Was ist Proof of Stake (PoS)?

Proof of Stake (PoS) ist ein Konsensmechanismus, der von Blockchain-Netzwerken verwendet wird, um einen verteilten Konsens zu erreichen. Es ist eine Alternative zu Proof of Work (PoW), dem ursprünglichen Konsensmechanismus, der von Bitcoin verwendet wird. Bei PoS werden statt Minern, die um die Lösung rechnerisch intensiver Rätsel konkurrieren, Validatoren ausgewählt, um neue Blöcke vorzuschlagen, basierend auf der Menge an Kryptowährung, die sie halten und als Sicherheit "staken" möchten. Diese gestakte Kryptowährung dient als finanzielle Garantie für das gute Verhalten des Validators.

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Wie funktioniert der Proof of Stake (PoS)?

In einem Proof-of-Stake (PoS)-System wird der Prozess der Validierung von Transaktionen und das Hinzufügen neuer Blöcke zur Blockchain von Validierern gesteuert. Diese Validierer werden basierend auf der Menge an Kryptowährung ausgewählt, die sie besitzen und als Sicherheit "staken" oder sperren möchten. Diese gestakte Kryptowährung fungiert als finanzielle Garantie für das gute Verhalten des Validierers. Wenn ein Validierer bösartig handelt oder versucht, das Netzwerk zu stören, riskiert er, einen Teil oder seine gesamten gestakten Vermögenswerte zu verlieren.

Die Auswahl der Validierer kann zwischen verschiedenen PoS-Implementierungen variieren, aber gängige Methoden umfassen:

• Zufällige Auswahl: Validierer werden zufällig basierend auf der Größe ihres Einsatzes ausgewählt. Je größer der Einsatz, desto höher die Wahrscheinlichkeit, ausgewählt zu werden.
• Delegated Proof of Stake (DPoS): Token-Inhaber stimmen für Delegierte, die sie als Validierer vertreten. Delegierte mit den meisten Stimmen sind für die Validierung von Transaktionen und das Hinzufügen von Blöcken verantwortlich.
• Nominated Proof of Stake (NPoS): Validierer nominieren andere Validierer, und diejenigen mit den meisten Nominierungen werden ausgewählt, um am Konsensprozess teilzunehmen.

Sobald ein Validierer ausgewählt ist, ist er dafür verantwortlich, einen neuen Block von Transaktionen vorzuschlagen, der der Blockchain hinzugefügt werden soll. Andere Validierer überprüfen dann den vorgeschlagenen Block und stellen sicher, dass alle Transaktionen gültig sind und den Regeln des Protokolls folgen. Wenn die Mehrheit der Validierer der Gültigkeit des Blocks zustimmt, wird er der Blockchain hinzugefügt, und der Validierer, der den Block vorgeschlagen hat, erhält eine Belohnung. Diese Belohnung erfolgt in Form von neu geschaffener Kryptowährung und/oder Transaktionsgebühren.

Vorteile von Proof of Stake (PoS)

PoS kann mehrere Vorteile gegenüber dem Proof of Work (PoW) bieten, dem ursprünglichen Konsensmechanismus, der von Bitcoin verwendet wird:

1. Energieeffizienz: PoS beseitigt die Notwendigkeit von energieintensivem Mining und ist somit eine umweltfreundlichere Alternative. Validierer müssen nicht große Mengen an Rechenleistung verwenden, um komplexe Rätsel zu lösen.
2. Skalierbarkeit: PoS kann im Vergleich zu PoW ein höheres Transaktionsvolumen pro Sekunde bewältigen, da der Prozess der Blockvalidierung weniger rechnerisch anspruchsvoll ist.
3. Niedrigere Einstiegshürden: PoS ermöglicht eine größere Teilnahme am Konsensprozess, da jeder mit einer ausreichenden Menge an Kryptowährung ein Validierer werden oder seinen Einsatz an andere delegieren kann. Dies kann zu einem dezentraleren und demokratischeren Netzwerk führen.
4. Reduziertes Risiko von 51%-Angriffen: In PoS würde ein Angriff auf das Netzwerk erfordern, dass man die Mehrheit der gestakten Kryptowährung erwirbt, was je nach Größe des Netzwerks kostspieliger sein könnte, als die Mehrheit der Rechenleistung in einem PoW-System zu erlangen.

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Nachteile von Proof of Stake (PoS)

Obwohl PoS mehrere Vorteile bietet, gibt es auch einige potenzielle Nachteile:

1. Nothing at Stake Problem: In einigen PoS-Implementierungen können Validierer möglicherweise mehrere Ketten gleichzeitig ohne zusätzliche Kosten validieren. Dies könnte potenziell zu einer Situation führen, in der Validierer mehrere Versionen der Blockchain unterstützen, was das Netzwerk weniger sicher machen könnte.
2. Zentralisierungsrisiken: Wenn eine kleine Anzahl von Einheiten die Mehrheit der gestakten Kryptowährung kontrolliert, könnten sie die Governance und Entscheidungsprozesse des Netzwerks beeinflussen, was zu einer Zentralisierung führen könnte.
3. Komplexität: PoS-Systeme können komplexer zu implementieren und zu verwalten sein als PoW, was eine sorgfältige Überlegung von Sicherheitsmaßnahmen und Governance-Mechanismen erfordert.
4. Bedenken, dass Reiche reicher werden: Kritiker argumentieren, dass PoS zu einer Konzentration von Wohlstand führen kann, da diejenigen mit einem größeren Einsatz eine höhere Chance haben, als Validierer ausgewählt zu werden und Belohnungen zu verdienen. Dies könnte potenziell ein System schaffen, in dem die Reichen reicher werden, während kleinere Inhaber weniger Einfluss haben.

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Proof of Stake in beliebten Blockchains

PoS hat in der Kryptowährungsbranche breite Akzeptanz gefunden, wobei mehrere prominente Blockchains diesen Konsensmechanismus nutzen:

• Ethereum: Ethereum, die zweitgrößte Kryptowährung nach Marktkapitalisierung, wechselte im September 2022 im Rahmen seines Ethereum 2.0-Upgrades von PoW zu PoS. Dieser Schritt reduzierte den Energieverbrauch von Ethereum erheblich und ebnete den Weg für zukünftige Skalierbarkeitsverbesserungen.
• Cardano: Cardano, eine Blockchain-Plattform, die für ihren wissenschaftlichen Entwicklungsansatz bekannt ist, verwendet einen PoS-Konsensmechanismus namens Ouroboros.
• Solana: Solana, eine leistungsstarke Blockchain-Plattform, nutzt eine einzigartige PoS-Variante namens Proof of History, die PoS mit einer verifizierbaren Verzögerungsfunktion kombiniert, um den Transaktionsdurchsatz zu verbessern.
• Polkadot: Polkadot, ein Multi-Chain-Netzwerk, das die Interoperabilität zwischen verschiedenen Blockchains ermöglicht, verwendet einen Nominated Proof of Stake (NPoS)-Konsensmechanismus.

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