Proof of History, Proof of Stake, Proof of Work – erklärt

Worum geht es in diesem Artikel?

Blockchains sind verteilte Ledger, die Transaktionen über ein Netzwerk von Computern hinweg aufzeichnen. Konsensalgorithmen sind für Blockchains unverzichtbar, da sie eine Einigung über den Zustand des Ledgers ermöglichen. Sie erleichtern die Zusammenarbeit zwischen Teilnehmern, die einander nicht vertrauen. Dadurch ist keine zentrale Instanz erforderlich, die Daten validiert, bevor sie der Blockchain hinzugefügt werden. Ohne Konsensalgorithmen ließe sich nicht sicherstellen, dass alle Nodes dem Zustand der Blockchain zustimmen. Wir wären zahlreichen Angriffsvektoren ausgesetzt, hätten Probleme mit Double Spending, würden die Unveränderlichkeit gefährden und könnten Meinungsverschiedenheiten oder Forks nicht sinnvoll auflösen.

In diesem Artikel sehen wir uns Konsensalgorithmen, ihre Bedeutung und die verschiedenen Typen an, die bekannte Blockchains verwenden. Du erhältst ein umfassendes Verständnis davon, was Konsensalgorithmen sind, warum du ihre Funktionsweise verstehen solltest und wie einige verbreitete Konsensalgorithmen funktionieren.

Warum du Konsensalgorithmen verstehen solltest

Wenn du effektiv auf der Blockchain deiner Wahl entwickeln willst, solltest du Konsensalgorithmen aus folgenden Gründen verstehen:

• Die Art, wie deine Blockchain Konsens erreicht, beeinflusst die Architektur deiner dezentralen Anwendung (dApp). Du wirst dir Fragen stellen wie: Welche Kosten entstehen bei der Bereitstellung? Wie viele Transaktionen sollte ein Nutzer senden, um diese dApp effektiv zu verwenden? Wie viel kostet das Senden einer Transaktion? Die wichtigste Frage lautet: Wie lang ist die Finalitätszeit? Oder anders gesagt: Wie lange dauert es, bis eine Transaktion bestätigt und der Blockchain hinzugefügt wird?
• Wenn du Durchsatz und Latenz eines Konsensalgorithmus kennst, kannst du die richtige Blockchain für deine dApp auswählen. Fragen zur Architektur deiner dApp zeigen dir, an welchen Stellen du die Performance optimieren kannst.
• Wenn du die Sicherheitsrisiken der einzelnen Algorithmen kennst, kannst du sicherere Anwendungen entwickeln. Welche Angriffsvektoren gibt es für deine Blockchain? Welche Folgen hat das Design für die Entwicklung von Smart Contracts?
• Wenn du die internen Abläufe des Konsensalgorithmus deiner Blockchain kennst, verstehst du die Feinheiten ihrer Abstimmungsmechanismen und kannst dich aktiv an der Governance beteiligen.
• Wenn du die jeweiligen wirtschaftlichen Anreize eines Konsensalgorithmus kennst, kannst du die Teilnahme am Netzwerk fördern. Wie kann ich am Netzwerk teilnehmen und Rewards verdienen? Welches Verhalten sollte ich vermeiden, damit ich nicht bestraft werde?
• Wenn du die Grundlagen von Konsensalgorithmen kennst, kannst du neue oder aktualisierte Algorithmen besser verstehen. Wie willst du Delegated Proof of Stake oder Leased Proof of Stake verstehen, wenn du Proof of Stake nicht verstehst?

Was ist ein Konsensalgorithmus?

Eine der größten Herausforderungen beim verteilten Rechnen besteht darin, eine zuverlässige Systemleistung zu erreichen, selbst wenn einzelne Komponenten ausfallen. Dieses Problem wird im Problem der byzantinischen Generäle beschrieben. Das Gedankenexperiment besagt, dass sich alle Teilnehmer des Systems auf eine Strategie einigen müssen, um ein Scheitern zu verhindern. Es verdeutlicht, wie schwierig eine Einigung in einem Netzwerk ist, in dem sich einige Teilnehmer unvorhersehbar oder böswillig verhalten können. Um dieses Risiko zu begrenzen, sind robuste Koordinationsprozesse erforderlich, die eine zentrale Wahrheitsquelle schaffen. So handeln alle Teilnehmer im gesamten Netzwerk zuverlässig. Die Prozesse, mit denen sich das System auf eine einzige Wahrheitsquelle einigt, nennen wir Konsensalgorithmen.

Stell dir eine stark befahrene Kreuzung ohne Ampeln vor. Autos, Lastwagen, Fahrräder und Fußgänger würden alle versuchen, ihren eigenen Weg zu nehmen und als Nächste die Kreuzung zu überqueren. Das Ergebnis wäre völliges Chaos. Es käme zu Unfällen, Missverständnissen und Misstrauen zwischen den Beteiligten. Zum Glück gibt es Ampeln. Ampeln schaffen Ordnung. Sie bestimmen, wer fahren darf und wer anhalten muss, und passen sich in Echtzeit an die Verkehrslage an. Am wichtigsten ist: Alle akzeptieren die Ampeln. Wir stimmen den Regeln zu und vertrauen darauf, dass sie einheitlich angewendet werden.

Konsensalgorithmen sind die Ampeln von Blockchains. Sie legen die Regeln dafür fest, wie Transaktionen einer Blockchain hinzugefügt werden. Mit „grünem Licht“ und „rotem Licht“ für gültige und ungültige Transaktionen und Blöcke sorgen sie für einen sicheren und effizienten Datenfluss im Netzwerk. Diese Regeln werden sicher, transparent und einheitlich angewendet. Konsensalgorithmen passen sich an veränderte Netzwerkbedingungen an, um innerhalb dieser Regeln eine optimale Performance zu gewährleisten.

Konsensalgorithmen sind für Blockchains unverzichtbar. Ohne sie gäbe es keine einheitliche Methode, um Daten in einer feindlichen Umgebung zu validieren. Stattdessen würde Chaos herrschen. Vermutlich würden wir wieder einer zentralen Instanz die Validierung überlassen, weil Sybil-Angriffe und Double Spending zu große Probleme verursachen würden. Wir brauchen Konsensalgorithmen, damit unsere Blockchains sicher, unveränderlich und dezentral bleiben.

Was ist Proof of Work?

Proof of Work (PoW) ist eine Form des kryptografischen Nachweises, bei der eine Partei (der Beweisführer) einer anderen Partei (dem Prüfer) zeigt, dass sie eine bestimmte Menge an Rechenleistung aufgewendet hat. Der Prüfer kann diesen Aufwand leicht verifizieren. Moni Naor und Cynthia Dwork entwickelten das Verfahren 1993, um DoS-Angriffe und Spam in einem Netzwerk zu verhindern. Später wurde es in einer 1999 veröffentlichten Arbeit von Markus Jakobsson und Ari Juels formalisiert.

Bitcoin machte Proof of Work als Grundlage für den Konsens in einem erlaubnisfreien, dezentralen Netzwerk bekannt. Satoshi Nakamoto erklärt im Bitcoin-Whitepaper, wie Proof of Work eine rein elektronische Peer-to-Peer-Version von Bargeld ohne Vermittler ermöglicht. Weitere bekannte Blockchains mit einem PoW-basierten Konsensalgorithmus sind Litecoin, Kadena, Monero und Ethereum Classic. Wie funktioniert das also?

So funktioniert es

Bei Proof-of-Work-Blockchains müssen Netzwerkteilnehmer mit erheblicher Rechenleistung ein komplexes mathematisches Problem lösen. Ziel ist es, eine 64-stellige Hexadezimalzahl zu erraten, die als Hash bezeichnet wird. Diesen Hash zu ermitteln klingt einfach, ist es aber nicht. Er entsteht, indem alle in einem Block enthaltenen Transaktionsdaten zusammen mit einer zufälligen Nonce („number used once“) über den SHA256-Algorithmus gehasht werden. Der erste Teilnehmer, der das Problem löst, darf den nächsten Transaktionsblock zur Blockchain hinzufügen und erhält dafür eine vorher festgelegte Menge an Kryptowährung. Dieser Prozess, bei dem Transaktionen validiert und der Blockchain hinzugefügt werden, heißt Mining. Die Netzwerkteilnehmer werden Miner genannt.

Vor- und Nachteile

Ein Vorteil von Proof-of-Work-Blockchains ist, dass jeder am Mining teilnehmen kann. Das fördert ein dezentrales, verteiltes Netzwerk. Für einen Angriff auf ein PoW-Netzwerk ist enorme Rechenleistung erforderlich. Daher ist ein 51-%-Angriff durch eine einzelne Instanz praktisch kaum durchführbar, auch wenn er theoretisch möglich bleibt. Bei einem 51-%-Angriff kontrolliert eine böswillige Instanz den Großteil der Hashing-Leistung des Netzwerks und kann dadurch den Transaktionsverlauf manipulieren. Proof of Work ist ein relativ leicht verständlicher Konsensalgorithmus, der durch Bitcoin in großem Maßstab implementiert und getestet wurde.

Das klingt zwar vorteilhaft, Proof of Work hat jedoch mehrere Nachteile. Die hohen Kosten für Mining-Hardware und Strom können zur Zentralisierung des Minings in Regionen mit niedrigen Energiekosten führen – und haben dies bereits getan. Die hohen Einstiegshürden für profitables Mining führen dazu, dass Rewards ungleich verteilt werden. Wer sich leistungsstarke Mining-Rigs leisten kann, wird bevorzugt. So sind riesige Bitcoin-Mining-Farmen entstanden. Der extrem hohe Energieverbrauch hat zudem zahlreiche Umweltbedenken ausgelöst. Er war einer der Hauptgründe dafür, dass Ethereum mit dem Update The Merge zu Proof of Stake wechselte. Was ist also Proof of Stake?

Was ist Proof of Stake?

Proof of Stake (PoS) soll die mit Proof of Work verbundenen Probleme durch den hohen Rechen- und Energieaufwand beheben. Statt das Netzwerk durch Rechenleistung abzusichern, wählt Proof of Stake Validatoren anhand der Anzahl der Token aus, die sie als Stake im Netzwerk halten. Peercoin war 2012 die erste Kryptowährung, die Proof of Stake einsetzte, allerdings zusammen mit einem Proof-of-Work-System.

So funktioniert es

Bei Proof of Stake werden Miner durch Validatoren ersetzt, die Blöcke vorschlagen und darüber abstimmen. Diese Validatoren müssen eine bestimmte Menge an Token als Stake im Netzwerk sperren. Das Netzwerk wählt anhand verschiedener Faktoren einen Validator für den nächsten Transaktionsblock aus. Dazu gehören die Höhe des Stakes oder die Zeit, seit der er gehalten wird. Die anderen Validatoren prüfen und bestätigen anschließend den vorgeschlagenen Block. Wird der Block als gültig bestätigt, wird er der Blockchain hinzugefügt. Für ihre Validierungsarbeit erhalten Validatoren Transaktionsgebühren und manchmal neu erzeugte Token. Wird der Block als ungültig bestätigt, wird er nicht zur Blockchain hinzugefügt und der Validator wird bestraft. Diese Validatoren werden „geslasht“. Das bedeutet, dass sie einen Teil ihres Stakes verlieren. Solche Slashing-Strafen sollen böswillige Akteure davon abhalten, betrügerische Blöcke vorzuschlagen oder Unstimmigkeiten im Ledger zu erzeugen.

Vor- und Nachteile

Proof of Stake geht das Problem des hohen Energieverbrauchs direkt an. Durch den Wechsel von Proof of Work zu Proof of Stake sank der Energieverbrauch des Ethereum-Netzwerks um 99,84 %. Proof-of-Stake-Algorithmen sind schneller und besser skalierbar, da sie auf einen höheren Durchsatz ausgelegt sind. Sie ermöglichen eine schnellere Finalität. Transaktionen werden also schneller bestätigt und der Blockchain hinzugefügt. Validatoren haben außerdem einen finanziellen Anreiz, eine hervorragende Infrastruktur für die Validierung zu betreiben. Das verkürzt die Validierungszeiten. Proof-of-Stake-Algorithmen eignen sich zudem besser für die parallele Verarbeitung von Transaktionen und für Sharding. Beim Sharding wird das Netzwerk in kleinere Teile oder „Shards“ aufgeteilt, die Transaktionen unabhängig und parallel verarbeiten.

Proof of Stake hat jedoch eigene Nachteile. Obwohl das Verfahren energieeffizienter ist, können die Rewards für Validatoren niedriger ausfallen als bei Proof of Work. Dadurch könnten weniger Teilnehmer angezogen und die Sicherheit des Netzwerks geschwächt werden. Wird die anfängliche Verteilung der Token nicht richtig gesteuert, kann sie außerdem die Fairness und Dezentralisierung des Netzwerks beeinträchtigen. Teilnehmer mit größeren Stakes haben dann unverhältnismäßig viel Einfluss auf das Netzwerk. Ein weiteres potenzielles Problem: Validatoren haben möglicherweise nichts zu verlieren, wenn sie für mehrere Blockchain-Forks stimmen. Bei Proof of Work müssten sie dagegen ihre Rechenleistung aufteilen. Um ein solches Verhalten zu verhindern, sind geeignete Slashing-Bedingungen erforderlich.

Varianten von Proof of Stake

Zu den bekannten Blockchains mit Proof of Stake gehören:

Ethereum

Ethereum verwendet einen LMD-GHOST-Algorithmus mit Casper-FFG, der als Gasper bezeichnet wird. LMD-GHOST sammelt Stimmen und sorgt dafür, dass Nodes bei einem Fork leicht den richtigen auswählen. Casper-FFG (Casper the Friendly Finality Gadget) stuft bestimmte Blöcke als „finalisiert“ ein. Dadurch synchronisieren sich neue Netzwerkteilnehmer immer mit der kanonischen Chain.

Cardano

Cardano verwendet eine Variante von Proof of Stake namens Ourobros, das erste nachweislich sichere Proof-of-Stake-Protokoll. Es basiert auf Peer-Review-Forschung und wurde mit Blick auf Skalierbarkeit und Sicherheit entwickelt. Hier erfährst du mehr darüber.

Near

Near verwendet Thresholded Proof of Stake. Dieses deterministische Verfahren ermöglicht es einer großen Zahl von Teilnehmern, das Netzwerk durch Entscheidungen in bestimmten Zeitintervallen zu betreiben. Hier erfährst du mehr darüber.

Algorand

Algorand verwendet Pure Proof of Stake, einen egalitäreren, auf byzantinischem Konsens basierenden Ansatz für Proof of Stake. Hier erfährst du mehr darüber.

Wie du siehst, gibt es viele Varianten von Proof of Stake. Die meisten Proof-of-Stake-Blockchains verwenden eine Variante des ursprünglichen Designs, haben sie jedoch an ihre Anforderungen angepasst und für bestimmte Anwendungsfälle optimiert. Eine der bekanntesten und am häufigsten verwendeten Varianten ist Delegated Proof of Stake.

Was ist Delegated Proof of Stake?

Delegated Proof of Stake ist eine Weiterentwicklung von Proof of Stake. Es soll die Effizienz und den demokratischen Charakter der Validierungsprozesse einer Blockchain verbessern. Das Verfahren wurde 2014 von Daniel Larimer entwickelt und seitdem in mehreren bekannten Blockchains implementiert, darunter BitShares, EOS, TRON und SUI.

So funktioniert es

Bei Delegated Proof of Stake stimmen Token-Inhaber für eine Gruppe von Delegierten, die in ihrem Namen neue Blöcke validieren und erzeugen. Die Token-Inhaber wählen die Delegierten. Das Stimmgewicht hängt dabei von der Anzahl der gehaltenen Token ab. Nutzer stimmen ab, indem sie ihre Token in einem Staking-Pool bündeln und einem bestimmten Delegierten zuordnen. Delegierte haben einen Anreiz, ehrlich zu handeln, da sie bei böswilligem Verhalten oder unzureichender Verfügbarkeit abgewählt werden können. Validiert ein Delegierter einen Block, erhält er die zugehörigen Transaktionsgebühren als Reward. Anschließend verteilt er diese Rewards entsprechend dem jeweiligen Stake an die Nutzer, die ihn unterstützt haben. Wichtig ist, dass die Delegierten Blöcke deterministisch nach einem öffentlichen Zeitplan validieren. Die Anzahl der Delegierten pro Block ist begrenzt. Deshalb werden sie regelmäßig neu gemischt.

Vor- und Nachteile

Delegated Proof of Stake bietet viele Vorteile von Proof of Stake: Jeder kann Delegierter werden. Die niedrige Einstiegshürde macht das Verfahren zugänglicher und dezentraler. Die Performance verbessert sich, da nur eine begrenzte Zahl von Delegierten erforderlich ist. Außerdem benötigt der Betrieb des Netzwerks wenig Energie.

Delegated Proof of Stake ist jedoch nicht perfekt. Für jeden neuen Block ist nur eine begrenzte Zahl von Delegierten erforderlich. Dadurch könnte eine kleine Gruppe unverhältnismäßig großen Einfluss auf die Verifizierung von Transaktionen und auf Governance-Entscheidungen erhalten. Die Begrenzung ermöglicht es diesen Delegierten außerdem, sich zu böswilligem Handeln abzusprechen. Das senkt die Schwelle für einen 51-%-Angriff erheblich. Token-Inhaber könnten Delegierte bestechen, damit diese in ihrem Namen böswillig handeln. Noch wichtiger: Nutzer sind nicht verpflichtet, an der Wahl der Delegierten teilzunehmen. Wahlmüdigkeit könnte die genannten Zentralisierungsrisiken weiter verschärfen.

Was ist Proof of History?

Proof of History ist kein Konsensalgorithmus.

Genauer gesagt ist es eine Komponente, die dabei hilft, Konsens zu erreichen. Die Verwirrung entsteht wahrscheinlich durch die Bezeichnung: Wer Proof of Work und Proof of Stake kennt, verbindet den Begriff „Proof of X“ vermutlich mit einem Konsensalgorithmus. Proof of History ist ein grundlegender Bestandteil der Architektur von Solana und tief in die Reihenfolge von Transaktionen und die Programmausführung integriert. Aufgrund seiner wichtigen Rolle im Netzwerk wird es leicht mit dem Konsensalgorithmus von Solana verwechselt.

Warum sprechen wir darüber, wenn es kein Konsensalgorithmus ist? Proof of History löst ein grundlegendes Problem verteilter Systeme: die Einigung über die Zeit beziehungsweise die Reihenfolge von Ereignissen. Solana verwendet Proof of History als eine Art „Vor-Konsens“-Algorithmus, um den Konsens zu optimieren und Transaktionen effizient zu verarbeiten. Dadurch können Validatoren Transaktionen parallel verarbeiten, was den Durchsatz erhöht und die Latenz verringert. Proof of History ist somit eine Komponente, die beim Erreichen von Konsens hilft. Stell dir Proof of History am besten als dezentrale Uhr für das Netzwerk vor. Es ermöglicht, Zeit und die Reihenfolge von Ereignissen nachzuweisen, ohne sich auf Dritte verlassen zu müssen.

Schwächen traditioneller Ansätze

Traditionell synchronisieren sich Blockchains anhand von Blöcken, die große Mengen an Transaktionen enthalten. Eine Transaktion kann daher erst verarbeitet werden, nachdem eine bestimmte Zeit verstrichen ist. Dies wird als Blockzeit bezeichnet. Bei Proof of Work müssen die Blockzeiten lang sein – Bitcoin erzeugt ungefähr alle zehn Minuten einen Block –, damit nicht mehrere Validatoren gleichzeitig einen neuen Block produzieren. Bei Proof of Stake gibt es diese Einschränkung nicht. Validatoren benötigen jedoch Zeitstempel, um die Reihenfolge eingehender Blöcke zu bestimmen. Eine verbreitete Behelfslösung besteht darin, jedem Block einen Echtzeit-Zeitstempel zuzuweisen. Dieser Zeitstempel ist jedoch nur gültig, wenn er größer als der Median der Zeitstempel der vorherigen elf Blöcke und kleiner als die „netzwerkbereinigte Zeit“ plus zwei Stunden ist. Die netzwerkbereinigte Zeit bezeichnet den Median der Zeitstempel, die alle mit dir verbundenen Nodes zurückgeben. Wegen Zeitabweichungen der Uhren und Netzwerklatenz ist das keine optimale Lösung. Was nun?

Proof of History

Solana verfolgt bei diesem Problem einen radikalen Ansatz: Proof of History. Einfach ausgedrückt ermöglicht Proof of History, Zeit in einem feindlichen Netzwerk nachzuweisen. Proof of History dient als kryptografische Zeitstempelfunktion. So können sich Nodes auf eine Reihenfolge von Ereignissen einigen, ohne miteinander kommunizieren zu müssen. Dafür wird eine sequenzielle, gegen Urbildangriffe resistente Hashfunktion verwendet, die sich nur schwer umkehren lässt. Sie erzeugt eine Kette von Hashes, in der jeder Hash vom vorherigen abhängt. Leader-Nodes versehen Blöcke mithilfe dieser kryptografischen Nachweise mit Zeitstempeln. Damit belegen sie, dass seit dem letzten Nachweis eine bestimmte Zeit vergangen ist. Da alle Hashes miteinander verkettet sind, entsteht ein historischer Datensatz, der beweist, dass bestimmte Daten zu einem bestimmten Zeitpunkt existierten.

Dieser einzigartige Ansatz basiert auf Verifiable Delay Functions (VDFs). Ihre Berechnung dauert extrem lange, das Ergebnis lässt sich jedoch schnell verifizieren. Verifiable Delay Functions erzeugen Hashes, die nicht nur vom vorherigen Hash, sondern auch von der verstrichenen Zeit abhängen. Dadurch entsteht eine überprüfbare Zeitleiste der Ereignisse. Der Einsatz von Verifiable Delay Functions gewährleistet dies, weil bei der Manipulation eines Hashes alle vorherigen Hashes neu berechnet werden müssten. Das gibt Solana eine zusätzliche Ebene an Sicherheit und Integrität, da es nur eine überprüfbare Zeitleiste der Ereignisse gibt.

Eine einfache Analogie

Stell dir eine geschäftige mittelalterliche Stadt voller Handel, Bekanntmachungen, Debatten und Streitigkeiten vor. Die Stadt verlässt sich auf einen Ausrufer als zentrale Informationsquelle. Er verkündet wichtige Nachrichten und stellt sicher, dass alle denselben Informationsstand haben. Eines Tages wird der Ausrufer krank und kann seine Aufgaben nicht mehr erfüllen. Die Stadt versinkt im Chaos. Niemand kann sich darauf einigen, was wann geschehen ist, wer was gesagt hat oder in welcher Reihenfolge die Ereignisse stattfanden.

Dann erscheint ein äußerst gewissenhafter Schreiber. Er sitzt mitten auf dem Marktplatz und trägt jedes Ereignis mit einer besonderen Tinte und Feder in sein Journal ein. Die Tinte ist einzigartig: Ihre Farbe ändert sich abhängig vom letzten Eintrag im Journal. Jeder kann einfach im Journal des Schreibers nachsehen und sowohl die Reihenfolge als auch den Zeitpunkt der Ereignisse bestätigen, ohne alle Beteiligten befragen zu müssen. Das Journal wird zur unbestrittenen Wahrheitsquelle der Stadt. Ein Ausrufer ist nicht mehr nötig, denn die Menschen können wichtige Ankündigungen auch ohne ihn machen. Die sich verändernde Tinte schafft eine dauerhafte, unveränderliche Wahrheitsquelle, die alle vorherigen Einträge validiert. Ersetzt du die Stadt durch ein Netzwerk, das Journal durch einen Ledger und die wechselnde Tinte durch eine kryptografische Hashfunktion, erhältst du eine der zuverlässigsten Methoden zur Synchronisierung. Das ist die Stärke von Proof of History.

Vor- und Nachteile

Proof of History ermöglicht kürzere Blockzeiten, die Verarbeitung vieler Transaktionen pro Sekunde und eine einzige, überprüfbare Zeitquelle vor dem Konsens. Dadurch lassen sich auch Ressourcen optimieren: Nodes können Transaktionen verarbeiten, ohne auf den Konsens zu warten. Das verbessert die Parallelisierung und nutzt die Rechenleistung effizienter. Verifiable Delay Functions sorgen für zusätzliche Sicherheit, da eine Änderung von Transaktionen die Neuberechnung des sequenziellen Hashes erfordern würde. Das wäre sehr teuer und leicht zu erkennen. Außerdem kann jeder dank der kryptografischen Zeitstempel die Reihenfolge und den Zeitpunkt von Transaktionen überprüfen. Wir wissen mit Sicherheit, wann eine Transaktion stattgefunden hat, ohne uns um die Gültigkeit von Echtzeit-Zeitstempeln sorgen zu müssen. Das fördert Transparenz und Verantwortlichkeit, zwei zentrale Grundsätze des Krypto-Ethos.

Allerdings ist Proof of History nicht perfekt. Dieses Modell macht die Netzwerkarchitektur von Solana erheblich komplexer. Dadurch ist sie schwieriger zu verstehen und das Risiko von Fehlern oder Schwachstellen könnte steigen. Wegen der rechenintensiven Verifiable Delay Functions benötigen Solana-Nodes leistungsfähigere Hardware. Kurzfristig steigen dadurch die Kosten einer Teilnahme am Netzwerk. Dank des Mooreschen Gesetzes sollte diese Hardwarehürde im Laufe der Zeit sinken, weil ehemals teure Hochleistungshardware besser verfügbar und erschwinglicher wird. Das Mooresche Gesetz beschreibt die Beobachtung, dass sich die Zahl der Transistoren auf einem Mikrochip ungefähr alle zwei Jahre verdoppelt, wodurch die Rechenleistung steigt.

Fazit

Glückwunsch! In diesem Tutorial haben wir uns ausführlich mit Konsensalgorithmen beschäftigt: was sie sind, warum du sie verstehen solltest und wie bekannte Implementierungen funktionieren. Jetzt solltest du ein umfassendes Verständnis von Konsensalgorithmen haben. Diese Algorithmen zu verstehen ist nicht nur eine akademische Übung, sondern eine praktische Notwendigkeit. Du erhältst ein grundlegendes Verständnis der Netzwerke, auf denen du entwickelst. Das wirkt sich direkt auf deine Fähigkeit aus, robuste und effiziente Anwendungen zu erstellen. So kannst du einen wertvollen Beitrag zu den Blockchain-Communities leisten, denen du angehörst. In der sich schnell entwickelnden Welt der Blockchain-Technologie ist dieses Wissen unverzichtbar.

In Zukunft werden weitere innovative Konsensalgorithmen entstehen. Auch bestehende Modelle werden aktualisiert und angepasst, um neue Herausforderungen bei Skalierbarkeit, Sicherheit und Effizienz zu bewältigen. Ob du Investor, Entwickler oder Blockchain-Enthusiast bist: Jetzt ist eine spannende Zeit, um dich mit dieser proprietären Technologie zu beschäftigen. Dein Verständnis von Konsensalgorithmen bringt dich an die Spitze der Innovation und hilft dir, dich in diesem weiter wachsenden Bereich zurechtzufinden.

Wenn du bis hierhin gelesen hast, Anon: Danke!

Zusätzliche Ressourcen und weiterführende Literatur

• Bitcoin-Whitepaper
• Ethereum-Whitepaper
• Coinbase-Artikel zu PoW und PoS
• Proof of Stake im Vergleich zu Delegated Proof of Stake
• Solana-Dokumentation zur Synchronisierung
• Video von a16z crypto über VDFs