POW vs POS

Was ist POW?

Proof of Work (PoW) ist ein Konsensmechanismus, der in Blockchain-Netzwerken zur Validierung und Bestätigung von Transaktionen und zur Erstellung neuer Blöcke verwendet wird. Es ist der zugrunde liegende Algorithmus, der die dezentrale und sichere Natur der meisten Kryptowährungen, einschließlich Bitcoin, ermöglicht.

In einer PoW-basierten Blockchain konkurrieren die Miner darum, komplexe mathematische Rätsel oder kryptografische Hash-Funktionen zu lösen. Der erste Miner, der das Rätsel erfolgreich löst, erhält das Recht, einen neuen Block zur Blockchain hinzuzufügen und wird mit neu geprägten Kryptowährungen (z. B. Bitcoins) und Transaktionsgebühren aus den enthaltenen Transaktionen belohnt.

Hier ist eine vereinfachte Erklärung, wie PoW funktioniert:

1. Transaktionsvalidierung: Wenn ein Nutzer eine Transaktion auf der Blockchain initiiert (z. B. das Senden von Kryptowährung an einen anderen Nutzer), wird sie zur Überprüfung an das Netzwerk übermittelt.
2. Mining: Die Miner im Netzwerk sammeln diese Transaktionen und gruppieren sie in Blöcke. Anschließend treten sie gegeneinander an, um das kryptografische Rätsel zu lösen, das für diesen Block gilt. Das Rätsel besteht darin, einen bestimmten Wert (Nonce) zu finden, der in Kombination mit den Daten im Block einen Hash erzeugt, der bestimmte Kriterien erfüllt (z. B. mit einer bestimmten Anzahl führender Nullen beginnt).
3. Schwierigkeit: Die Schwierigkeit des Rätsels wird vom Netzwerk angepasst, um sicherzustellen, dass neue Blöcke mit einer relativ konstanten Rate erstellt werden, normalerweise alle 10 Minuten für Bitcoin. Wenn die Rechenleistung des Netzwerks steigt oder sinkt, wird die Schwierigkeit angepasst, um diese Blockzeit konstant zu halten.
4. Proof of Work: Der Miner, der erfolgreich die korrekte Nonce findet und den Block mit den erforderlichen Merkmalen zuerst hasht, hat den „Proof of Work“ erfüllt. Das Finden des korrekten Wertes zeigt, dass der Miner einen erheblichen Rechenaufwand betrieben hat, daher wird es „Proof of Work“ genannt.
5. Hinzufügen von Blöcken: Der Miner, der den Proof of Work gefunden hat, sendet den neuen Block an das Netzwerk. Andere Knoten überprüfen die Gültigkeit des Arbeitsnachweises und die Transaktionen innerhalb des Blocks, bevor sie ihn als nächsten Block in der Blockchain akzeptieren.
6. Anreize: Als Belohnung für seine oder ihre Bemühungen und Rechenressourcen erhält der Miner, der den Block erfolgreich geschürft hat, eine Belohnung in Form von neu geprägter Kryptowährung (Blockbelohnung) und den Transaktionsgebühren, die von den Benutzern für die enthaltenen Transaktionen gezahlt wurden.
7. Übersetzt mit www.DeepL.com/Translator (kostenlose Version)

Der Prozess wird dann fortgesetzt und neue Blöcke werden der Blockchain hinzugefügt, von denen jeder einen Verweis auf den vorherigen Block enthält, wodurch eine Blockchain entsteht (daher der Begriff „Blockchain“).

Das Proof-of-Work-Verfahren ist für seine Sicherheit und Widerstandsfähigkeit gegen Angriffe bekannt, da es eine große Menge an Rechenleistung erfordert, um das Netzwerk zu beherrschen. Allerdings verbraucht es auch eine erhebliche Menge an Energie, was Bedenken hinsichtlich der Umweltauswirkungen und der Skalierbarkeit aufwirft. Dies hat zur Entwicklung alternativer Konsensmechanismen wie Proof of Stake (PoS) und Delegated Proof of Stake (DPoS) geführt, die darauf abzielen, diese Probleme zu lösen.

Was ist ein PoS?

Proof of Stake ist ein alternativer Konsensmechanismus, der in Blockchain-Netzwerken verwendet wird, um einen Konsens zu erzielen und Transaktionen zu validieren, ohne auf den energieintensiven Mining-Prozess von Proof of Work (PoW)-Systemen angewiesen zu sein.

In einer Proof of Stake-Blockchain werden Validierer (auch „Fälscher“ oder „Staker“ genannt) ausgewählt, um neue Blöcke zu erstellen und Transaktionen zu validieren, und zwar auf der Grundlage der Anzahl von Münzen oder Token, die sie als Sicherheit „einsetzen“ oder blockieren. Je mehr Kryptowährungen ein Validierer besitzt und blockiert, desto wahrscheinlicher ist es, dass er für die Validierung des nächsten Blocks ausgewählt wird. Im Grunde ersetzt das Verfahren das ressourcenintensive PoW-Mining durch einen wirtschaftlicheren und energieeffizienteren Mechanismus.

Hier ist eine vereinfachte Erklärung, wie Proof of Stake funktioniert:

1. Auswahl der Validatoren: Die Validatoren werden für die Erstellung neuer Blöcke und die Validierung von Transaktionen ausgewählt, und zwar auf der Grundlage der Anzahl der Münzen, die sie in das Netzwerk „setzen“ (Block). Je höher der Einsatz, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, ausgewählt zu werden.
2. Blockerstellung: Ausgewählte Validierer erstellen neue Blöcke mit Transaktionen und fügen sie der Blockchain hinzu.
3. Blockvalidierung: Andere Validierer im Netzwerk überprüfen die Gültigkeit des neu erstellten Blocks. Sie stellen sicher, dass die im Block enthaltenen Transaktionen den Netzwerkregeln entsprechen und dass der Validator, der den Block erstellt hat, dies korrekt getan hat.
4. Belohnung und Bestrafung: Für Validierer besteht ein Anreiz, ehrlich zu handeln und die Regeln zu befolgen, da sie „Haut im Spiel“ haben: Wenn sie betrügerische oder falsche Transaktionen validieren, riskieren sie zur Strafe den Verlust ihrer eingesetzten Münzen. Im Gegensatz dazu werden ehrliche Validierer mit Transaktionsgebühren und/oder neu geprägten Münzen belohnt.
5. Endgültigkeit: PoS-basierte Blockchains erreichen im Vergleich zu PoW oft schnellere Blockbestätigungen und Endgültigkeit, da ein Konsens schneller durch die Zustimmung der Validierer und nicht durch konkurrierende Rechenpuzzles erreicht werden kann.

Proof of Stake bietet mehrere Vorteile, wie Energieeffizienz, geringere Zentralisierung der Mining-Leistung und potenziell schnellere Transaktionsbestätigungszeiten. Einige der bekanntesten Kryptowährungen und Blockchain-Plattformen, die PoS verwenden oder zu verwenden planen, sind Ethereum 2.0, Cardano, Tezos und Binance Smart Chain.

Es ist wichtig zu beachten, dass verschiedene Blockchain-Projekte PoS auf unterschiedliche Weise implementieren können, und es kann verschiedene Variationen und Erweiterungen des grundlegenden PoS-Protokolls geben, wie z. B. Delegated Proof of Stake (DPoS) und Byzantine Fault Tolerance (BFT). Diese Varianten führen unterschiedliche Mechanismen für die Auswahl der Validierer und den Zweck der Blöcke ein.