ELI5: Was ist Proof of Work vs. Nachweis der Beteiligung?

Wenn Sie sich über Krypto informiert haben, haben Sie wahrscheinlich viel über seinen kolossalen CO2-Fußabdruck gehört.

Vielleicht wissen Sie, dass es daran liegt, wie viel Computerleistung verbraucht wird. Es sind Bergleute beteiligt – aber nicht der Typ, der einen Taschenlampenhelm aufsetzt und nach Gold gräbt.

Vielleicht haben Sie sogar die Worte „Proof of Stake“ gehört, wenn Leute versuchen zu erklären, warum Krypto eigentlich nicht so schlecht ist, wie es scheint. Aber wenn Sie versuchen, eine Ebene tiefer zu graben, werden Sie wahrscheinlich auf eine Definition wie diese stoßen:

„Proof of Stake ist ein neuartiger Konsensmechanismus, der auf der Auswahl von Validatoren statt auf rechnerischen Beweisen beruht, um Transaktionsdaten in einer Blockchain zu validieren.“

Häh?

Um Ihnen zu helfen, zu verstehen, wie Kryptowährung produziert wird, finden Sie hier eine „Erklären Sie, wie ich fünf bin“-Übersicht über den Proof of Stake und Proof of Work, die zuerst kamen.

Beginnen mit: Was zum Teufel ist ein „Konsensmechanismus“?

ELI5: Was ist ein Konsensmechanismus?

Proof of Work und Proof of Stake sind beides Konsensmechanismen, die die Dinge in der Blockchain organisieren.

Beginnen wir also damit, was das bedeutet und warum ein Konsensmechanismus so wichtig ist.

Angenommen, Sie leben in einer alten Gesellschaft ohne Computer, möchten aber trotzdem nachverfolgen, wer wie viel Geld zu einem bestimmten Zeitpunkt hat. Das Mitführen von rund 1.000 Goldmünzen ist weder sicher noch praktisch, also stimmen Sie alle zu, Ihr Geld auf die Bank zu bringen und die Bank das Geld aller verfolgen zu lassen.

Joe ist für die Bank verantwortlich. Bald wird er gierig. Er gibt sich selbst Geld, löscht Aufzeichnungen über seine eigenen Ausgaben und mehr. Kurz gesagt, er missbraucht seine Macht als zentrale Instanz, die für das Geld zuständig ist.

Schließlich entdecken Sie und Ihre Nachbarn, was Joe tut, und das ganze System bricht zusammen. Natürlich können Sie nicht einer einzigen Person vertrauen, die alle Protokolle verwaltet.

Was Sie brauchen, ist eine öffentliche Aufzeichnung

Sie kommen also zusammen und entscheiden, dass das, was benötigt wird, eine öffentliche Aufzeichnung des Vermögens aller ist. Alle Informationen liegen offen und können nicht so einfach von einer Person oder einem Unternehmen manipuliert werden. Nachdem Sie Joe an die Löwen verfüttert haben, errichten Sie eine riesige Steintafel auf dem Stadtplatz.

Jedes Mal, wenn jemand Geld ausgibt, ätzt er eine Aufzeichnung davon auf die Steintafel, damit alle anderen sie sehen können. Und da jede Transaktionsaufzeichnung buchstäblich in Stein gemeißelt ist, kann sie nicht von einer Person bearbeitet oder manipuliert werden, ohne dass alle anderen es bemerken und einen Gestank verursachen.

Das riesige Steinhauptbuch funktioniert. Die Leute vertrauen darauf, weil jeder die gleichen Aufzeichnungen in Echtzeit sieht und sie nicht manipuliert werden können. Da es dazu beigetragen hat, einen Konsens zwischen allen im Geldsystem zu erzielen, ist die Steintafel ein großartiger Konsensmechanismus.

Jetzt funktioniert eine Steintafel hervorragend, wenn sich alle am selben physischen Ort befinden. Aber was, wenn es weltweit Hunderte Millionen Nutzer gibt?

Wie machst du:

Das bringt uns zu den beiden wichtigsten Konsensmechanismen für Kryptowährungen: Proof of Work und Proof of Stake.

ELI5: Was ist ein Arbeitsnachweis (PoW)?

Hier ist ein weiteres Szenario: Nehmen wir an, Sie schicken Ihrer Freundin Carly 100 $ Bitcoin.

In einem POW-System rennen leistungsstarke Computer auf der ganzen Welt darum, die ersten zu sein, die Ihre Transaktionsdaten zur Blockchain hinzufügen.

Aber selbst mit einem riesigen unterirdischen Bunker voller Computer (dies wird allgemein als „Mine“ bezeichnet) Das Validieren und Hinzufügen von Daten zur Blockchain kann immer noch eine Weile dauern, weil es so komplex ist Prozess. Bergleute tun dies, weil sie von der Blockchain mit Bitcoin dafür belohnt werden, dass sie als Erste eine Transaktion validieren.

In diesem Szenario dreht sich der gewinnende Computer nach dem Hinzufügen Ihrer Daten zu allen anderen Computern in der Blockchain um und sagt: „Alles klar damit? Chris hat Carly Bitcoin im Wert von 100 Dollar geschickt?“

Alle anderen Computer nicken. "Sieht gut aus," Sie sagen. “Senden Sie uns den neuen Block und wir fügen ihn unserem Stammdatensatz hinzu.”

„Warte“, sagt Carlys Computer. „Eigentlich hat er ihr Bitcoin im Wert von 150 Dollar geschickt.“

Aber da Carlys Computer der einzige auf der Welt ist, der anderer Meinung ist, sagen die anderen Computer: „Nö, Fam. Keine Chance.”

Die einzige Möglichkeit, wie Carly die Proof-of-Work-Blockchain „hacken“ könnte, besteht darin, die Abstimmung zu gewinnen. Theoretisch könnte sie dies tun, indem sie 51 % der Computerleistung (auch Stimmkraft genannt) der gesamten Blockchain anhäuft.

Für Bitcoin würde dies Computer und Strom im Wert von mehreren zehn Milliarden Dollar erfordern. Aber auf kleineren Blockchains „51-Prozent-Angriffe“ sind immer noch eine echte Bedrohung.

Hier ist der Proof of Work in Kürze:

1. Computer rennen um die Validierung und das Hinzufügen von Transaktionen zur Blockchain
2. Dann drehen sie sich um, um sich die „Abstimmung“ mit allen anderen Computern zu sichern
3. Das neue, aktualisierte Hauptbuch wird mit allen geteilt

Das große Problem, dem sich derzeit Proof of Work gegenübersieht, ist jedoch, dass die Blockchain so lang geworden ist – und die Konkurrenz dazu validieren Sie neue Transaktionen so heftig – dass das gesamte System viel, viel zu viel Strom und Strom benötigt, um es zu warten.

Als die Krypto-Innovatoren die Schrift an der Wand sahen, fanden sie nur zwei Jahre später im Jahr 2011 einen Beweis für den Einsatz.

ELI5: Was ist Proof of Stake (PoS)?

Das größte Problem mit Proof of Work ist, dass es objektiv verschwenderisch ist. Durch die Belohnung der größten und schlechtesten Computer der Stadt entstand für alle die Notwendigkeit, weiterhin schnellere Computer zu kaufen und zu bauen. Dies führte zu einer weltweiten Verknappung von Computerteilen und rollenden Stromausfällen.

Aber in einem Proof-of-Stake-System müssen die „Miner“ nicht konkurrieren und sich gegenseitig übertreffen, um Transaktionen zu validieren.

Stattdessen wählt die Blockchain zufällig einen „Miner“ aus, um die nächste Transaktion zu validieren. Im Wesentlichen ähnelt Proof of Stake also eher einem Lotteriesystem als einem Wettbewerb. Technisch gesehen werden die ausgewählten Computer (auch bekannt als „Knoten“) als „Validatoren“ und nicht als „Miner“ zum Nachweis des Einsatzes bezeichnet.

Ihre Chancen, ausgewählt zu werden, um eine Transaktion zu validieren – und als Belohnung etwas Krypto zu gewinnen – sind nicht völlig zufällig. Zunächst einmal müssen Sie, um sich überhaupt als Validator zu qualifizieren, eine Mindesteinzahlung von Krypto in die Blockchain vornehmen, wo es als eine Art „Sicherheitseinzahlung“ aufbewahrt wird.

Sie sagen zum Beispiel, dass der Mindesteinzahlungsbetrag, um sich als Validator in der kommenden Ethereum 2.0-Blockchain zu qualifizieren, 32 ETH betragen wird. Machen Sie sich keine Sorgen, wenn Sie keine 32 ETH herumliegen haben – die Staking-Mindestbeträge für andere Blockchains sind viel niedriger, wie z. B. SOL oder ADA im Wert von 1 USD.

Aber selbst wenn Sie SOL im Wert von 1 $ haben, sind Ihre Chancen, ausgewählt zu werden, um eine Transaktion zu validieren, sehr gering. Aus diesem Grund setzen die meisten Menschen ihre Krypto über riesige Pools über die von ihnen gewählte Börse.

Wenn Sie durch eine riesige Börse wie z Krypto.com, wird der Pool ziemlich oft zufällige Verträge gewinnen und Coinbase wird regelmäßig Auszahlungen an alle verteilen, die innerhalb des Pools gestaket haben. Diese Auszahlung erfolgt in Form von regelmäßigen Zinszahlungen, weshalb Staking oft mit dem ertragsstarken Sparkonto der Kryptowelt verglichen wird.

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Was sind die Hauptunterschiede?

Jetzt wissen wir:

• Arbeitsnachweis verwendet Brute Force, um Transaktionen zu validieren und der Blockchain hinzuzufügen, und
• Nachweis der Beteiligung verwendet ein Lotteriesystem, das viel weniger energieintensiv ist.

Aber die Unterschiede zwischen Proof of Work und Proof of Stake enden hier nicht. Hier sind noch ein paar mehr.

Energieeffizienz

Der größte und subjektiv wichtigste Unterschied zwischen Proof of Work und Proof of Stake ist der Stromverbrauch.

Allein Bitcoin verbraucht mittlerweile mehr Energie als ganz Argentinien. Es setzt jährlich 65 Megatonnen CO2 frei, mehr Luftverschmutzung als ganz Griechenland.

Wenn Ethereum in der Zwischenzeit von Proof of Work zu Proof of Stake migriert, wird das neue Ethereum 2.0-Netzwerk 99 % weniger Energie verbrauchen.

Ausrüstung

Der nächste wichtige Unterschied zwischen den beiden Krypto-Konsensmechanismen ist die Hardware, die zur Aufrechterhaltung der Blockchain erforderlich ist.

Proof of Work erfordert riesige „Krypto-Minen“ oder „Farmen“ voller Computer, die alle mit ähnlichen Minen auf der ganzen Welt konkurrieren, um Transaktionen zuerst zu validieren und mehr Belohnungen zu verdienen.

Aber da Proof of Stake Validierer basierend auf der Menge an Krypto auswählt, die sie hinterlegen – nicht ihre Computerverarbeitungsmuskeln – der weltweit größte Staking-Pool kann von einem Arbeits-Laptop in einem ausgeführt werden Internet Cafe.

Verarbeitungsgeschwindigkeit

Proof of Work stellt eine Welt von Bergleuten vor ein komplexes Rätsel und belohnt denjenigen, der es zuerst herausfindet. Dieser Prozess kann langsam und intensiv sein.

Proof of Stake hingegen wählt einfach einen Gewinner aus und gibt ihm Hausaufgaben, wodurch die Transaktionsgeschwindigkeiten schnell beschleunigt werden.

Alles in allem, wenn Ethereum zu PoS migriert, wird seine Transaktionsgeschwindigkeit voraussichtlich von 15 Transaktionen pro Sekunde auf bis zu 100.000 steigen.

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Rückverfolgbarkeit

Einer der Kerngrundsätze von Krypto ist die Dezentralisierung. Dies geht bis zu Satoshi Nakamotos ursprünglichem Bitcoin-Whitepaper/Manifest zurück. Niemand – sei es eine Einzelperson oder eine ganze Regierung – sollte in der Lage sein, diese neue Form der Währung zu kontrollieren, zu manipulieren oder zu unterdrücken.

Wie vorherzusehen war, war China kein Fan. Das Reich der Mitte verbot 2021 Bergbau und Handel. Und innerhalb weniger Monate stieg Chinas Anteil am weltweiten Bergbau von rund 70 % auf 0 %.

Ein wichtiger Grund, warum die chinesischen Behörden den Bergbau so schnell auslöschen konnten, ist, dass Kryptominen im Stromnetz leicht zu erkennen sind. Da PoS-Kryptos jedoch weniger Strom verbrauchen als ein Toaster, sind sie deutlich schwerer zu erkennen – und können zu einer Wiederbelebung der chinesischen Kryptoindustrie beitragen.

Skalierbarkeit

Es gibt eine anhaltende Debatte darüber, ob Proof of Work oder Proof of Stake langfristig skalierbarer sind.

Proof of Work ist auf den ersten Blick überhaupt nicht skalierbar. Allein Bitcoin verbraucht bereits 0,5 % des weltweiten Stroms, und das bei „nur“ 114 Millionen Nutzern weltweit.

Aber Proof-of-Work-Fans werden sagen, dass experimentelle Upgrades wie die Lightning-Netzwerk wird Probleme mit dem Stromverbrauch angehen – und dieser Proof of Stake ist noch zu ungetestet, um zu schnell skaliert zu werden.

Alles in allem ist die Skalierbarkeit noch nicht entschieden.

Erforderliche Ressourcen, um es zu „hacken“.

Sowohl PoW- als auch PoS-Blockchains sind zu 51 % anfällig für Angriffe; Der einzige Unterschied besteht darin, was Sie zum Hacken benötigen.

Um eine Proof-of-Work-Blockchain zu hacken, Sie müssen 51 % der gesamten Rechen- bzw. Mining-Leistung kontrollieren, die diese Blockchain unterstützt. Also nicht nur eine Tonne Computerleistung, sondern auch eine Tonne Strom. Das macht Bitcoin aber auch sehr sicher. Um eine Proof-of-Stake-Blockchain zu hacken, Sie müssten 51 % der gesamten eingezahlten, alias abgesteckten Kryptos in dieser Blockchain kontrollieren.

Einige sagen, dass PoS-Blockchains psychologisch sicherer sind, da der Hacker den größten Teil der Krypto in dieser Blockchain besitzen müsste, bevor er daraus stehlen kann. Mit anderen Worten, wenn Sie einen Anteil von 51 % an einer PoS-Blockchain erhalten, sind Sie die Person, die am meisten verletzt wird, wenn Sie stehlen, indem Sie ihren Wert effektiv zerstören.

Das Endergebnis

Wenn Ihnen die granularen Details und der Unterschied zwischen Proof of Work und Proof of Stake immer noch über den Kopf fliegen, sind Sie nicht allein. Das Wichtigste zum Mitnehmen ist: Krypto ist ineffizient, muss es aber nicht sein.

Proof of Stake könnte der Hummer von Tesla zu Proof of Work sein. Es ist ein Quantensprung nach vorne und sichert der Technologie als Ganzes eine Zukunft.

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