Proof of Work

Proof of Work (POW) ist ein Begriff für die Regeln, die festlegen, wer Transaktionen in der Bitcoin-Blockchain aktualisieren darf.

Grundsätzlich bedeutet dies, dass Sie für die Aktualisierung des nächsten Transaktionsblocks den Nachweis erbringen müssen, dass eine Herausforderung schwer zu lösen ist, die jedoch vom Netzwerk problemlos überprüft werden kann. Damit wird der Beweis erbracht, dass Sie bei der Lösung Ihrer Probleme gute Arbeit geleistet haben.

Das ist Proof-of-Work auf den Punkt gebracht. Für eine detailliertere Erklärung lesen Sie bitte weiter.

Was ist ein Konsensmechanismus?

Bitcoin ist im Kern ein dezentrales Hauptbuch, das von jedem aktualisiert wird. Da nicht jede Person eine eigene Version des Hauptbuchs haben kann, müssen Sie sich für einen Konsensmechanismus entscheiden.

Ein Konsensmechanismus ist eine ausgefallene Methode, um Regeln zu beschreiben, auf die sich alle einigen, wenn es darum geht, wer das Hauptbuch aktualisieren darf. Es gibt viele Arten von Konsensmechanismen, zum Beispiel:

Jeder dieser Konsensmechanismen hat unterschiedliche Regeln, die beschreiben, wie Sie ein öffentliches Hauptbuch aktualisieren.

Was ist Proof of Work (Arbeitsnachweis) ?

Bitcoin-Mining ist eine Bezeichnung dafür, wie neue Transaktionsblöcke im Bitcoin-Hauptbuch, der sogenannten Blockchain, aktualisiert werden.

Damit ein Miner das Recht erhält, das Hauptbuch zu aktualisieren, muss er eine Antwort auf eine bestimmte Herausforderung liefern, die auch als Beweis bezeichnet wird. Dieser Nachweis ist schwierig zu erbringen, aber sehr einfach zu validieren.

Zum Beispiel ist das Erraten einer Kombination zu einem Schloss ein Beweis für eine Herausforderung. Es ist sehr schwierig, dies zu erstellen, da Sie viele verschiedene Kombinationen erraten müssen. Einmal erstellte Kombinationen sind jedoch einfach zu validieren. Geben Sie einfach die Kombination ein und prüfen Sie, ob sich das Schloss öffnet.

Ein anderes Beispiel könnte das Lösen eines Rubik-Würfels sein – ebenfalls sehr schwer zu produzieren, sehr einfach zu überprüfen, ob die Lösung korrekt ist.

Bei Bitcoin besteht die Herausforderung darin, eine Zufallszahl (nonce) zu finden. Wenn Sie diese zu Ihrem Transaktionsblock hinzufügen und mit einem Hash versehen (dh. eine Art mathematische Formel darauf ausführen), ist das Ergebnis kleiner als die festgelegte Zielzahl durch das System.

Hört sich verwirrend an? Es ist. Es kommt alles aus dem Bereich der Mathematik und die technischen Details des Prozesses sind für diese Erklärung nicht wirklich relevant. Was Sie sich merken müssen, ist Folgendes:

Es ist unmöglich, diese Zahl zu berechnen. Der einzige Weg, um sie zu finden, ist durch Ausprobieren (d.H. erraten). So verbringen Miner den ganzen Tag damit, Zahlen zu erraten, bis einer von ihnen die richtige findet. Sobald dies geschieht, wird der Miner dem Netzwerk seine Lösung (d.H. seinen Beweis) vorlegen und jeder wird zustimmen, dass sein Block der nächste Transaktionsblock sein wird.

Dieser Mechanismus stellt sicher, dass nur jemand, der genügend Rechenleistung (oder “Arbeit”) in das Erraten der Nummer investiert hat, das Recht erhält, das Geschäftsbuch zu aktualisieren.

Proof of Work Kritik

Der PoW-Konsensus-Algorithmus wird vielfach kritisiert. Hauptsächlich, dass viel Rechenleistung und Strom verschwendet werden, nur um zufällige Vermutungen anzustellen.

Da sich Miner in Mining-Pools zusammenschließen, kann dies außerdem zu einem Problem der Zentralisierung führen, wenn ein bestimmter Pool so viel Mining-Power hat, dass er einen Angriff von 51% ausführen kann (d.H. die Kontrolle über die Blockchain erlangen kann).

Zuletzt ist es mit PoW durch Skalieren Ihres Mining-Vorgangs exponentiell wahrscheinlicher, dass Sie den nächsten Block minen. Dies verschafft reicheren Minern einen unfairen Vorteil.

Aus diesem Grund haben die Leute begonnen, verschiedene Konsensmechanismen vorzuschlagen, die weniger Strom verbrauchen, wie z.B. Proof of Stake.

Proof of Work gegen Proof of Stake

Eine Alternative zum Proof-of-Work-Konzept ist Proof of Stake. Anstatt von einem Miner einen Beweis für eine Herausforderung zu verlangen, muss für das Proof-of-Stake-System ein bestimmter Geldbetrag eingesetzt werden. Lassen Sie mich das erklären…

Proof of Stake (PoS) beinhaltet keine Miner, sondern Validatoren. Um ein Validator zu werden, müssen Sie eine bestimmte Anzahl von Münzen setzen. Je mehr Münzen Sie einsetzen, desto höher sind Ihre Chancen, als nächster Prüfer zufällig ausgewählt zu werden.

Wenn Sie als Prüfer ausgewählt wurden und betrügerische Transaktionen in böswilliger Absicht genehmigen, wird Ihr Einsatz gestrichen. Dies gibt den Validatoren einen wirtschaftlichen Anreiz, die Regeln einzuhalten.

PoS wird als einfachere, billigere und weniger verschwenderische Alternative zu PoW angesehen. Es hat jedoch einige Nachteile.

Erstens können Sie sich den Weg zu einem 51% igen Angriff erkaufen. Zugegeben, Sie benötigen ungefähr 51% der Marktkapitalisierung einer Münze (im Fall von Bitcoin mehrere Hundert Milliarden), aber es ist immer noch möglich. Mit PoW ist dieses Szenario in robusten Netzwerken wie Bitcoin nicht möglich.

Zweitens, wenn Validatoren nur nach dem gesetzten Geldbetrag ausgewählt werden, verschaffen wir den Reichen immer noch einen unfairen Vorteil. Darüber hinaus machen wir sie tatsächlich noch reicher, da sie alle Netzwerk-Transaktionsgebühren einnehmen werden.

Fazit

Wenn Sie ein dezentrales Netzwerk erstellen möchten, benötigen Sie einen Konsensalgorithmus. Während Proof of Work heute am beliebtesten ist, gibt es mehrere Alternativen.

Derzeit scheint PoW seine Fähigkeit bewiesen zu haben, das Bitcoin-Netzwerk vor böswilligen Akteuren zu schützen, da es noch niemandem gelungen ist, das Netzwerk zu 51% anzugreifen oder vergangene Transaktionen rückgängig zu machen.

Andererseits verbraucht das Bitcoin-Netzwerk enorm viel Strom. Einige würden sagen, dass dies ein notwendiger Kompromiss ist.

Mit freundlichen Grüßen

J.O. Schneppat