Unterschied Proof of Work und Proof of Stake

Unterschied zwischen Proof of Work und Proof of Stake
Worin besteht der Unterschied zwischen Proof of Work und Proof of Stake? Vielleicht hast du schon einmal von Proof of Work im Zusammenhang mit Blockchain gehört. Aber wusstest du, dass es eine andere Methode gibt, den sogenannten Proof of Stake? In diesem Artikel werden wir dir den Unterschied zwischen Proof of Work und Proof of Stake zeigen. Wir werden dir auch klären, welche Methode für die Zukunft relevanter ist.

Was ist Proof of Work?

Die Idee des Proof of Work gab es schon lange vor Bitcoin. Nur wenige wissen, dass Satoshi Nakamoto nicht der Erfinder dieser Idee ist. Tatsächlich waren es Cynthia Work und Moni Naor, die 1993 dieses Konzept entwickelt haben. Das Ziel war es, Hacker Angriffe wie einen Distributed Denial-of-Service (DDOS)-Angriff zu verhindern. Dabei wird versucht durch das Senden von gefälschte Anfragen die Ressourcen des Computers zu erschöpfen.

1999 haben Markus Jakobsson und Ari Juels den Begriff Proof of Work in einem Dokument veröffentlicht. Es ist die eigentliche geniale Erfindung hinter dem Bitcoin-Whitepaper von Nakamoto und ermöglicht uns ein dauerhaft transparentes, öffentliches und vollständiges Finanzbuch. Es ist ein Mechanismus um Einigkeit zwischen verteilten Parteien zu schaffen. Wir müssen deshalb nicht mehr einander, sondern nur noch dem System vertrauen.

Wie funktioniert Proof of Work?

Da nicht jeder im Netzwerk ehrlich ist, muss es einen Weg geben, um ein Betrug zu verhindern. Um das Netzwerk zu sichern, validieren deshalb Miner eingehende Transaktionen und notieren diese in einem Block. Sie alle konkurrieren, indem sie ein kompliziertes kryptografische Rätsel lösen. Die gefundene Lösung ist ein Beweis dafür, dass der Miner seine Arbeit zur Validierung der Transaktion geleistet hat.

Der erste Miner der die Lösung findet, erhält eine Belohnung. Er kann zum Beispiel ein Ether als Bezahlung erhalten. Wir nennen diesen Prozess „Mining“. Dieser Prozess ist für zwei Dinge wichtig. Einerseits wird er benötigt, um die Rechtmäßigkeit einer Transaktion zu überprüfen. Zum anderen, um eine neue digitale Währung zu schaffen. Diese können als Belohnung für die Miner zur Erfüllung der Aufgabe verwendet werden.
Unterschied Proof of Work und Proof of Stake
Dieses mathematische Rätsel ist asymmetrisch. Das bedeutet, dass das Rätsel für die Miner schwer zu lösen ist. Aber gleichzeitig muss es für das Netzwerk einfach sein, die Lösung zu überprüfen. Die Miner können das Rätsel nur durch zufälliges ausprobieren lösen. Das kann lange dauern und hohe Kosten verursachen. Findet ein Miner die richtige Lösung, meldet er diese dem gesamten Netzwerk an und er erhält eine Belohnung. Die Validierung einer Transaktion wird also als Proof of Work bezeichnet.

Probleme mit Proof of Work

Proof of Work verbraucht viel Rechenleistung und damit entstehen enorme Kosten. Das bedeutet, dass jemand mit einem besseren Computer schneller minen kann. Je höher also die Hash-Rate ist, desto besser ist die Chance das mathematische Rätsel zuerst zulösen. Dies führte dazu, dass riesige Miningfarmen gebaut werden. Miner versammeln sich hier, um ihre Chancen auf eine Belohnung zu erhöhen. Alle Miner des Pools erhalten bei erfolgreicher Validierung dann eine kleine Belohnung. Dies führt dazu, dass Blockchain stärker zentralisiert wird. Deshalb muss ein Weg gefunden werden, um eine Transaktion zu validieren.

Proof of Stake löst das Problem

Um zu vermeiden, dass Blockchain mit der Proof of Work-Methode zentralisiert wird, muss eine bessere Lösung gefunden werden. Zu diesem Zweck wurde Proof of Stake erfunden. Wie wir bereits wissen, wird der schnellste Miner beim Proof of Work für die Validierung der Transaktionen belohnt. Beim Proof of Stake hingegen wird der Miner, der die Transaktion validieren darf, zuvor festgelegt. Dabei hängt die Auswahl vom Vermögen und Einsatz des Miners ab. Dafür wird beim Erstellen der Blockchain eine feste Anzahl an Coins festgelegt. Die Miner erhalten beim Proof of Stake keine Belohnung mehr für die Erstellung eines Blocks. Stattdessen erhalten sie Transaktionsgebühren als Belohnung.
Unterschied Proof of Work und Proof of Stake
Sie werden auch nicht mehr Miner, sondern Validator genannt. Um ein Validator zu werden, musst du eine bestimmte Anzahl von Coins als Einsatz in das Netzwerk einzahlen. Die Größe dieses Einsatzes bestimmt die Chancen eines Validators, den nächsten Block validieren zu dürfen. Je mehr du also investierst, desto höher sind deine Chancen eine Transaktion zu validieren und folglich eine Belohnung zu erhalten.
Unterschied Proof of Work und Proof of Stake
Das klingt auf den ersten Blick unfair, da es diejenigen begünstigt, die das meiste Geld einzahlen. Aber in Wirklichkeit ist es bei weitem fairer als Proof of Work. Die Kosten der Miner für das Equipment und den Strom nimmt hierbei nicht linear zu. Stattdessen ist es so, das je mehr sie kaufen, desto billiger wird es. Das bedeutet, dass reiche Menschen sich einen Vorteil erkaufen können. Dies ist bei Proof of Stake nicht der Fall.

Wie können wir Validator vertrauen?

Also mit Proof of Stake wird eine zufällige Personal ausgewählt, die den nächsten Block validieren und erstellen darf. Wer versucht zu betrügen, verliert einen Teil seines Einsatzes. Solange der Einsatz des Validators höher ist als die Belohnung der Transaktionsgebühren, können wir ihm vertrauen. Ist dies nicht der Fall, ist die Validierung der Transaktion riskant und niemand wählt diesen Validator und er kein Coin verdienen kann. Es gibt also eine finanzielle Motivation, richtig und vertrauenswürdig zu handeln.

Problem mit Proof of Stake

Es gibt einige Fehler im Proof of Stake-Algorithmus. Reiche Leute werden öfter ausgewählt, was bedeutet, dass sie mehr Transaktionsgebühren erhalten. Das macht sie reicher und erhöht somit die Chance zukünftig als Validator ausgewählt zu werden. Zudem gibt es keine Absicherung, wenn ein Validator seiner Arbeit nicht nachkommt.

Zusammengefassung

  • Das Ziel von Proof of Work ist Hacker Angriffe zu verhindern.
  • Die Lösung eines komplizierten kryptographischen Rätsels heißt Proof of Work.
  • Bei Proof of Stake wird der Validator zuvor ausgewählt. Die Auswahl hängt von der Größe seines Einsatzes ab.
  • Digitale Währungen werden zuvor erstellt und ihre Anzahl ändert sich nie.
  • Proof of Work ist besser als Proof of Stake, jedoch muss es noch optimiert werden.

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