Powering the Decentralized Economy – Im Auftrag von W3BCLOUD

Executive Summary

Im Gegensatz zu zentral gesteuerten Datenbanken, die heute das Internet dominieren, stellen Blockchain-Technologien einen Weg zu vertrauenswürdigen Datenbanken mit glaubwürdiger Neutralität, Unveränderlichkeit, Zensurresistenz und erlaubnislosem Zugriff dar. Diese grundlegenden Eigenschaften einer dezentralen Blockchain ergeben sich nicht nur aus ihrem kryptografischen Design, sondern auch aus der Anreizstruktur für den Betrieb der verteilten Computerhardware, die die Anweisungen innerhalb ihres Algorithmus ausführt.

• Die spezifischen Rechenanforderungen für Knoten in jeder Blockchain basieren auf der Implementierung ihres Konsensmechanismus. Proof-of-Work (PoW) und Proof-of-Stake (PoS) sind die beiden heute am häufigsten verwendeten Konsensmechanismen. Beide erfordern erhebliche „reale“ Investitionen von Blockproduzenten, um Blockprämien zu verdienen und Transaktionsgebühren zu erheben.
• Mining-Knoten für die PoW-Blockchains (z. B. Bitcoin) konkurrieren um das Recht, einen neuen Block basierend auf der Rechenleistung vorzuschlagen, die jeder Mining-Einheit zur Verfügung steht. Die PoW-Mining-Landschaft ist hart umkämpft – führende PoW-Mining-Betriebe weisen erhebliche Unterschiede in der Rentabilität auf. Weitere Nischendienste im PoW-Mining-Sektor sind spezialisierte Hardwarehersteller, Mining-Pools und schlüsselfertiges Miner-Hosting.
• PoS-Blockproduzenten (Validatoren) riskieren in der Regel (Stake-)Kapital, das durch das Protokoll beschlagnahmt (gekürzt) werden kann, um die Konsensregeln zu brechen. Der Auswahlprozess des PoS-Validierers ist unabhängig von der Rechenleistung, daher sind die erforderlichen Hardwarekomponenten für PoS-Ketten normalerweise von der Stange erhältlich, im Vergleich zu anwendungsspezifischer (ASIC) Hardware, die für die Bitcoin-Blockproduktion erforderlich ist.
• Angesichts der Skalierbarkeitsgarantien einiger moderner PoS-Ketten können die PoS-Validator-Anforderungen jedoch eine 24/7-Betriebszeit, eine hohe Internetbandbreite und einen professionellen Betrieb und eine professionelle Wartung (O&M) umfassen – oder das Risiko drastischer Strafen eingehen.
• Professionelle Staking-Betreiber und liquide Staking-Derivate, die darauf abzielen, den Staking-Prozess für Endbenutzer zu vereinfachen und zu minimieren, haben daher eine erhebliche Akzeptanz erfahren.
• Dieser Bericht erörtert die bekanntesten Blockchain-Skalierungslösungen: Sidechains, optimistische Rollups und Status-/Zahlungskanäle. In diesem Bericht wurden die verschiedenen beteiligten Einheiten identifiziert, bei denen die Hardwareanforderungen im Allgemeinen denen ihrer entsprechenden Layer-1-Knoten ähneln.
• Eine bemerkenswerte Ausnahme zu dem oben Gesagten sind Rollups, die auf Zero-Knowledge (ZK)-Beweisen basieren, bei denen die Beweiser je nach Art des Gültigkeitsnachweises (STARK vs. SNARK) und Rollup-Architektur (z. B. Validium, Volition usw.) ASICs (oder FPGAs) benötigen können .)
• Der ZK-Rollup-Raum ist im Entstehen begriffen, aber es gibt große Aufregung um ZK-basierte Technologien als Mittel zur Skalierung von Blockchains bei gleichzeitiger Wahrung der Privatsphäre der Benutzer – ein Faktor, der kürzlich angesichts der OFAC-Entscheidungen zum Tornado-Cash-Protokoll ins Rampenlicht gerückt ist.
• Dieser Bericht erörtert die wichtigsten Herausforderungen in Bezug auf die Hardware-Dezentralisierung für beide PoW/PoS-Ketten. Zu den Hauptanliegen gehörten die Zentralisierung der ASIC-Hardware-Lieferkette und die Verbreitung einiger weniger großer Mining-Unternehmen, die das PoW-Mining dominieren.
• Für PoS-Ketten die Zentralisierung der Node-Infrastruktur durch professionelle Hosting-Dienste, die aufkommende Dominanz von liquiden Staking-Derivaten und die Zentralisierung von PoS-Validierern und ihrem eingesetzten Kapital innerhalb regulierter Unternehmen, die die Zensurresistenz beeinträchtigen können.

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