Was ist Proof of Stake (PoS)?

Der Teilnahmetestist eines der beiden am häufigsten verwendeten Konsensprotokolle in der Blockchain-Technologie. Sein Name auf Englisch ist Nachweis des Einsatzes. Von dort leitet sich das Akronym PoS ab, unter dem es bekannt ist. Das Ziel dieses Algorithmus, wie in PoW, ist zu erschaffen Zustimmung zwischen allen Teilen, aus denen das Netzwerk besteht.

In dieser umfassenden Übersicht können Sie die Unterschiede und Gemeinsamkeiten beider Protokolle nachlesen. PoW vs. PoS-Vergleich.

Bei Knoten aufgerufen werden diejenigen, die im PoS arbeiten Validatoren. Die Entscheidung darüber, welcher Knoten a validieren muss Block Dies erfolgt nach dem Zufallsprinzip, wobei die Wahrscheinlichkeit für diejenigen größer ist, die eine Reihe von Kriterien erfüllen. Zu diesen Kriterien zählen der Betrag der reservierten Währung und der Zeitpunkt der Teilnahme am Netzwerk, es können jedoch auch andere definiert werden.

Sobald der Knotenauswahlprozess eingerichtet ist, beginnt er nach dem Zufallsprinzip und wenn er abgeschlossen ist, Die ausgewählten Knoten können Transaktionen validieren oder neue Blöcke erstellen.

Dies zeigt, dass Proof of Stake ein ist völlig anderer Prozess als das bekannte Proof of Work (PoW)-Protokoll. Wo jeder seiner Knoten mühsame Rechenarbeit leistet, um kryptografische Rätsel zu lösen. Im Gegensatz zu PoW, für dessen Betrieb große Mengen an Energie und Spezialausrüstung erforderlich sind, ist PoS ein viel einfacherer und energieschonenderer Prozess. Aus diesem Grund sind viele Blockchain-Projekte an diesem neuen Protokoll interessiert.

Die erste Währung, die dieses Protokoll nutzte, war PeerCoin im Jahr 2012. Dann erschienen andere wie NXT y Bitshares die ebenfalls dieses Protokoll nutzen.

Warum wurde der Proof of Stake erstellt?

Das Proof of Stake-Protokoll wurde von einem renommierten Entwickler erstellt Sunny King, im Jahr 2011. Im Jahr 2012 stellte King das offiziell vor Whitepaper de die PPCO, wo deutlich gemacht wurde, wie der PoS-Algorithmus funktionierte. Ziel war es, einige bekannte PoW-Protokollprobleme zu lösen. Unter ihnen stechen hervor:

1. Mangelnde Skalierbarkeit und Geschwindigkeit. Das Verfahren Minería Dies führt zu einer hohen Latenz, um Transaktionen genehmigen und neue Blöcke erstellen zu können. PoS vermeidet diese Situation jedoch. In PoS-Blockchains werden Überprüfungen von Knoten mit hohen Münzbeständen durchgeführt. Auf diese Weise werden Überprüfungen schnell durchgeführt, was sich positiv auf die Skalierbarkeit und Geschwindigkeit des Netzwerks auswirkt.
2. Der hohe Energieverbrauch des Bergbauprozesses. Der Bergbauprozess in PoW erfordert enorme Rechenleistung, die in der Regel von Maschinen mit hohem Stromverbrauch stammt. PoS verwandelt den Mining-Prozess in einen Beteiligungsprozess, der sich im Münzbesitz oder in der Zeit innerhalb des Netzwerks widerspiegelt.
3. Die Dezentralisierung des Netzwerks. Dies ist ein Problem, das PoW-Netzwerke betrifft und das bei der Betrachtung großer Mining-Konzerne immer deutlicher wird. Eine Situation, die das Netzwerk in den Händen einiger weniger zentralisiert. PoS versucht, dieses Problem zu lösen, indem es den Zugang der Teilnehmer zu den verschiedenen Aufgaben des Netzwerks diversifiziert und demokratisiert.
4. Subtrahieren Sie finanzielle Zinsen von 51 % der Angriffe. Die 51 % Angriffe, sind eine der gleichzeitigen Ängste in PoW-Netzwerken. Für eine Katastrophe reicht es aus, wenn eine böswillige Mining-Gruppe über 51 % der Rechenleistung des Netzwerks verfügt. Nun, mit dieser Fähigkeit kann die Mining-Gruppe die Blockchain nach Belieben manipulieren. In einem PoS-System ist dies jedoch nur möglich, wenn der Angreifer 51 % aller Coins besitzt. Wenn der Angreifer einen solchen Angriff durchführt, sinkt tendenziell der Wert der Währung. Dies führt zu sehr großen wirtschaftlichen Verlusten für den Angreifer. Diese Situation dient als Abschreckung, um diese Angriffe zu verhindern und gleichzeitig die Netzwerksicherheit aufrechtzuerhalten.

Wie funktioniert der Proof of Stake?

Die Funktionsweise des Proof of Stake-Protokolls ist recht speziell.

Dieses System sucht Ermutigen Sie die Teilnehmer, stets eine bestimmte Menge an Münzen zu besitzen. Dadurch können sie durch das zufällige Auswahlverfahren ausgewählt werden, das zur Benennung von Aufgaben durchgeführt wird. Im Rahmen dieses Systems haben diejenigen, die über mehr Reserven verfügen, ein größeres Gewicht im Netzwerk und größere Chancen, ausgewählt zu werden. Nach der Auswahl können web3 oder wa Transaktionen validieren und neue Blöcke innerhalb des Netzwerks erstellen. Dadurch erhalten sie Gewinne und Anreize für die geleistete Arbeit.

Beispiel für ein PoS-Protokoll

Eine einfachere Möglichkeit, diesen Vorgang zu erklären, wäre das folgende Beispiel:

Stellen Sie sich vor, Sie sind Teil eines Netzwerks von 100 Investoren. Aus diesem Netzwerk besitzt eine erste Gruppe von 50 Investoren jeweils 1,000 Coins. Eine weitere Gruppe von 30 Investoren besitzt jeweils 2,500 Coins. Und eine letzte Gruppe von 20 Investoren besitzt jeweils 10,000 Coins. In der folgenden Tabelle sehen Sie die Daten jeder der genannten Gruppen und deren Beteiligungsgewicht im Netzwerk.

Auf diese Weise ist deutlich zu erkennen, dass die Gruppe C, ist derjenige, der die größte Beteiligung am Netzwerk hat. Insgesamt 61,54 % und 200.000 Münzen, um genau zu sein. Jetzt ist es an der Zeit, den Zufallsauswahlprozess im Netzwerk durchzuführen. Dies bedeutet, dass diejenigen, die in Gruppe C sind, eine größere Wahrscheinlichkeit haben, ausgewählt zu werden. Aber nicht nur sie werden ausgewählt. Mitglieder von Gruppen A y B. Dies geschieht, um das Netzwerk zu demokratisieren und zu dezentralisieren.

Eine längere Amtszeit garantiert keine Auswahl als Knotenpunkt, bietet aber größere Chancen. Dadurch soll sichergestellt werden, dass alle innerhalb des Netzwerks davon profitieren, ohne Diskriminierung zu erleiden. Darüber hinaus können alle Anleger der Gruppen A und B mehr investieren, um ihre Beteiligung zu erhöhen.

Nach der Auswahl haben Anleger die Möglichkeit, die Aufgaben auszuführen, die ihnen übertragen werden dürfen. Investoren erfüllen diese Aufgaben, um Anreize und Gewinne zu erhalten, die proportional zu ihrer Beteiligung am System sind. Sobald die Runde beendet ist, wird der Auswahlprozess erneut gestartet, damit andere Investoren teilnehmen können.

Darüber hinaus können als Bestände genutzte Gelder nicht verwendet werden und müssen in der Blockchain gesperrt werden. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass die Gelder immer als Sicherheit für den Validator Node zur Verfügung stehen. Allerdings ist der Knoten Sie können jederzeit neue Mittel hinzufügen, um ihre Beteiligung weiter zu erhöhen.

PoS-Funktionen

Das Proof of Stake (PoS)-Protokoll verfügt über eine große Vielfalt und leistungsstarke Funktionen, unter denen wir Folgendes erwähnen können:

1. Es ist eine Technologie umweltfreundlicher. Dies liegt daran, dass für Bergbauaktivitäten keine leistungsstarken Maschinen erforderlich sind. Das bedeutet, dass der Energieverbrauch reduziert wird.
2. Es erlaubt a bessere Abstimmung von Zielen und Anreizen unter den Mitgliedern des Netzwerks. Auf diese Weise versucht jeder, der Teil des Netzwerks ist, dieses Netzwerk über einen langen Zeitraum aufrechtzuerhalten.
3. Verbessert die Dezentralisierung und demokratisiert den Netzwerkzugang. Denn jeder kann am Netzwerk teilnehmen, sofern er seine Teilnahmequote erfüllt. In PoS-Netzwerken gelten die Konzepte des Minings und die für diese Aufgabe erforderliche Ausrüstung nicht. Dies vermeidet die Konzentration der Macht in einigen wenigen Händen, da ihre Tätigkeit möglicherweise kostspielig ist.
4. Die Bereitstellung von Belohnungen erfolgt proportionaler. Aufgrund des Zufallsauswahlsystems innerhalb des Netzwerks, das darauf abzielt, Aufgaben denjenigen zuzuweisen, die über Coin-Bestände verfügen. Wer über mehr Besitz verfügt, hat eine größere Chance, gewählt zu werden, Überprüfungen durchzuführen und daraus Gewinne zu erzielen.
5. Die Netzwerksicherheit ist viel größer. Denn es löst oder verhindert bestimmte bereits bekannte Angriffsschemata, wie zum Beispiel den 51 %-Angriff.
6. Bietet eine größere Skalierbarkeit. Dies wird als eines seiner Hauptmerkmale angeführt. Die Geschwindigkeit und Skalierbarkeit von PoS-Netzwerken übertrifft die von PoW-Netzwerken bei weitem, da keine intensive Rechenarbeit erforderlich ist, die viel Zeit in Anspruch nimmt. Damit eignet sich PoS perfekt für jede Blockchain, die als Massenzahlungssystem eingesetzt werden soll und bei dem eine große Anzahl von Transaktionen pro Sekunde verifiziert werden muss.
7. Dort ist der Risiko, Gelder aufgrund böswilliger Angriffe zu verlieren. PoS-Systeme erfordern, dass die Geldbörse des Benutzers immer geöffnet und mit dem Internet verbunden ist. Dadurch entsteht ein Sicherheitsproblem, das es Hackern ermöglichen kann, Schwachstellen auszunutzen, um Gelder aus den Wallets zu stehlen. Ein Grund mehr, bei der Nutzung dieses Systems gängige Sicherheitskriterien zu beachten.

Ausgewählte Blockchains mit Proof of Stake (PoS)

Das Proof of Stake (PoS)-Modell wurde von zahlreichen renommierten Blockchains übernommen und fördert Innovation und Effizienz in der Branche. Im Folgenden stellen wir einige der einflussreichsten Modelle vor:

Ethereum (ETH)

Nach einem langen und detaillierten Entwicklungsprozess Ethereum hat seinen Übergang von Proof of Work (PoW) zu Proof of Stake (PoS) mit dem Update abgeschlossen «Die Fusion» im September 2022. Dieser historische Wandel positionierte Ethereum als führende Blockchain für die Migration zu PoS mit dem Ziel, die Skalierbarkeit drastisch zu verbessern, den Energieverbrauch um über 99 % zu senken und die Grundlage für zukünftige Verbesserungen zu legen. Ethereum-Validatoren müssen 32 ETH einsetzen, um einen Validierungsknoten zu betreiben und an der Netzwerksicherheit teilzunehmen. Dafür werden sie belohnt.

Cardano (ADA)

Cardano Cardano ist eine bahnbrechende Blockchain im Bereich PoS und hat ein eigenes Protokoll namens Ouroboros entwickelt. Ouroboros ist ein wissenschaftlich validiertes und von Experten geprüftes PoS-Protokoll, das sich durch seinen Fokus auf Sicherheit, Nachhaltigkeit und Interoperabilität auszeichnet. Auf Cardano können ADA-Inhaber ihre Token an einen von anderen verwalteten Stake-Pool delegieren oder einen eigenen Pool betreiben, wodurch sie am Konsens teilnehmen und Belohnungen erhalten.

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Solana Solana verwendet ein ausgeklügeltes Modell, das Proof of Stake (PoS) mit Proof of History (PoH) kombiniert. PoH ist ein kryptografisches Konstrukt, das den Zeitablauf zwischen Ereignissen zertifiziert und so eine effizientere Transaktionsvalidierung ermöglicht. Diese Kombination ermöglicht Solana extrem hohe Transaktionsgeschwindigkeiten und niedrige Gebühren und ist damit ein starker Konkurrent für dezentrale Anwendungen (dApps) und DeFi. Validatoren auf Solana müssen SOL staken, um am Netzwerk teilnehmen zu können.

Tupfen (DOT)

Tupfen Es verwendet einen PoS-Konsensmechanismus namens GRANDPA/BABE. Seine Parachain-Architektur ermöglicht den parallelen Betrieb mehrerer spezialisierter Blockchains (Parachains), die mit einer Hauptkette (Relay Chain) verbunden sind. Die Sicherheit des gesamten Polkadot-Netzwerks wird durch den PoS-Konsens auf der Relay Chain gewährleistet, wo Validatoren die Kette sichern und an der Validierung von Parachain-Blöcken teilnehmen. DOT-Inhaber können ihre Token einsetzen, um Validatoren zu werden oder an andere Validatoren zu delegieren.

Diese und viele andere Blockchains demonstrieren die Vielseitigkeit und Leistungsfähigkeit von Proof of Stake (PoS) als Konsensprotokoll und bieten klare Wege zu mehr Skalierbarkeit, Nachhaltigkeit und Effizienz in der Blockchain-Welt.

Die Zukunft des PoS: Innovationen und Herausforderungen

Proof of Stake (PoS) ist kein statisches Protokoll; es entwickelt sich kontinuierlich weiter und bietet Innovationen, die Effizienz, Sicherheit und Dezentralisierung verbessern. Einer der wichtigsten Entwicklungsbereiche ist die Optimierung der Validatorauswahl und des Belohnungsmanagements. Verschiedene Staking-Algorithmen und -Modelle (von der direkten Delegation bis hin zu professionell verwalteten Pools) werden erforscht, um die Stake-Verteilung zu verbessern und potenzielle Zentralisierungspunkte zu minimieren.

Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Verbesserung der Sicherheit. PoS bietet zwar inhärente Vorteile gegen bestimmte Angriffsarten, die laufende Forschung konzentriert sich jedoch auf die Stärkung der Widerstandsfähigkeit gegen Slashing-Angriffe (Bestrafung von Validierern für Fehlverhalten) und die Gewährleistung der Robustheit des Protokollcodes. Das Aufkommen von „liquidem“ PoS (Liquid Staking), das es Nutzern ermöglicht, einen Token zu verdienen, der ihren Einsatz repräsentiert, und diesen in anderen DeFi-Anwendungen zu verwenden und gleichzeitig weiterhin Belohnungen zu generieren, erhöht die Komplexität, aber auch den Nutzen und die Liquidität des Ökosystems.

Trotz der Vorteile bleiben Herausforderungen bestehen. Die Initialisierung und Aufrechterhaltung eines signifikanten Anteils kann für einige Nutzer eine Eintrittsbarriere darstellen, obwohl delegierte Staking-Lösungen und Pools versuchen, dieses Hindernis zu mildern. Ein zentrales Ziel der Community bleibt es sicherzustellen, dass das PoS-Modell echte Dezentralisierung fördert und nicht zu einer neuen Form der Machtkonzentration (diesmal durch Kapitalakkumulation) führt.

Der Weg zu einer skalierbareren und nachhaltigeren Zukunft für Blockchains ist untrennbar mit dem Erfolg und der kontinuierlichen Verbesserung von Protokollen wie Proof of Stake verbunden. Je mehr Netzwerke diese Mechanismen übernehmen und verfeinern, desto wahrscheinlicher wird ein effizienteres, zugänglicheres und umweltfreundlicheres Blockchain-Ökosystem entstehen.

FAQ – Was ist Proof of Stake (PoS)?