Für den effektiven Ansatz des dezentralisierten Austausches, ist ein solcher Mechanismus unabdingbar. Änderungen auf der Blockchain müssen für ein zuverlässiges System durch einen Konsensmechanismus bestätigt werden. Der Proof of Work stellt in der Regel die Lösung einer mäßig schweren Aufgabe durch den Nutzer oder dessen Computer dar. Das Ergebnis kann vom Diensterbringer ohne großen Aufwand nachgeprüft werden.

Definition

Um es zu verstehen, kann es Sinn machen, die Grundlagen der Distributed Ledger Technologie anzusehen. Man kann die Blockchain als eine Art Verzeichnis betrachten, dass mit Transaktionen und Blöcken gefüllt ist. Die Speicherung erfolgt aufeinander aufbauend über ein verteiltes Netzwerk. Zur Speicherung ist ein Freigabeprotokoll erforderlich, dass die dezentralisierte Übermittlung von Daten zwischen den Netzwerkteilnehmern ermöglicht.

Durch die dezentralisierte Speicherung der Daten ist sichergestellt, dass die Manipulation extrem minimiert wird. Ich möchte hier bewusst mit absoluten Aussagen sparsam umgehen. Mit dem Aufkommen der Quantentechnolgie, wird sich dahingehend durchaus etwas machen lassen, glaube ich. Dennoch ist stand heute eine Überprüfung durch die Teilnehmer im Netzwerk nicht erforderlich.

Durch die gemeinsame Nutzung der Daten von unabhängigen Netzwerk-Teilnehmern, auch Nodes bzw. Knoten genannt, durch die Blockchain, verfügt jeder Teilnahme eine exakte Kopie der gesamten Daten, der Blockchain. Folglich müsste für einen erfolgreichen Angriff bzw. eine Manipulation der Daten, die Mehrheit aller Netzwerkteilnehmer zeitgleich einer Änderung zustimmen. Bei diesem Konsensmechanismus spricht man vom Proof of Work.

Funktionsweise des Proof of Work

Im Grunde genommen gilt es rechenintensive mathematische Aufgaben zu lösen, um einer Blockchain neue Blöcke bzw. Datensätze hinzuzufügen. Bei diesem Vorgang spricht man vom Mining.

Jede erfolgreiche Lösung eines vorgegebenen mathematischen Problems, durch ein Trial And Error Verfahren, führt zu der Generierung eines neuen Blocks in der Blockchain. Um genau zu sein der erste Schüler… Ich meinte natürlich Netzwerkteilnehmer, der eine Lösung findet, kann auf die Hausaufgabe verzichten… Und auch hier meinte ich eher, dass dieser die Lösung im Netzwerk teilen kann. Grüße Doc Bock – Ist ein bisschen was anderes als Nullstellen berechnen. Macht auch etwas mehr Spaß, vorausgesetzt der Gegenwert passt 😀

Alle anderen Teilnehmer bauen dann auf dem neu generierten Datenblock auf. Hinzu kommt, dass je mehr Rechenarbeit eine Node aufwendet, die Wahrscheinlichkeit, für die Generierung neuer Blöcke erhöht wird.

Die Nutzung und Bereitstellung von Proof of Work ist rechenintensiv. Und komplexe Rechenoperationen durch Computer benötigen enorm viele Ressourcen. Vor allem, weil die Berechnungen mit jeder Erstellung eines neuen Blocks komplizierter werden und folglich auch länger dauern.

Bekannte Proof of Work Lösungen

Zu den bekanntesten PoW Lösungen zählen der Bitcoin (BTC), Litecoin (LTC) und Dogecoin (DOGE)

Fazit

PoW hat sich als Konsens Algorithmus bewährt. Die Wahrscheinlichkeit für die Manipulation der Blockchain ist äußerst gering. So, zumindest der Status Quo. Der große Nachteil ist der enorme Energiebedarf, der erforderlich ist, um die komplexen Berechnungen zu lösen. Dies ist vor allem in der heutigen Zeit der Energiekriese ein großes Manko, was zu einer relativ schlechten Reputation dieses Konsensalgorithmus führt. Dies ist unter anderem ein Grund dafür, warum Ethereum bzw. ETH / Ether nicht mehr unter PoW verweilt und auch viele andere Kryptowährungen auf Proof of Stake geswitched sind. Die Vor- und Nachteile zu diesem Konsensalgorithmus findet ihr, wie bereits angesprochen, in dem Beitrag, der genau diesem Thema gewidmet ist.

Der Beitrag Proof Of Work (PoW) – Der Algorithmus für eine sichere und vertrauenswürdige Blockchain erschien zuerst auf CEOsBay.

Funktionsweise

Um eine Blockchain-Transaktion zu verifizieren, muss sie an die Blockchain angehängt werden. In der Proof of Stake-Blockchain sind die anhängenden Entitäten als Validierer bezeichnet (in den Proof of-Work-Blockchains wird diese Aufgabe von den Minern übernommen). In den meisten Protokollen erhalten die Validierer als auch Miner für die Validierung eine Belohnung in Form der Kryptowährung auf dessen Blockchain sie die Verifizierung übernehmen.

Man spricht in der Regel von einem Konsens

Proof-of-Stake dient dazu, um einen Konsens auf der Blockchain zu schaffen. Um so die Blockchain sicher und aufrecht zu erhalten. Da es sich bei der Blockchain (Stichwort – Distributed-Ledger) um ein dezentrales Netzwerk, ohne zentralisierte Autorität und Verwaltung handelt, müssen die Teilnehmer des Netzwerks durch die Validierung die Richtigkeit der Daten auf der Blockchain sicherstellen.

Kurz gesagt, spricht man von einem Konsens, wenn sich die Teilnehmer des Netzwerks darüber einig sind, welche Werte, welchem Teilnehmer, zu welchem Zeitpunkt zuzuordnen sind.

Ablauf beim Proof of Stake

Im Grunde genommen kommen die Daten über Transaktionen, für die eine Legitimation bzw. Validierung erforderlich ist. Dieser Prozess wird von den sogenannten Nodes im Netzwerk übernommen. Die validierten Transaktionen werden in Blöcke zusammengefasst und an die Blockchain angefügt. Folglich dient als Grundlage für die Validierung das Halten gewisser Anteile der Kryptowährung.

Frühe PoS-Implementierungen litten unter einer Reihe von Angriffen. Nachdem die Angriffe relativ ähnlich verliefen und sich auf bestimmte Schwachstellen der PoS-Protokolle konzentrieren, haben sich zwei funktionsfähige und vorherrschende Konzepte herauskristallisiert. Der sogenannte Byzantine Fault Tolerance Ansatz und der Chain basierte Ansatz. Letzteres wählt während des Zeitfensters eines Wechsels, zufällig einen Validator aus und weist diesem die Rechte zu, einen neuen Block erstellen zu dürfen. Bei dem Byzantine Fault Tolerance Ansatz erfolgt die Auswahl zwar ebenfalls zufällig, doch beschränken sich die Rechte lediglich auf Vorschläge, welcher Block als korrekt einzustufen ist. Die Validierung selbst erfolgt durch einen mehrstufigen Prozess, bei dem jeder Validator eine Art Abstimmung für einen bestimmten Block sendet. Wobei am Ende des gesamten Prozesses nochmals von allen Validatoren eine Abstimmung über die Zugehörigkeit an der Blockchain erfolgt.

Wieso als Validator nicht dem Proof of Stake System schaden?

Der Anreiz erfolgt nicht nur durch das Belohnungssystem. Auch die Zuverlässigkeit wie die Blöcke geforged werden, sind in das System eingebunden.

Die unrechtmäßige Validierung von Transaktionen resultiert in einem Wert- oder Totalverlust der Anteile, da die Anteile als eine Art Pfand hinterlegt sind. Und nachdem eine Fehlvalidierung dem gesamten System schadet, verfolgt kein Validator das Ziel, der Sicherheit der Blockchain zu schaden. Böse Zungen könnten jetzt natürlich eine Verschwörung formulieren. Doch durch die Tatsache, dass die Zuteilung der zu validierenden Blöcke nicht nur von der Höhe der Anteile, sondern zusätzlich vom Zufalls-Algorithmus abhängt, schließt dies aus. Es kann folglich nicht vorhergesagt werden, wer zu welchem Zeitpunkt eine Validierung erhält. Diese Tatsache stellt zugleich den Nachteil des PoS-Ansatzes dar, da mit diesem System der Eindruck von einer Lotterie entsteht. Eine Zuteilung kann nur erfolgen, wenn signifikante Anteile an der Kryptowährung zur Verfügung stehen. Folglich besteht die Gefahr der Bildung eines Monopols oder von Oligopolen.

Bekannte Proof of Stake Lösungen

Zu den bekanntesten PoS Lösungen zählen der Binance Coin (BNB), Solana (SOL), Cardano (ADA), Polkadot (DOT), Avalanche (AVAX) und mittlerweile gehört auch Ethereum dazu.

Fazit

Proof of Stake ist durchaus eine energieeffiziente Alternative zu Proof of Work. Dies steht außer Frage. Die Wahrscheinlichkeit des Forgings eines Blocks wird nach dem Anteil an der Gesamtmenge der Kryptowährung innerhalb des Netzwerks bestimmt, statt durch die Rechenleistung. Dennoch gefällt mir der Gedanke nicht, dass sich innerhalb dieses Systems Monopole oder Oligopole bilden können. Denn diese Tatsache bedroht den Grundgedanken der Dezentralisierung grundlegend.

P.S. Heute wirklich sehr spät dran. Aber das Jahresende rückt näher und ich musste die Steuer für meine Unternehmungen machen. Und nachdem ich sehr viel Wert darauflege, dass dies richtig gemacht wird, dauert es auch dementsprechend etwas länger. Auch die Kryptosteuer wird heuer für Anleger fällig. Dies wird nicht nur für uns schwierig, sondern auch für all die Steuerberater und Steuerkanzleien, die noch keinen Plan davon haben was uns erwartet 😀

Aber auch dafür wird es einen Beitrag geben. Denn man kann Profis zu Rate ziehen, die schon etwas länger dabei sind und auch bei der Ermittlung der Gewinne und Verluste gibt es viele Wege der Automatisierung. Doch dazu in den kommenden Tagen mehr. Mein Körper braucht jetzt Schlaf 😀

Der Beitrag Proof of Stake (PoS) – Der Algorithmus für eine effiziente und nachhaltige Blockchain erschien zuerst auf CEOsBay.