Der Proof of Stake (Nachweis des Einsatzes) ist ein weiterer Algorithmus, mit dessen Hilfe Konsens über eine Blockchain erzielt werden kann. Die Schlüsselidee hinter dem Nachweis des Einsatzes besteht darin, den Mitgliedern Stimmen zu geben, je nachdem, wie viel Anteil sie am Erfolg der Kette (Chain) haben.
Dies ist etwas anderes als ein Proof of Work (Arbeitsnachweis) und führt zu interessanten neuen Ideen. In diesem Abschnitt werden wir mehr über diesen Algorithmus erfahren.
Proof of Stake: Algorithmus, der versucht, einen Konsens zu erzielen, indem er denjenigen Stimmen gibt, die am System beteiligt sind.
Proof of Stake (PoS) ist eine Kategorie von Konsensalgorithmen für öffentliche Blockchains, die vom ökonomischen Anteil eines Validators am Netzwerk abhängen. In PoW-basierten öffentlichen Blockchains (bspw. Bitcoin und die aktuelle Implementierung von Ethereum) belohnt der Algorithmus Teilnehmer, die kryptografische Rätsel lösen (Brute Force Search – sprich solange Hashen bis der Output dem Zielwert entspricht), um Transaktionen zu validieren und neue Blöcke zu erstellen (z. B. Mining). In PoS-basierten öffentlichen Blockchains schlagen eine Reihe von Validatoren abwechselnd den nächsten Block vor und stimmen über diesen ab und das Gewicht der Stimmen jedes Validators hängt von der Höhe seiner Einzahlung (d. h. des Einsatzes) ab. Zu den wesentlichen Vorteilen von PoS zählen die Sicherheit, das verringerte Risiko einer Zentralisierung und die Energieeffizienz.
Im Allgemeinen sieht ein Proof-of-Stake-Algorithmus wie folgt aus. Die Blockchain verfolgt eine Reihe von Validatoren und jeder, der die Basis-Kryptowährung der Blockchain besitzt (im Falle von Ethereum Ether oder ETH), kann zum Validator werden, indem er eine spezielle Art von Transaktion sendet, die seinen Ether in eine Einzahlung einschließt. Die Erstellung und Zustimmung zu neuen Blöcken erfolgt dann über einen Konsensalgorithmus, an dem alle aktuellen Prüfer teilnehmen können.
Es gibt viele Arten von Konsensus-Algorithmen und viele Möglichkeiten, Validatoren, die am Konsensus-Algorithmus teilnehmen, Belohnungen zuzuweisen. Aus algorithmischer Sicht gibt es zwei Haupttypen: den kettenbasierten Nachweis des Einsatzes und den BFT-artigen Nachweis des Einsatzes.
Beim kettenbasierten Nachweis des Einsatzes wählt der Algorithmus während jedes Zeitfensters pseudozufällig einen Prüfer aus (bspw. kann jeder Zeitraum von 10 Sekunden ein Zeitfenster sein) und weist diesem Prüfer das Recht zu, einen einzelnen Block zu erstellen und dieser Block muss auf einen vorherigen Block (normalerweise auf den Block am Ende der zuvor längsten Kette) zeigen, sodass die meisten Blöcke im Laufe der Zeit zu einer einzigen stetig wachsenden Kette zusammenlaufen.
Beim BFT-artigen Nachweis des Einsatzes wird den Prüfern nach dem Zufallsprinzip das Recht zugeteilt, Blöcke vorzuschlagen. Die Entscheidung darüber, welcher Block kanonisch ist, erfolgt jedoch in einem Mehrrundenverfahren, bei dem jeder Prüfer während jeder Runde eine „Stimme“ für einen bestimmten Block abgibt. Am Ende des Prozesses sind sich alle (ehrlichen) Prüfer dauerhaft darüber einig, ob ein bestimmter Block Teil der Kette ist oder nicht. Beachte, dass Blöcke möglicherweise noch miteinander verkettet sind. Der Hauptunterschied besteht darin, dass ein Konsens über einen Block innerhalb eines Blocks erzielt werden kann und nicht von der Länge oder Größe der Kette danach abhängt.
Was sind die Vorteile des PoS (Nachweises des Einsatzes) gegenüber dem PoW (Nachweis der Arbeit)?
- Es ist nicht erforderlich, große Mengen an Strom zu verbrauchen, um eine Blockchain zu sichern (bspw. wird geschätzt, dass sowohl Bitcoin als auch Ethereum im Rahmen ihres Konsensmechanismus Strom- und Hardwarekosten im Wert von über 1 Million $ pro Tag verbrauchen).
- Aufgrund des mangelnden hohen Stromverbrauchs müssen nicht so viele neue Coins ausgegeben werden, um die Teilnehmer zur weiteren Teilnahme am Netzwerk zu motivieren. Es kann theoretisch sogar möglich sein, eine negative Nettoemission zu haben, bei der ein Teil der Transaktionsgebühren geburned („verbrannt“) wird und so das Angebot mit der Zeit abnimmt.
- PoS (Der Nachweis des Einsatzes) öffnet die Tür zu einem breiteren Spektrum von Techniken, die das Design spieltheoretischer Mechanismen verwenden, um zentralisierte Kartelle besser von der Bildung und, falls sie sich bilden, von Verhaltensweisen abzuhalten, die für das Netzwerk schädlich sind (z. B. egoistisches Mining) zum Proof of Work (Nachweis der Arbeit).
- Reduzierte Zentralisierungsrisiken, da Skaleneffekte viel weniger von Bedeutung sind. Mit Coins im Wert von 10 Millionen $ erzielen Sie eine genau zehnmal höhere Rendite als mit Coins im Wert von 1 Million $, ohne zusätzliche unverhältnismäßige Gewinne zu erzielen, da Sie sich auf höherer Ebene eine bessere Ausrüstung für die Massenproduktion leisten können, was für Proof-of-Work von Vorteil ist.
- Die Möglichkeit, mit ökonomischen Sanktionen verschiedene Formen von 51%-igen Angriffen durchzuführen, ist weitaus teurer als der Proof of Work (Nachweis von Arbeit)“
Ressourcen
Schaue dir diese Blockchain-Protokolle unter den folgenden Links an.
In diesem Abschnitt haben wir den Proof of Stake (Nachweis des Einsatzes) eingeführt. Wir haben uns angesehen, was es ist, wie es funktioniert, und einige Plattformen besprochen, die diesen Konsensalgorithmus auf ihrer Plattform implementiert haben.
Dies ist ein populärer Algorithmus, der verwendet wird, um einen Konsens zu erzielen, aber es gibt noch andere. Wie bereits erwähnt, gibt es einige weitere Konsensmodelle, von denen eines als delegierte byzantinische Fehlertoleranz bezeichnet wird.
Wir werden diesen Algorithmus im nächsten Abschnitt behandeln.
