Blockchain: Was ist Proof-of-Stake (PoS)

Eines der grundlegenden Konzepte, die es zu verstehen gilt, um das Wissen über die Welt der Blockchain und Kryptowährungen zu vertiefen, ist das sogenannte Proof-of-Stake (PoS).

Um tiefer in dieses Thema einzusteigen, ist es zunächst notwendig zu wissen, was unter Blockchain zu verstehen ist.

Die Proof-of-Stake-Blockchain: der Unterschied zwischen zentralisiert und dezentral

An sich wäre eine Blockchain einfach, wie der Name schon sagt, eine Kette miteinander verbundener Blöcke. 

Aber die Tatsache, dass eine Datei aus einer Kette von Blöcken besteht, in der jeder neue Block mit dem vorherigen verkettet ist, ist an sich keine große Sache. 

Um ehrlich zu sein: Da die Blockchain grundsätzlich als eine Art Datenbank zum Aufzeichnen, Speichern und Lesen von Daten verwendet wird, gibt es viel effizientere und leistungsfähigere Möglichkeiten, dies zu tun. 

Der wahre und einzigartige große Vorteil der Verwendung einer Blockchain zur Aufzeichnung von Daten besteht darin, dass die Datenbank auf diese Weise öffentlich, gemeinsam genutzt, durchsuchbar und für jedermann überprüfbar sein und vor allem durch ein dezentrales Protokoll verwaltet werden kann. 

Deshalb macht Blockchain nur dann wirklich Sinn, wenn sie als Ledger für ein dezentrales Protokoll verwendet wird, denn für zentralisierte Protokolle oder Infrastrukturen stellt sie überhaupt keine gute Lösung dar. 

Da es sich bei den wahren Blockchains jedoch nur um dezentralisierte Blockchains handelt, müssen wir darüber nachdenken, wie wir es jedem ermöglichen können, seine Transaktionen darin aufzuzeichnen, ohne Verwirrung zu stiften und auf eine Weise, dass jeder stets alle Regeln respektiert. 

Blockchain: Der Proof-of-Stake (PoS)-Konsensmechanismus

Dabei geht es um den sogenannten Konsensmechanismus, bei dem es sich um ein automatisiertes, offenes Verfahren handelt, das von jedem ohne besondere Berechtigungen (permissionless) zur Validierung von Transaktionen genutzt werden kann. 

Ziel ist es, sicherzustellen, dass nur korrekte und legitime Transaktionen in der Blockchain aufgezeichnet werden, ohne dass man sich auf die Genehmigung durch eine bestimmte Person verlassen muss. 

Um tatsächlich dezentralisiert zu sein, dürfen Blockchains in der Tat keine besonderen Benutzer mit Privilegien oder besonderen Befugnissen haben: Alle Benutzer sind und müssen sich auf derselben identischen Ebene befinden, im perfekten P2P-Stil. 

Unter Consent-Mechanismen versteht man genau jene Verfahren, die dezentralen Protokollen innewohnen und nicht nur die Validierung von Transaktionen, sondern vor allem auch deren vollständige Überprüfbarkeit durch jedermann ermöglichen. 

Im Kryptowährungsbereich sind die am häufigsten verwendeten Konsensmechanismen Proof-of-Work (PoW) und Proof-of-Stake (PoS).

PoW war der weltweit erste Konsensmechanismus für die erste dezentrale Blockchain überhaupt, nämlich die von Bitcoin.

Eigentlich basierte sogar die zweitwichtigste Kryptowährung Ethereum zunächst auf PoW, wechselte jedoch 2022 zu PoS.

Der Unterschied zu Proof-of-Work (PoW)

PoW basiert, wie der Begriff schon sagt, auf einem Arbeitsnachweis. 

Bitcoin-Transaktionen werden von Minern validiert, deren Aufgabe es ist, den Hash-Code zu suchen und zu finden, der einen Block validiert. In der Regel dauert es etwa 10 Minuten, bis sie es finden. Diese Dauer hängt jedoch von der Gesamt-Hashrate des Netzwerks ab. Daher dauert es oft weniger als 10 Minuten, da Bitcoin über reichlich Hashrate verfügt.

Das Problem bei PoW ist genau die Hashrate, denn beim Mining handelt es sich praktisch um einen Wettbewerb, bei dem der Gewinner derjenige mit der höchsten Hashrate ist und daher effektiv diejenigen belohnt werden, die mehr haben. Allerdings bedeutet eine höhere Hashrate auch einen höheren Energieverbrauch, weshalb Bitcoins PoW viel Energie verbraucht.

Ein weiteres Problem ist die Langsamkeit, mit der Transaktionen genehmigt werden, da gewartet werden muss, bis sie in einen gültigen Block aufgenommen werden und dieser Block korrekt abgebaut wird. Im Allgemeinen dauert dies mindestens 10 Minuten. 

Das dritte Problem sind die Gebühren, die jedoch nicht vom PoW abhängen, sondern von der Tatsache, dass Bitcoin-Blöcke auf 1 MB begrenzt sind und somit höchstens etwas mehr als 4,000 Transaktionen enthalten können. 

Zu den weiteren Kryptowährungen, die Proof-of-Work verwenden, gehören neben Bitcoin auch Litecoin (LTC) und Dogecoin (DOGE), zwei Kryptowährungen, die vor mehr als zehn Jahren entstanden sind, aber es gibt auch Bitcoin Cash (BCH) und Ethereum Classic (ETC). ), viel jünger geboren. Tatsächlich gibt es mehr als hundert, darunter Kaspa (KAS) und Monero (XMR).

In der Regel handelt es sich dabei um Kryptowährungen der ersten oder zweiten Generation, mit einigen Ausnahmen jedoch nicht um Kryptowährungen der dritten Generation. 

Ethereum nutzte, wie bereits erwähnt, zunächst PoW, wechselte jedoch im Jahr 2022 zu PoS. 

Die Hauptmerkmale von Proof-of-Stake

Um einige der Hauptprobleme von PoW zu lösen, wurde Proof-of-Stake erfunden. 

Mit PoS gibt es keine Miner mehr und es ist keine Hash-Recherchearbeit mehr erforderlich.

Es gibt nicht einmal mehr eine genaue Blockzeit, denn anstelle von Minern gibt es Validator-Knoten, die Blöcke in extrem kurzen Zeiten validieren können. 

Es gibt nicht einmal die Hashrate, denn aus technischer Sicht ist die Validierung einer PoS-Transaktion sehr einfach und schnell. 

PoS ist also schneller und deutlich weniger energieintensiv als PoW, was aber nicht bedeutet, dass die Gebühren niedrig sind. Tatsächlich fallen bei Ethereum immer noch relativ hohe Gebühren an, wenn auch derzeit niedrigere als bei Bitcoin, obwohl die Gebühren für die auf PoS basierende Schicht 2 mittlerweile sehr niedrig sind. 

Die Art und Weise, wie Transaktionen auf Proof-of-Stake-basierten Blockchains validiert werden, ist sehr einfach: Validierungsknoten sperren einen Teil der nativen Kryptowährung des Netzwerks, die sie besitzen (für Ethereum sind es 32 ETH), in den Einsatz und können so Blöcke validieren.

Der Validierungsknoten, der einen Block erfolgreich validiert, wird dann belohnt, ausgedrückt in derselben nativen Kryptowährung des Netzwerks. Wenn er jedoch einen Block falsch oder nicht validiert, wird er automatisch mit einer Strafe bestraft. 

Daher ist es für Validatorknoten nicht praktisch, Blöcke nicht oder falsch zu validieren, weil sie verlieren. Stattdessen ist es praktisch, so viele wie möglich richtig zu validieren, weil sie davon profitieren. 

Die Unterschiede

Auf PoW basierende Blockchains sind sicherlich stabiler und sicherer, aber auch viel energieintensiver und daher deutlich teurer. 

Heutzutage macht wahrscheinlich nur Bitcoin wirklich Sinn, um auf PoW zu basieren, während für alle anderen Blockchains PoS ausreichend sein könnte. 

Auf PoS basierende Blockchains sind zwar schneller, günstiger, weniger energieintensiv, aber dennoch recht solide und sicher, wenn sie gut konzipiert und verwaltet werden. Darüber hinaus ermöglichen sie das Abstecken und ermutigen Inhaber der nativen Kryptowährung, diese zu sperren, anstatt sie zu verwenden. 

Es ist kein Zufall, dass es unter den Top-Ten-Kryptowährungen, mit Ausnahme von Token und Stablecoins, nur zwei gibt, die auf PoW basieren (BTC und DOGE), und von diesen beiden ist eine nur ein Memecoin, der möglicherweise keine große Zukunft vor sich hat ( Dogecoin). 

Stattdessen gibt es fünf, die auf PoS basieren (Ethereum, BNB, Toncoin, Cardano und Avalanche) und drei weitere, die auf Konsensmechanismen basieren, die PoS sehr ähnlich sind (Solana, XRP und Tron) und nichts mit PoW zu tun haben. 

Die Dominanz von Proof-of-Stake und ähnlichen Konsensmechanismen im Kryptoraum ist mittlerweile nahezu vollständig, auch wenn dies nicht die Kryptowährung betrifft, die allein mehr als die Hälfte des gesamten Sektors (Bitcoin) ausmacht.