Proof of Stake und Proof of Work – Was ist das?

In vielen Erklärungen und Anleitungen findet man diese Begriffe, wenn man Erklärungen zu Kryptowährungen oder Blockchain Informationen sucht. Ich möchte mit wenigen und einfachen Mitteln erklären, was das überhaupt ist. Die kurze Erklärung:

  • Proof of Work passiert zum Beispiel bei Bitcoin oder Ethereum Transaktionen – Der Miner erhält für die gelieferte Arbeit eine Belohnung, die der Sender zahlen muss und verhindert damit, dass das Netzwerk durch unnötig Transaktionen belastet wird.
  • Proof of Stake wird zum Beispiel bei Qtum, Stratis oder EOS eingesetzt – Bei dieser Variante gibt es auch Miner,die die Transaktionen bestätigen und dafür Belohnt werden, aber die Auswahl des jeweiligen Minern ist abhängig von der Anzahl an Coins, die er besitzt.

Etwas umfangreicher und interessanter wird es in den folgenden Abschnitten zu Proof of Work und Proof of Stake.

Proof of Work (PoW) bei Kryptowährungen

Grundsätzlich hat das Proof of Work erstmal nichts mit Kryptowährungen, Blockchains oder Mining zu tun, denn es ist lediglich die Definition, dass Benutzer eines Dienstes selbst etwas dafür tun muss, um den eigentlichen Dienst zu nutzen. Es wäre sozusagen ein Entgelt in verschiedenster Form für eine Tätigkeit.
Begonnen hat diese Variante bereits 1992, als Cynthia Dwork und Moni Naor das Problem der bekannten Junk-Mails umgehen, beziehungsweise eindämmen wollten. Durch kleine Verzögerungen im Prozess können Anwendungen ausgebremst werden, die Auswirkungen auf die Benutzer, zum Beispiel den Versender einer Mail, merkt es nicht einmal, wenn diese ein paar Minuten später ankommt. Der Missbrauch eines Mail Servers wird so jedoch verhindert, da die Anzahl der Sendungen beschränkt ist. Gleiches gilt in einer Blockchain, wie es bei Bitcoin der Fall ist. Nehmen wir einmal an, dass Du einem Kollegen einen BTC senden möchtest. Dazu trägst Du seine Adresse in deinem Wallet ein und sendest im die entsprechende Währung zu.
Doch nach dem senden landet diese nicht direkt bei Ihm, sondern gelangt zunächst in einem Pool unbestätigter Transaktionen. Anschließend kommt ein Schürfer (Miner), der seine Rechenkapazität seiner Hardware zur Verfügung stellt und teil des Bitcoin Netzwerkes ist, und nimmt deine Transaktion zur Prüfung entgegen. Verläuft alles korrekt, so wird die Transaktion bestätigt, dein Kollege erhält den einen BTC und das Ganze wird in einem Block in der Blockchain für immer vermerkt.
Das war nicht ganz richtig: Dadurch, dass ein Miner die Transaktion prüft, wird sozusagen eine kryptografische Aufgabe gelöst, welche erforderlich ist, um die Transaktion zu bestätigen. Dadurch erhält der Miner einer Belohnung in Form von Bitcoin. Im Endeffekt ist es die Gebühr, die bei einer Transaktion anfällt. Ist die Gebühr höher, so wird die Transaktion beliebter und wird deutlich schneller abgearbeitet.

Das ist ein Proof of Work, also ein Leistungsnachweis durch Bearbeitung von Transaktionen und der Belohnung dafür.

Jetzt kann man sich fragen, warum? Wieso kann man nicht einfach etwas versenden, ohne dass es jemand prüfen muss? Zum einen geht es um die Verifizierung der Transaktion und der Eindämmung oder Verhinderung von fälschlichen Transaktionen und zum anderen ist es ein Schutz vor DDoS Attacken, also Denial-of-Service Angriffen, die verursacht werden, um ein Netzwerk lahmzulegen, indem man Unmengen an Anfragen, Transaktionen oder Abrufe tätigt.

Proof of Stake (PoS) bei Kryptowährungen

Dieses Verfahren geht einen komplett anderen Weg und hat somit nichts mit den klassischen Minern zu tun, denn hier gibt es zwar Helfer, die Transaktionen bewusst mit der eingesetzten Rechenpower bestätigen, die Auswahl der jeweiligen Transaktionen aus dem Pool an offenen Transaktionen wird durch die Mehrheit an Anteilen bestimmt.

Bei PoS ist die Intention, dass Miner anhand der unterschiedlich eingestuften Gebühren keine Transaktionen bevorzugen können, da sonst keine Gleichberechtigung herrscht. Vielmehr wird die Gewichtung anhand der Anzahl an Coins ermittelt, die ein Halter hat.

Dadurch ergibt sich die Wahrscheinlichkeit, dass eine Blockerzeugung durch einen Netzwerkteilnehmer vollzogen wird, der einen höheren Anteil an Coins hat. Es ist ein sogenannter Konsens-Mechanismus, also die übereinstimmende Meinung sich auf eine identische Version in der Blockchain zu einigen. Der mit den meisten Coins, also der mit den meisten Anteile im Netzwerk, erhält mehr Stimmrechte. Es gibt jedoch auch hier einen Algorithmus, der zufällig den jeweiligen Miner auswählt, damit nicht kontinuierlich einer selektiert wird.

Das ist ein Proof of Stake, also eine Zuweisung der zu bearbeitenden Transaktionen anhand des Stimmrechts und eines Algorithmus.




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