Proof of Stake

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Proof of Stake (deutsch etwa „Anspruchsnachweis“ oder „Anteilsnachweis“; kurz PoS) bezeichnet ein Verfahren, mit dem ein Blockchain-Netzwerk einen Konsens darüber erzielt, welcher Teilnehmer den nächsten Block erzeugen darf. Dabei wird eine gewichtete Zufallsauswahl eingesetzt, wobei die Gewichte der einzelnen Teilnehmer aus Teilnahmedauer und/oder Vermögen (dem „Stake“) ermittelt werden. Im Gegensatz zum bei Bitcoin und Ethereum eingesetzten Proof of Work kommt Proof of Stake ohne zeit- und energieintensives Mining aus und es ist nicht möglich, das Netzwerk allein durch Besitz von Rechenleistung zu übernehmen („51%-Angriff“).

Eine grundlegende Schwierigkeit von Proof-of-Stake-Verfahren stellt das sogenannte nothing-at-stake-Problem dar. Dieses besagt, dass die Erzeuger von Blöcken im Fall von mehreren konkurrierenden Zweigen einer Blockchain den Anreiz haben, auf allen diesen Zweigen Blöcke zu erzeugen, da dieses parallele Erzeugen anders als beim Proof-of-Work keinen erheblichen Zusatzaufwand darstellt. Wenn eine große Zahl der Stakeholder so handelt, kann sich kein Konsens über den „korrekten“ Zweig einstellen. Eine der Möglichkeiten, dem nothing-at-stake-Problem zu entgegnen, wäre parallele Erzeugungen zu sanktionieren.[1]

Geschichte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Proof of Stake (PoS) wurde erstmals 2012 in einem Papier von Sunny King und Scott Nadal vorgestellt und sollte das Problem des hohen Energieverbrauchs im Bitcoin-Mining lösen. Damals kostete es durchschnittlich 150.000 Dollar pro Tag, das Bitcoin-Netzwerk aufrechtzuerhalten.

Anstatt sich beim Hinzufügen von Blöcken auf die energieabhängige Arbeit der Miner zu verlassen, schlugen Sunny und Scott eine alternative Methode namens "Staking" vor, bei der ein deterministischer Algorithmus die Knoten auf der Grundlage der Anzahl der Münzen, die eine Person hatte, auswählen würde. Mit anderen Worten, Staker hätten mehr Chancen, ausgewählt zu werden, um der Kette einen Block hinzuzufügen und die Belohnung zu ernten, wenn sie mehr Münzen in ihrer Brieftasche "staken" würden. Sie hofften, dass dadurch die ständig steigenden Energiekosten und die Hashschwierigkeiten des Minings vermieden würden.[2]

Sunny King schuf 2013 Peercoin (PPC), um die erste Kryptowährung zu werden, die Proof of Stake implementiert und gleichzeitig den Proof of Work (PoW) beibehält. Danach folgten unter anderem Blackcoin und zuletzt kündigte auch Vitalik Buterin an, dass Ethereum auf Staking setzen wird.[3]

Delegated Proof of Stake (DPoS)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Eine bekannte Weiterentwicklung ist der vom amerikanischen Blockchain-Entwickler Dan Larimer erfundene Konsensalgorithmus Delegated Proof of Stake (deutsch etwa „Delegierter Anteilsnachweis“; kurz DPoS).[4]

Bei dieser Variante wird die Gewichtung bei der Anspruchsauswahl nicht auf den eigenen Anteil an den Netzwerkressourcen bezogen, sondern es werden in einer nach Stake gewichteten Wahl von den Anteilhabern einer Blockchain Vertreter gewählt, die die nächsten Blöcke der Kette signieren dürfen. Das Recht, Blöcke zu signieren, wird also quasi an diese gewählten Vertreter delegiert. Es ist wichtig zu verstehen, dass keine Token an diese gewählten Vertreter geschickt werden, sondern lediglich eine nach Stake gewichtete Abstimmung über die Wahl der Blockproduzenten stattfindet.[5]

Delegated Proof of Stake wird von einigen der größten und aktivsten Blockchains der Welt als Konsensalgorithmus genutzt, darunter EOS, Steem und Tronix.[6]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. https://github.com/ethereum/wiki/wiki/Proof-of-Stake-FAQs
  2. The History and Evolution of Proof-of-Stake. Abgerufen am 22. Oktober 2020 (englisch).
  3. Ethereum 2.0 (Eth2). Abgerufen am 22. Oktober 2020 (englisch).
  4. Ryan Smith: What is Delegated Proof of Stake? Exploring the Consensus Algorithm. Coincentral, 3. Juli 2018, abgerufen am 14. März 2019.
  5. Steve Walters: Delegated Proof of Stake (DPoS) – Total Beginners Guide. Coinbureau, 20. August 2018, abgerufen am 14. März 2019.
  6. Blockchain Activity Matrix. Blocktivity, abgerufen am 14. März 2019.