Entwicklung eines neuen Algorithmus namens Proof of Participation.

Was ist Proof of Participation?

Proof of Participation ist ein Konsensalgorithmus, der Nodes anhand der Qualität ihrer Arbeit auswählt, die sie liefern, wenn sie Transaktionen validieren und neue Blöcke zur Blockchain hinzufügen.

Der Algorithmus betrachtet den Score jedes Nodes, und wenn dieser hoch genug ist, darf der Node häufiger Blöcke zur Blockchain hinzufügen. In dem Moment, in dem der Node gut am Netzwerk teilnimmt, wird der Score dieses Nodes erhöht.

Auch der gegenteilige Fall kann eintreten. Nämlich wenn ein Node nicht gut am Netzwerk teilnimmt, kann sein Score verringert werden. Das kann passieren, wenn ein Node Transaktionen falsch bestätigt oder zu oft offline ist. In Zukunft darf der Node dann aufgrund des niedrigen Scores, den der Node hat, keine Miner-Transaktionen validieren.

Wer sind die Erfinder von 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 außerdem die Gründer und Eigentümer des Unternehmens Blockchain Zoo, das die erste Blockchain mit dem PoP-Algorithmus entwickelt hat.

Wie funktioniert Proof of Participation?

Der Score der Nodes wird Participation Score genannt. Der Score wird durch Tickets berechnet. Wenn ein Node Transaktionen validiert und einen neuen Block zur Blockchain hinzugefügt hat, erhält der Node von allen anderen Nodes ein Ticket. Jedes Ticket hat einen unterschiedlichen Wert.

Der Wert basiert auf der Arbeit des Nodes. Er betrachtet zum Beispiel, wie oft der Node online ist (und wie oft er offline ist), ob der Node Transaktionen nicht fälschlicherweise abgelehnt oder bestätigt hat, sowie die Geschwindigkeit seiner Arbeit.

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

Es ist einem Node nicht möglich, sich als ein anderer Node auszugeben. Um ein gültiges Ticket zu senden, wird der private Schlüssel benötigt. Der private Schlüssel befindet sich nur im Besitz des betreffenden Nodes.

Dann schaut der Algorithmus, wie viel jedes Ticket wert ist. Der Gesamtwert wird berechnet, danach wird für jeden Node ein Score berechnet. Der Score kann sinken, aber er kann auch aufgrund aller Tickets steigen. Mit diesem Score werden die Nodes ausgewählt, die neue Transaktionen validieren dürfen.

Von wem wird Proof of Participation verwendet?

Proof of Participation ist ein Konsensalgorithmus, der ziemlich unbekannt ist und von wenigen Blockchains verwendet wird. Dennoch entscheiden sich immer mehr Blockchain-Projekte dafür, diesen Algorithmus zu nutzen. Das liegt daran, dass er viele Probleme löst, die andere Algorithmen haben.

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

Die Vorteile von Proof of Participation

Der größte Vorteil von Proof of Participation ist, dass jeder an der Validierung von Transaktionen teilnehmen kann und man keine große Geldsumme benötigt, um berechtigt zu sein, neue Blöcke hinzuzufügen. Man wird anhand der Qualität seiner Arbeit beurteilt.

Das macht den Algorithmus auch sicherer. Wenn ein Node versucht, die Blockchain zu manipulieren, erhält dieser Node einen niedrigen Score, was automatisch verhindert, dass der Node ausgewählt wird, um Blöcke hinzuzufügen. Wenn ein Node einen bestimmten Score erreicht, wird der Node automatisch aus dem Netzwerk entfernt.

Nodes, die versuchen, das Netzwerk zu manipulieren, bringen sich daher nur selbst in Schwierigkeiten. Das hält das Netzwerk sauber, und nur die Nodes, die qualitativ gute Arbeit leisten, dürfen Blöcke erstellen und zur Blockchain hinzufügen.

Ein weiterer Vorteil ist, dass die Blockchain sehr effizient wird. Alle Nodes werden versuchen, die beste Arbeit zu leisten, weil sie natürlich einen hohen Score erhalten wollen. Das motiviert Nodes, Transaktionen schnell zu verarbeiten und zugleich sorgfältig zu sein, um keine Fehler zu machen.

Proof of Participation vs. Proof of Stake

Der Proof-of-Participation-Algorithmus ist in gewisser Weise dem Proof-of-Stake-Algorithmus sehr ähnlich. Das liegt daran, dass in beiden Algorithmen die Teilnehmer anhand eines bestimmten Scores und der Arbeit, die sie leisten, beurteilt werden.

Bei Proof of Stake werden Teilnehmer anhand des Stakes ausgewählt, den sie einsetzen. Teilnehmer in einem Proof-of-Participation-Netzwerk werden ebenfalls beurteilt, nur nicht nach der Höhe des Geldbetrags, den sie einsetzen. Stattdessen werden sie nach der Qualität der Arbeit beurteilt, die sie leisten.

Ein weiterer Unterschied ist, dass Teilnehmer in einem Proof-of-Stake-Netzwerk ihr Geld verlieren, wenn sie schlechte Arbeit leisten. Zunächst werden sie mit einer Strafe belegt, aber wenn bestimmte Fehler wiederholt werden, kann das Netzwerk entscheiden, ihnen das gesamte Geld zu entziehen und sie aus dem Netzwerk zu entfernen.

Das Proof-of-Participation-Netzwerk verhängt keine Geldstrafe für einen Fehler, sondern senkt den Score des Teilnehmers. Wenn der Score ein bestimmtes Niveau erreicht, wird der Teilnehmer aus dem Netzwerk entfernt. Das wird letztlich kein Geld kosten. Allerdings wird der Teilnehmer in Zukunft nie wieder am Blockchain-Netzwerk teilnehmen können.

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