Proof-of-Stake in der Blockchain-Technologie

Die Blockchain-Technologie wurde ursprünglich im Jahr 2008 mit dem Proof-of-Work-System entwickelt. Aufgrund der ständig wachsenden Schwierigkeiten beim “Minen”, wie die Erzeugung neuer Coins bei diesem Verfahren genannt wird, und des hohen Energieverbrauchs für die “Miner” haben S. King und S. Nadal 2011 einen völlig anderen Ansatz entwickelt. Den Proof-of-Stake Algorithmus.

Im folgenden versuche ich möglichst kompakt dieses Verfahren näher zu erklären.

Was ist ein Proof-of-Stake?

Das immer beliebter werdende Proof-of-Stake-System behandelt die Genehmigung von Transaktionen in der Blockchain auf eine andere Art und Weise. Es ist ein alternativer Algorithmus, dessen Ziel das gleiche ist wie der „Arbeitsnachweis“ im Proof-of-Work-System. Auf den Blockchain-Plattformen die einen Proof-of-Stake Konsens verwenden ist die Wahrscheinlichkeit einen neuen Block zu erstellen und die Belohnung zu erhalten proportional zur Anzahl der Token auf dem Kryptowährungskonto des “Miners”. Mit anderen Worten, je mehr Kryptowährung (Coins) einer bestimmten Plattform sich in deinem Besitz befinden, desto höher sind die Chancen die Transaktionsgebühren als Belohnung zu erhalten. Im Wesentlichen wird es wie ein Zins auf deinem Kryptokonto gut geschrieben.

Warum ist es wichtig für die Zukunft der Blockchain-Technologie?

In den letzten Jahren wurden die Blockchain-Technologie und der “Proof-of-Work” -Algorithmus heftig kritisiert, da sie mit jedem Tag immer mehr negative Auswirkungen auf die Umwelt haben. Das Hauptproblem bei Blockchain und Crypto-Mining ist, genau wie bei realen Währungen, der extreme Energieverbrauch. Laut einer unabhängigen Quelle verbraucht das Bitcoin-Netzwerk beispielsweise 71 Terawatt pro Stunde, was in einfachere Worte übersetzt bedeutet: Es verbraucht dieselbe Energie, die für die Stromversorgung von 6,6 Millionen US-Haushalten benötigt wird. Im Juli 2018 lag der Stromverbrauch von Bitcoin als größte Blockchain-Plattform bei immerhin 0,32% des weltweiten Stromverbrauches – das entspricht etwa dem Stromverbrauch von Chile.

Darüber hinaus werden die Trendzahlen in den folgenden Jahren voraussichtlich neue Höhen erreichen, da der Mining-Prozess erheblich komplexer wird. Daher sind anspruchsvollere und fortschrittlichere Mining-Setups erforderlich welche noch mehr Energie verbrauchen, um eine zufriedenstellende Gewinnspanne zu erzielen.

Aufgrund der ungünstigen Vorhersagen des “Proof-of-Work” -Konsenses wurde eine andere Alternative, der “Proof-of-Stake” -Algorithmus, unter Berücksichtigung einer strengeren Netzwerksicherheit und Nachhaltigkeit entwickelt. Obwohl die meisten neuen Blockchain-Netzwerke diese relativ neue Methode anwenden ist es höchst unwahrscheinlich, dass die riesigen “Kryptowährungsfarmen” sich darauf einlassen werden. Denn diese haben bereits Millionen von Dollar für teure und hocheffiziente Mining Server investiert.

Proof-of-Stake versus Proof-of-Work

Der Hauptunterschied zwischen den beiden Konsensprüfungen besteht im Überprüfungs- und Validierungsprozess einer Transaktion innerhalb eines Blocks. In einem System in dem ein „Arbeitsnachweis“ erbracht werden muss versucht jeder “Miner” ein mathematisches Rätsel durch einen Brute-Force-Prozess zu lösen. Derjenige der erfolgreich eine Lösung findet und die harte Konkurrenz hinter sich lässt, wird vom Netzwerk mit einer vorgegebenen Anzahl von Kryptowährungstoken (Coins) belohnt.

Auf der anderen Seite wird im “Proof-of-Stake” Verfahren, bei dem kein kryptographisches Rätsel gelöst werden muss, der Ersteller des neuen Blocks anhand der aktuellen Anzahl der in seiner digitalen Wallet vorhandenen Token (Coins) bestimmt. Mit anderen Worten, je mehr Token man besitzt, desto höher sind die Chancen als nächster Blockersteller gewählt zu werden. Die unterschiedlichen Begriffe zum Erstellen neuer Blöcke in den beiden unterschiedlichen Algorithmen lauten “Mining” bzw. “Forging”.

Der Vorteil des Proof-of-Stake gegenüber dem Proof-of-Work ist die Beseitigung des ständig steigenden Energieverbrauchs und die kontinuierliche Verbesserung der Mining Technik, für die der „Arbeitsnachweis“ berüchtigt ist.

Gefahren der Monopolisierung

Der Proof-of-Work-Algorithmus ist so konzipiert, dass die erfolgreiche Generierung eines neuen Blocks alle 10 Minuten erfolgt. Mit der Zeit fällt es großen organisierten Mining-Einheiten jedoch immer leichter die mathematischen Rätsel in weniger als 10 Minuten zu lösen, wodurch häufigere Einnahmen erzielt werden. Aus diesem Grund passt das Blockchain-Netzwerk den Schwierigkeitsgrad des Mining automatisch alle 14 Tage an und bringt die Zeit, welche erforderlich ist um einen neuen Block mit dem Netzwerk zu verketten, auf eine Sechstel-stunde zurück. Aus diesem Grund ist es schon lange vorhersehbar, dass es für kleine Miner künftig unmöglich sein wird ihre Hardware entsprechend zu aktualisieren und gleichzeitig einen angemessenen Gewinn zu erzielen. Eine Zentralisierung großer Mining Unternehmen wird somit die Szene monopolisieren, was gegen das Prinzip der Dezentralisierung der Blockchain verstößt.

Der Vorteil des “Proof-of-Stake” Konsenses besteht darin, dass keine Rechenleistung erforderlich ist, sondern ein Kapital. Die “Belohnung” nur anhand der Anzahl der vorhandenen Coins vorzunehmen würde natürlich zu einem erheblichen Vorteil für die reicheren Benutzer führen. Daher werden verschiedene Systeme entwickelt um diesem Problem entgegenzuwirken. Die beiden bekanntesten sind “randomisierte Blockauswahl” und “münzalterbasierte Auswahl”.

Das auf Münzalter basierende Auswahlsystem bestimmt den nächsten “Erzeuger”, dem die Transaktionsgebühren zugewiesen werden, basierend auf der Zeit in der er seinen Anteil an seiner digitalen Wallet behalten hat. Diese Berechnung setzt sich aus den auf dem Spiel stehenden Münzen multipliziert mit der Anzahl der Tage zusammen, an denen die Kryptowährungstoken aufbewahrt wurden. Eine Voraussetzung für die Gültigkeit der Token ist, dass sie mindestens 30 Tage aufbewahrt werden. Je älter die Münzen sind, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit als nächster für das Abschließen eines neuen Blocks belohnt zu werden.

Sobald ein Benutzer einen neuen Block abgeschlossen hat, wird das Alter der Token zurückgesetzt und die nächste Chance wird wieder in 30 Tagen möglich. In dieses System wird eine Sicherheitsmessung implementiert die verhindert, dass Benutzer das Netzwerk dominieren. Um die Blockchain sicherer zu machen beträgt die Lebensdauer der Münzen nicht mehr als 90 Tage. Je länger ein Benutzer nicht als Erzeuger ausgewiesen wird, desto höher ist außerdem seine Erfolgschance. Daher ist dieses Auswahlsystem so konzipiert, dass ein wachsendes und dezentrales Netzwerk unterstützt und gefördert wird.

Der zweite Mechanismus der verhindert, dass die Wallets mit größerem Inhalt immer die Belohnungen in einem “Proof-of-Stake” System ernten, wird als “zufällige Blockauswahl” bezeichnet. Diese Implementierung wählt den neuen Erzeuger basierend auf der Kombination des niedrigsten Hashwerts und der Größe des Einsatzes aus. In diesem Fall ist ‘Hash’ einfach ein Computer generierter Prozess, der einige Eingabedaten in Ausgabedaten umwandelt, die im Grunde genommen wie eine Folge von zufälligen Buchstaben und Zahlen aussehen.

Sicherheit der beiden Algorithmen

Es gibt einen Begriff namens “51% Angriff” welcher die Möglichkeit in Betracht zieht, dass ein einzelner Benutzer ein Blockchain-Netzwerk übernimmt, indem er mehr als die Hälfte der im Umlauf befindlichen Münzen in einem “Proof-of-Stake” System kauft oder mehr besitzt als die Hälfte der Rechenleistung eines Konsenses über den Nachweis der Arbeit. Wenn der dominierende Benutzer den größten Teil der Rechenleistung oder der Münzen eines Blockchain-Netzwerks besitzt, kann er Token doppelt ausgeben. Mit anderen Worten, der Betrüger könnte eine bestimmte Menge an Kryptowährungsmünzen zweimal ausgeben.

Wenn es um die Sicherheit der Kryptowährungsnetzwerke gegen diese Art von Angriff geht kann man mit Sicherheit sagen, dass große Netzwerke wie Bitcoin (“Proof-of-Work”) und andere Netzwerke, die “Proof-of-Stake” verwenden praktisch unmöglich die Opfer eines Angriffs werden können. Das liegt daran, dass die zu erwerbenden Summen an Coins oder Rechenleistungen bereits astronomische Höhen erreichen würden und damit rein ökonomisch völlig sinnlos wären. Die kleineren Coins sind jedoch aufgrund ihrer geringen Hash-Rate (für “Proof-of-Work”) oder des niedrigen kombinierten Werts aller im Umlauf befindlichen Token (für “Proof-of-Stake”) äußerst anfällig für solche böswilligen Aktionen welche auch schon immer wieder statt gefunden haben.

Variationen des Proof-of-Stake Algorithmus

Es gibt verschiedene Variationen des “Proof-of-Stake” Algorithmus welche nachfolgend erläutert werden.

Delegierter Proof-of-Stake

Der offensichtliche Unterschied in diesem System besteht darin, dass die Community des Blockchain-Netzwerks für “Zeugen” stimmt. Nur hundert werden als “Zeugen” gewählt die für ihren Dienst belohnt werden, während die ersten 20 ein reguläres Gehalt erhalten. Jeder Benutzer im Netzwerk hat eine Stimmstärke, die durch den Einsatz der von ihm gehaltenen Münzen bestimmt wird. Der Abstimmungsprozess ist jedoch immer im Gange. Wenn ein „Zeuge“ schlecht handelt oder falsche Handlungen vornimmt, kann er von der Community abgelehnt werden. Auf diese Weise liegt es im Interesse der Community, sich aktiv zu beteiligen.

Proof-of-Stake Geschwindigkeit

Dieser Algorithmus belohnt die Benutzer basierend auf der Anzahl der Token die sie besitzen, und wie aktiv sie diese im Umlauf verwenden.

Proof-of-Activity

Dies ist eine Hybridversion zwischen Proof-of-Stake und Proof-of-Work Algorithmen, die nur das Beste aus beiden Systemen umfasst. Der Unterschied besteht darin, dass die abgebauten Blöcke keine Transaktionen enthalten sondern nur Header-Informationen und die Mining-Belohnungsadresse. Es ist besser gegen “51% Angriffe” gesichert, da es sowohl den größten Teil der Rechenleistung als auch den größten Teil der im Umlauf befindlichen Münzen benötigen würde, um eine böswillige Aktion auszuführen.

Wie kann man mit Proof-of-Stake Geld verdienen?

Vielleicht fragst du dich, wie du in diese neue Technologie investieren kannst, oder, wie man damit sogar sein Auskommen finanzieren kann? Du hast aber nicht das nötige Kleingeld um einen Super Rechner für das Mining zu erwerben? Dann mache dir mal keine Sorgen. Denn es gibt Alternativen mit denen du langfristig Gewinne erzielen kannst, ohne ein Vermögen zu investieren.

Um mit einer auf dem Proof-of-Stake Verfahren aufgebauten Blockchain Geld verdienen zu können musst du zunächst ein sehr gut gewartetes Blockchain-Netzwerk finden. Der zweite Schritt besteht darin, Geld in den Kauf einer Reihe von Token des Netzwerks zu investieren. Je größer die Investition, desto größer werden die Gewinne. Es ist ähnlich wie wir es von klassischen Banking her kennen. Stell dir vor,  du legst einen bestimmten Geldbetrag auf dein Bankkonto. Als Belohnung dafür erhälst du Zinsen die sich im Laufe der Zeit akkumulieren. Dies ist genau die gleiche Idee wie die des Proof-of-Stake.

Die Blockchain von PLATINCOIN erfüllt genau die gerade genannten Voraussetzungen. Mit der Kombination von Smart-Contracts ist es eine ausgezeichnete Möglichkeit des langfristigen Kapitalaufbaues. Wenn du mehr darüber wissen willst, dann schau mal auf der Seite Kryptowelt-Beratung vorbei und kontaktiere mich.

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