Waisenblock-Kryptowährung

Wichtige Erkenntnisse

• Orphan-Blöcke sind Blockchain-Blöcke, die abgelehnt werden, weil sie weniger Proof als andere konkurrierende Blöcke haben.
• Diese Blöcke entstehen hauptsächlich aufgrund von Netzwerkverzögerungen zwischen Knoten in einer Blockchain.
• Mit dem Aufkommen von Mining-Pools und Aktualisierungen der Blockchain-Programmierung sind Orphan-Blöcke selten geworden.
• Das Verständnis von Orphan-Blöcken ist für diejenigen, die in der Blockchain-Technologie und im Mining tätig sind, von entscheidender Bedeutung.

Was ist ein Orphan-Block?

Orphan-Blöcke sind Blöcke mit weniger Proof als andere Blöcke, was dazu führt, dass ein Block mit mehr Proof von der Blockchain akzeptiert wird. Diese Blöcke werden normalerweise aufgrund von Netzwerkverzögerungen zwischen Knoten erstellt.

Sie sind jedoch sehr selten, da die meisten minbaren Blockchains mittlerweile auf Mining-Pools mit sehr niedrigen Latenzen konsolidiert sind. Aktualisierungen der Blockchain-Programmierung haben ihre Entstehung adressiert.

Die Entwicklung von Orphan-Blöcken

Eine Blockchain besteht aus einer Reihe von Blöcken – Dateien, die Details der verschiedenen Transaktionen speichern, die im Blockchain-Netzwerk stattfinden. Während des standardmäßigen Mining-Prozesses erstellen Miner neue Blöcke und versuchen, einen Hash zu generieren, der den Zielschwierigkeitswert des Netzwerks erfüllt.

Der erste Miner, der erfolgreich einen gewinnenden Hash generiert, hat Anspruch auf die Blockbelohnung und sein Block wird zur Blockchain hinzugefügt. Der Prozess des Vorschlagens von Blöcken und des Versuchs, sie zur Blockchain hinzuzufügen, wiederholt sich dann.

Dieser Prozess der Generierung sequentiell verknüpfter Blöcke erzeugt eine Blockchain, in der Blöcke Informationen – den sogenannten Block-Header – von dem Block erhalten, der ihnen vorausging. Der Block, der den Block-Header erhalten hat, wird als Kind-Block bezeichnet, und der Block, dessen Header übertragen wurde, wird als Eltern-Block bezeichnet.

Frühere Definition von Orphan-Blöcken

Ein Block ohne Eltern-Block ist einer mit einem unvollständigen Block-Hash. Der Block-Hash ist eine verschlüsselte Zahl und eine Momentaufnahme der vollständigen Blockchain zum Zeitpunkt der Erstellung des Blocks. Informationen über den Eltern-Block wären in diesem Hash enthalten, daher wäre ein Orphan-Block ein seltsames Ereignis in einem Netzwerk, das auf Validierung und Verifizierung aller vorhergehenden Blöcke angewiesen ist.

Allerdings wurde gelegentlich ein Block vorgeschlagen, dem der Header seines Elternteils fehlte, sodass er nicht verarbeitet werden konnte. Dieser Block wurde als Orphan-Block bezeichnet, da er keinen verifizierbaren Eltern-Block hatte.

Kurzer Fakt

Die Eltern-Kind-Beziehung in einer Blockchain leitet sich von ihren Datenbankwurzeln ab, wo Daten des Eltern-Blocks in die Kind-Blöcke aufgenommen werden, sodass Werte verknüpft sind.1

Aktuelle Definition von Orphan-Blöcken

Die Bitcoin-Blockchain wurde 2015 aktualisiert, um tatsächliche Orphan-Blöcke zu verhindern, sodass sie nicht mehr erstellt werden.2 Orphan-Blöcke werden heute als Blöcke betrachtet, die nicht genügend Proof haben, um akzeptiert zu werden. Die Funktionsweise ist, dass gelegentlich ein Block validiert und zur Kette hinzugefügt wird, während gleichzeitig ein anderer gültiger Block hinzugefügt wird. Diese beiden Blöcke werden verwendet, um weitere Blöcke zu erstellen, wodurch zwei Ketten entstehen. Irgendwann hat eine der Ketten mehr Proof, und die andere Kette wird verworfen. Die Blöcke der kürzeren verworfenen Kette sind die Orphan-Blöcke – sie werden auch als Stale-Blöcke bezeichnet.

Im Jahr 2020 nannte Pieter Wuille, ein langjähriger Bitcoin-Entwickler und -Teilnehmer, diese Blöcke "ausgestorbene Blöcke", da sie nicht mehr aktiv in der Blockchain sind.3

Kurzer Fakt

Unter aktuellen Definitionen ist ein tatsächlicher Orphan-Block ohne Elternblock-Informationen wahrscheinlich ein Block, der manipuliert wurde. Der Einfachheit halber wird ein nicht akzeptierter Block jedoch als Orphan-Block bezeichnet.

Orphan-Blöcke vs. Uncle-Blöcke: Hauptunterschiede

Orphan-Blöcke waren auf Proof-of-Work-Blockchains üblich und können gelegentlich noch auftreten. Uncle-Blöcke waren Orphan-Blöcken auf der Ethereum-Blockchain ähnlich, als diese Proof-of-Work verwendete. Diese Blöcke wurden gleichzeitig mit anderen Blöcken gemined, aber nicht in der Hauptkette akzeptiert.

Bitcoin und ähnliche Blockchains belohnten Miner, die Orphan-Blöcke vorschlugen, nicht, aber Ethereum belohnte Produzenten von Uncle-Blöcken.

Ethereum wechselte 2022 zu Proof-of-Stake, wodurch die Produktion von Uncle-Blöcken effektiv eliminiert wurde, da der Blockproduktionsmechanismus nicht wettbewerbsorientiert ist wie bei Bitcoin.

Wie oft treten Orphan-Blöcke auf?

In der Vergangenheit traten Orphan-Blöcke häufig im Bitcoin-Blockchain-Netzwerk auf. Aufgrund von Aktualisierungen des Codes und reduzierter Latenz in Mining-Pools ist es jedoch sehr selten, dass ein Orphan-Block produziert wird.

Was ist der Unterschied zwischen Stale- und Orphan-Blöcken?

Unter aktuellen Definitionen sind Stale-Blöcke und Orphan-Blöcke zwei Begriffe, die für denselben Blocktyp verwendet werden. Diese Blöcke haben weniger Proof als eine alternative Kette von Blöcken und werden vom Netzwerk aufgegeben.

Was passiert mit Transaktionen in Orphan-Blöcken?

Die Transaktionen in einem Orphan-Block werden nicht verarbeitet, sondern (normalerweise) zur Verarbeitung wieder in die Mempools der Miner aufgenommen.