Proof-of-Stake (PoS)

Was ist Proof-of-Stake (PoS)?

Proof-of-Stake (PoS) revolutioniert die Art und Weise, wie Kryptowährungen Transaktionen verarbeiten und neue Blöcke erstellen, indem ein Konsensmechanismus verwendet wird, der auf zufällig ausgewählten Validatoren beruht, anstatt auf dem rechenintensiven Prozess, der bei Proof-of-Work (PoW)-Systemen zu sehen ist.

Diese Methode ermöglicht es Coin-Inhabern, ihre Kryptowährung zu staken, um die Gelegenheit zu erhalten, Transaktionen zu validieren, wodurch die Sicherheit erhöht und die Umweltbelastung verringert wird. Da sich die Blockchain-Technologie weiterentwickelt, ist es entscheidend, die Unterschiede und Vorteile von PoS gegenüber traditionellen PoW-Protokollen zu verstehen, um die Herausforderungen zu bewältigen, denen die Kryptowährungsbranche heute gegenübersteht.

Wichtige Erkenntnisse

• Proof-of-Stake (PoS) ist ein Konsensmechanismus, der den Bedarf an Rechenleistung reduziert, indem er zufällig ausgewählte Validatoren verwendet, um Transaktionen zu bestätigen und neue Blöcke zu erstellen, was den Energieverbrauch im Vergleich zu Proof-of-Work (PoW) erheblich senkt.
• Validatoren in einem PoS-System müssen eine bestimmte Menge an Kryptowährung als Sicherheit hinterlegen, um für die Blockvalidierung ausgewählt zu werden, was die Netzwerksicherheit fördert und die Umweltbelastung reduziert.
• Der Wechsel von Ethereum von PoW zu PoS reduzierte seinen Energieverbrauch um 99,84 %, was das Potenzial von PoS zur Bewältigung von Nachhaltigkeitsproblemen in der Kryptowährungsbranche hervorhebt.
• Ein potenzieller Nachteil von PoS sind die hohen Einstiegskosten, um ein Validator zu werden, wie es bei Ethereums Anforderung von 32 ETH zu sehen ist, was zu einer Netzwerkzentralisierung führen kann.
• Der PoS-Mechanismus mindert auch die Risiken eines 51%-Angriffs, indem es unerschwinglich teuer wird, die Mehrheit der gestakten Kryptowährung zu kontrollieren, und bewahrt so die Netzwerkintegrität.
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• Investopedia / Crea Taylor

Wie Proof-of-Stake (PoS) funktioniert

Proof-of-Stake reduziert den Rechenaufwand, der zum Verifizieren von Blöcken und Transaktionen erforderlich ist. Während Proof-of-Work auf schwerer Rechenarbeit für die Sicherheit angewiesen ist, ermöglicht Proof-of-Stake Coin-Inhabern, ihre Maschinen mit geringerem Rechenaufwand zum Verifizieren von Blöcken zu verwenden. Inhaber setzen ihre Coins als Sicherheit ein und erhalten die Gelegenheit, Blöcke zu validieren und Belohnungen zu erhalten.¹

Validatoren werden zufällig ausgewählt, um Transaktionen zu bestätigen und Blockinformationen zu validieren. Dieses Setup randomisiert die Gebühreneinnahme, anders als das wettbewerbsorientierte Belohnungssystem bei Proof-of-Work.¹

Um ein Validator zu werden, muss ein Coin-Inhaber eine bestimmte Anzahl von Coins „staken". Zum Beispiel verlangt Ethereum, dass Benutzer 32 ETH staken, um einen Knoten zu betreiben. Mehrere Validatoren müssen die Richtigkeit eines Blocks bestätigen, bevor er abgeschlossen und geschlossen wird.¹ Blöcke werden von mehreren Validatoren validiert, und wenn eine bestimmte Anzahl von Validatoren bestätigt, dass der Block korrekt ist, wird er abgeschlossen und geschlossen.

Kurzer Fakt

Um Ihren eigenen Validator zu aktivieren, müssen Sie 32 ETH staken; Sie müssen jedoch nicht so viel ETH staken, um an der Validierung teilzunehmen. Sie können Validierungspools mit „Liquid Staking" beitreten, das einen ERC-20-Token verwendet, der Ihre ETH repräsentiert.²

Verschiedene Proof-of-Stake-Mechanismen verwenden unterschiedliche Methoden, um einen Konsens zu erzielen. Zum Beispiel prüft bei Ethereums Sharding ein Validator Transaktionen und fügt sie einem Shard-Block hinzu, wobei bis zu 128 Validatoren benötigt werden, um ein Abstimmungs-„Komitee" zu bilden.³ Nach der Shard-Validierung müssen zwei Drittel der Validatoren der Gültigkeit der Transaktion zustimmen, um den Block zu schließen.

Vergleich von Proof-of-Stake (PoS) und Proof-of-Work (PoW)

Beide Konsensmechanismen helfen Blockchains, Daten zu synchronisieren, Informationen zu validieren und Transaktionen zu verarbeiten. Jede Methode hat sich als erfolgreich bei der Aufrechterhaltung einer Blockchain erwiesen, obwohl jede ihre Vor- und Nachteile hat. Die beiden Algorithmen haben jedoch sehr unterschiedliche Ansätze.

Bei PoS werden Blockersteller Validatoren genannt. Ein Validator prüft Transaktionen, verifiziert Aktivitäten, stimmt über Ergebnisse ab und führt Aufzeichnungen. Bei PoW werden Blockersteller Miner genannt. Miner arbeiten daran, ein Hash-Problem zu lösen, um Transaktionen zu verifizieren. Als Gegenleistung für die Lösung werden sie mit einer Münze belohnt.

Um ein Blockersteller bei PoS zu werden, müssen Sie genügend Coins oder Token besitzen, um sich als Validator zu qualifizieren. Im Gegensatz dazu müssen PoW-Miner in Verarbeitungsgeräte investieren und hohe Energiekosten zahlen, um Berechnungen zu lösen.

Hohe Geräte- und Energiekosten bei PoW schränken den Zugang zum Mining ein und erhöhen die Blockchain-Sicherheit. PoS-Blockchains benötigen weniger Rechenleistung, um Blöcke und Transaktionen zu validieren. Der Mechanismus verringert auch die Netzwerküberlastung und entfernt den belohnungsbasierten Anreiz, den PoW-Blockchains haben.

Ziele des Proof-of-Stake (PoS)-Mechanismus

Proof-of-Stake wurde entwickelt, um Netzwerküberlastung zu reduzieren und Umweltnachhaltigkeitsbedenken im Zusammenhang mit dem Proof-of-Work (PoW)-Protokoll anzugehen. Proof-of-Work ist ein wettbewerbsorientierter Ansatz zur Verifizierung von Transaktionen, der natürlicherweise Menschen dazu ermutigt, nach Möglichkeiten zu suchen, einen Vorteil zu erlangen, insbesondere da Geldwerte im Spiel sind.

Bitcoin-Miner verdienen Bitcoin, indem sie Transaktionen und Blöcke verifizieren. Sie bezahlen jedoch ihre Betriebskosten wie Strom und Miete mit Fiat-Währung. Was also wirklich passiert, ist, dass Miner Energie gegen Kryptowährung eintauschen, was dazu führt, dass PoW-Mining so viel Energie verbraucht wie einige kleine Länder.⁴

PoS geht diese Probleme an, indem es Rechenleistung durch Staking ersetzt und es dem Netzwerk ermöglicht, die Mining-Fähigkeit zu randomisieren. Dies bedeutet eine drastische Reduzierung des Energieverbrauchs, da Miner nicht mehr auf riesige Farmen mit spezialisierter Hardware angewiesen sein können, um einen Vorteil zu erlangen. Beispielsweise reduzierte der Übergang von Ethereum von PoW zu PoS den Energieverbrauch der Blockchain um 99,84 %.⁵

Kurzer Fakt

Die erste Kryptowährung, die die PoS-Methode übernahm, war Peercoin. Einige andere folgten kurz darauf, aber Ethereum war die Blockchain, auf der sie die größte Auswirkung hatte.⁶

Sicherheitsmerkmale von Proof-of-Stake (PoS)

Der 51%-Angriff, der lange als Bedrohung für Kryptowährungsfans angepriesen wurde, ist ein Problem bei der Verwendung von PoS, aber es ist unwahrscheinlich, dass er auftritt. Ein 51%-Angriff bei PoW tritt auf, wenn eine Entität mehr als die Hälfte der Miner des Netzwerks kontrolliert und die Blockchain verändert. Bei PoS würde dies erfordern, 51 % der gestakten Kryptowährung zu besitzen.

Es ist sehr teuer, 51 % der gestakten Kryptowährung zu kontrollieren. Unter Ethereums PoS könnten die ehrlichen Validatoren im Netzwerk, falls ein 51%-Angriff auftritt, dafür stimmen, die veränderte Blockchain zu ignorieren und die gestakten ETH des/der Täter(s) zu verbrennen. Dies motiviert Validatoren, in gutem Glauben zu handeln, um der Kryptowährung und dem Netzwerk zu nützen.¹

Die meisten anderen Sicherheitsmerkmale von PoS werden nicht beworben, da dies eine Gelegenheit schaffen könnte, Sicherheitsmaßnahmen zu umgehen. Die meisten PoS-Systeme haben jedoch zusätzliche Sicherheitsmerkmale, die zur inhärenten Sicherheit von Blockchains und PoS-Mechanismen beitragen.¹

Was ist der Unterschied zwischen Proof-of-Stake und Proof-of-Work?

Proof-of-Stake (POS) verwendet zufällig ausgewählte Validatoren, um Transaktionen zu bestätigen und neue Blöcke zu erstellen. Proof-of-Work (POW) verwendet eine wettbewerbsorientierte Validierungsmethode, um Transaktionen zu bestätigen und neue Blöcke zur Blockchain hinzuzufügen.

Was ist Proof-of-Stake für Dummies?

Proof-of-Stake ist ein Konsensmechanismus, bei dem verteilte Kryptowährungs-Validator-Programme die Aufgabe teilen, Transaktionen zu validieren.

Was sind die Nachteile von Proof-of-Stake?

Unter Proof-of-Stake (POS)-Konsens müssen Benutzer in der Regel eine Kryptowährung besitzen, bevor sie am Konsens teilnehmen und mehr Krypto verdienen können. Um einen vollständigen Validator-Knoten auf Ethereum zu hosten, muss ein Benutzer 32 ETH staken, was sehr teuer ist. Ein weiterer Nachteil von PoS ist, dass auf Blockchains mit kleineren Netzwerken eine große Mindestbeteiligung zu einer Zentralisierung führen kann.

Ist Ethereum ein PoS oder PoW?

Ethereum verwendet Proof-of-Stake als seinen Konsensmechanismus. Vollständige Validator-Knoten erfordern einen Einsatz von 32 ETH, aber andere Teilnehmer können am Konsens teilnehmen, indem sie ihre ETH an einen Validator delegieren oder an Staking-Pools teilnehmen. Benutzer können auch kleine Mengen ETH selbst staken, verdienen jedoch keine Belohnungen.