Dezentrale Peer-to-Peer Zahlungsnetzwerke werden in der Krypto Branche von zwei Hauptkategorien von Konsensmechanismen angetrieben: Proof-of-Stake (PoS) und Proof-of-Work (PoW).
Die Blockchain Funktionalit?t basiert auf PoW und PoS. Jede hat ihre eigene Methode, um Transaktionen zu authentifizieren, zwischen dezentralen Teilnehmern zu koordinieren und Assets auf der Blockchain zu sichern.
Dieser Artikel vergleicht die Proof-of-Work- und Proof-of-Stake Konsensmechanismen, bewertet ihre Vor- und Nachteile und stellt eine Liste der wichtigsten Kryptow?hrungen in jeder Kategorie zusammen.
Wichtigste Erkenntnisse
- Proof-of-Work ist eine Verschlüsselungstechnik, die von Bitcoin verwendet wird, um Transaktionen zu validieren und einen Konsens unter einer dezentralen Community von Bitcoin Minern zu erreichen.
- In einer PoS Blockchain werden die Miner durch Validierer ersetzt.
- Der hohe Energieverbrauch von PoW wurde von Gesetzgebern und Umweltschützern auf der ganzen Welt kritisiert.
- Der Wechsel von PoW zu PoS bei Ethereum führte zu einer Reduzierung des Energieverbrauchs um 99,95 %.
- PoW gilt als der sicherste Konsensmechanismus in der Krypto Industrie.
Was ist Proof-of-Work?
Bitcoin (BTC) verwendet Proof-of-Work, eine Verschlüsselungstechnik, um einen Konsens zwischen einer dezentralen Community von Bitcoin Minern herzustellen und Transaktionen zu validieren.
Um Proof-of-Work zu verstehen, müssen Sie die Funktionsweise von Bitcoin verstehen.
Ein dezentrales Peer-to-Peer Netzwerk von Minern ist für den Betrieb von Bitcoin verantwortlich. Alle 10 Minuten versammeln sich die Miner, um neue Bl?cke zu erzeugen, die in die Bitcoin Chain aufgenommen werden. Transaktionen werden aggregiert, um diese Einheiten zu erzeugen.
Jeder legitime Block wird durch einen Zeitstempel identifiziert. Der Zeitstempel des vorherigen Blocks ist immer im Hash eines Zeitstempels enthalten. Diese Verknüpfung erm?glicht die Bildung einer Chain, die sich mit jedem nachfolgenden Block verst?rkt.
Bitcoin Miner treten gegeneinander an, um ein komplexes mathematisches R?tsel zu l?sen, indem sie Rechenenergie (?Work“) aufwenden, wenn ein neuer Block erzeugt wird. Der neueste Block in der Bitcoin Blockchain wird von demjenigen hinzugefügt, der das PoW R?tsel als erster l?st.
Sobald das PoW R?tsel gel?st ist, wird der neu vorgeschlagene Block an das gesamte Netzwerk weitergegeben. Wenn alle Transaktionen in diesem neuen Block legitim sind und nicht bereits ausgegeben wurden, werden die anderen Miner ihn genehmigen.
Das Problem der ?Bestimmung der Repr?sentation bei Mehrheitsentscheidungen” wird durch PoW gel?st, wie es im Bitcoin Whitepaper hei?t.
?Proof-of-Work ist eine CPU – eine Stimme.” Die l?ngste Chain, in die der meiste Proof-of-Work Aufwand investiert wurde, repr?sentiert die Mehrheitsentscheidung. Die ehrliche Chain wird das schnellste Wachstum erfahren und alle konkurrierenden Chains übertreffen, wenn eine Mehrheit der CPU Leistung von ehrlichen Knoten kontrolliert wird. Im Bitcoin Whitepaper hei?t es, dass ein Angreifer, um einen früheren Block zu ver?ndern, den Proof-of-Work für den Block und alle nachfolgenden Bl?cke neu erstellen und anschlie?end die Arbeit der ehrlichen Knoten überwinden müsste.
Was ist Proof-of-Stake?
Proof-of-Stake ist eine Verschlüsselungstechnik, die von Krypto Netzwerken wie Cardano (ADA) und Ethereum (ETH) übernommen wurde.
?hnlich wie PoW soll PoS den Konsens der dezentralen Netzwerkteilnehmer über den Zustand einer Blockchain erleichtern.
Dennoch unterscheidet sich die Verschlüsselungstechnik von PoS von derjenigen von PoW.
Bei einer PoS Blockchain werden die Miner durch Validatoren ersetzt. Die Validatoren müssen keine Rechenenergie aufwenden, um komplizierte R?tsel zu l?sen. Jeder Validator ist verpflichtet, eine bestimmte Menge an Krypto Token in einen Smart Contract einzuzahlen, was als ?Staking” bezeichnet wird.
Die Einlage dient als Sicherheit und garantiert, dass die Validatoren ihre Verpflichtungen auf transparente Weise erfüllen.
Neue Bl?cke werden durch eine willkürliche Auswahl von Validatoren erzeugt. Das Netzwerk wird über das neu vorgeschlagene Segment informiert. Die anderen Validatoren sind dafür verantwortlich, die Gültigkeit der vorgeschlagenen Bl?cke zu überprüfen und den vorgeschlagenen Block zu best?tigen.
Damit ein Block abgeschlossen werden kann, sind Stimmen erforderlich, die mindestens zwei Drittel der eingesetzten Kryptow?hrungen repr?sentieren.
Vor- und Nachteile von Proof-of-Work
Lassen Sie uns die Vor- und Nachteile des Proof-of-Works untersuchen:
Pros
- Erprobt und getestet
- Bew?hrte Sicherheit
- St?rker dezentralisiert
Cons
- Stromverbraucher
- Sperrige Ger?te
- L?rmbel?stigung
- Hohe Einstiegshürde
Vorteile von Proof-of-Work
- Etabliert und bew?hrt: PoW ist der erste Konsensmechanismus, der in Kryptow?hrungen eingesetzt wird. Seit fast 15 Jahren funktioniert Bitcoin als Proof-of-Work (PoW) Blockchain.
- Bew?hrte Sicherheit: In der Kryptosph?re gilt PoW als die sicherste Konsensmechanismus. Ein lebendiger Beweis für diese Behauptung ist Bitcoin. Die Bitcoin Blockchain war noch nie Gegenstand eines Cyberangriffs. Die Bitmain S9 Mining Maschinen, die zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Artikels zu den beliebtesten geh?rten, kosteten laut einem Forschungsbericht vom Februar 2024 sch?tzungsweise über 20 Milliarden Dollar, um eine Stunde lang einen 51 % Angriff auf Bitcoin durchzuführen.
- Decentralisierung:Experten zufolge haben etablierte PoW Krypto Netzwerke das Potenzial, sich st?rker zu dezentralisieren als PoS Kryptow?hrungen. PoW Mining erfordert eine immense Menge an Strom und Rechenkapazit?t. Zentralisierende Kr?fte sind aufgrund der hohen Investitionskosten nicht in der Lage, eine gro?e Proof-of-Work Blockchain wie Bitcoin zu manipulieren.
Nachteile von Proof-of-Work
- Energy Usage: Der überm??ige Energieverbrauch von PoW wurde von Umweltschützern und Gesetzgebern weltweit stark kritisiert. Nach Angaben des Cambridge Centre for Alternative Finance übersteigt der j?hrliche Energieverbrauch von Bitcoin den von mehreren L?ndern, wie ?gypten, Malaysia und Polen.
- Sperrige Ausrüstung: Bitcoin Mining Ger?te sind sehr umfangreich und erfordern die Lagerung und Wartung in gro?en Rechenzentren.
- L?rmbel?stigung: Es wird behauptet, dass der Betrieb von Bitcoin Mining im gro?en Stil zu L?rmbel?stigung in der Umgebung führt. Das Bitcoin Magazine berichtet, dass eine einzige Bitcoin Mining Maschine einen Schallpegel von 70 bis 90 Dezibel (dB) erzeugt.
- Eintrittsbarriere: Der harte Kampf in der Bitcoin Mining Branche hat die Eintrittsbarriere aufgrund der hohen Investitionskosten und Betriebsausgaben erh?ht. Es ist nicht mehr machbar, Bitcoin mit CPU Chips zu schürfen. Die meisten Miner verwenden spezialisierte ASIC Mining Rigs.
Vor- und Nachteile von Proof-of-Stake
In diesem Abschnitt untersuchen wir die Vor- und Nachteile des Proof-of-Stake Konsensmechanismus:
Pros
- Geringer Energieverbrauch
- Niedrige Einstiegshürde
- Skalierbarkeit
Cons
- Unsicherer als PoW
- Weniger fair
- Unbew?hrtes System
- Slashing
Vorteile von Proof-of-Stake
- Geringer Energieverbrauch: PoS Blockchains verbrauchen nicht so viel Energie wie PoW Blockchains. Die Ethereum Foundation hat berichtet, dass der übergang von PoW zu PoS zu einem Rückgang des Energieverbrauchs um 99,95 % geführt hat.
- Niedrige Einstiegshürde: Validierer k?nnen von ihren Laptops aus auf PoS Blockchains setzen. Es besteht keine Notwendigkeit für spezielle Hardware. Indem sie ihre Token an Validatoren delegieren, k?nnen sich auch Token Besitzer am Staking beteiligen.
- Skalierbarkeit: PoS Blockchains sind besser skalierbar als PoW Blockchains, da die Validierer nicht verpflichtet sind, w?hrend des Validierungsprozesses der Kette komplizierte R?tsel zu l?sen. Die moderne Architektur von PoS Chains erm?glicht die Integration zus?tzlicher Funktionalit?ten, um einen h?heren Durchsatz und niedrigere Gebühren zu erreichen.
Nachteile von Proof-of-Stake
- Less Secure Than PoW: Kritiker des PoS Konsensmechanismus behaupten, dass die niedrige Einstiegshürde, um ein PoS Validator zu werden, das Risiko erh?ht, dass zentralisierte Kr?fte und b?se Akteure die Kontrolle über das Netzwerk erlangen, was es weniger sicher macht als PoW.
- Weniger gleichberechtigt: Proof-of-Stake (PoS) Chains weisen den Validierern, die eine gr??ere Anzahl von Kryptow?hrungen eingesetzt haben, eine gr??ere Menge an Stimmrechten zu. Das ?kosystem einer Blockchain wird durch Vorschl?ge zur ?nderung ihres Protokolls erheblich beeintr?chtigt.
- Weniger bew?hrtes System: PoS ist ein neueres System als PoW, was bedeutet, dass es noch nicht so vielen unvorhergesehenen Angriffen ausgesetzt war.
- Slashing: Validierer, die Kryptow?hrungen auf PoS Chains gesetzt haben, laufen Gefahr, ihre Einlagen durch Slashing zu verlieren.
Proof-of-Work vs. Proof-of-Stake: Seite-an-Seite-Vergleich
Die folgende Tabelle enth?lt einen umfassenden Vergleich von PoW und PoS, der Ihnen helfen wird, die Unterschiede zwischen den beiden Konsensmechanismen zu verstehen:
Feature | PoW | PoS |
Operator | Miner sind für die Erstellung neuer Bl?cke in einer PoW Blockchain verantwortlich. | Validatoren sind für die Erstellung neuer Bl?cke in einer PoW Blockchain verantwortlich. |
Kosten | Miner ben?tigen spezielle Mining Hardware, Kühlsysteme und ausreichend Platz, um einen wettbewerbsf?higen Mining Betrieb aufzubauen. | Validatoren müssen einen bestimmten Betrag an Krypto einsetzen, bevor sie PoS Blockchains validieren. |
Sicherheit | PoW gilt als der sicherste Konsensmechanismus in der Krypto Industrie. | PoS Chains sind weniger kampferprobt gegen unbekannte Angriffe. |
Stromverbrauch | PoW Systeme verbrauchen enorme Mengen an Strom. | PoS soll etwa 99 % weniger Energie verbrauchen als PoW. |
Spezialisierte Ausrüstung | Die hart umk?mpfte PoW Mining Industrie erfordert Investitionen in teure, spezialisierte ASIC Mining Ger?te. | PoS Validierer k?nnen von ihren Laptops aus operieren. |
Skalierbarkeit | PoW Blockchains gelten als weniger skalierbar als PoS Blockchains. | PoS Blockchains sind hoch skalierbar und erm?glichen schnellere Transaktionszeiten und einen h?heren Durchsatz als PoW. |
Wirtschaftliche Einbu?en | PoW Chains erfordern keine wirtschaftlichen Sanktionen, bei denen Miner Strom verbrauchen, um teilzunehmen. | PoS Chains haben wirtschaftliche Strafen wie Slashing, um ehrliches Verhalten der Validierer sicherzustellen. |
51% Angriff | Um einen 51 % Angriff auf eine PoW Blockchain durchzuführen, muss der Angreifer 51 % der Rechenleistung eines Netzwerks besitzen. | Um einen 51 % Angriff auf eine PoS Blockchain durchzuführen, muss der Angreifer 51 % der eingesetzten Kryptow?hrungen eines Netzwerks besitzen. |
Beispiele für PoS- und PoW-Blockchains
Lassen Sie uns die bekanntesten PoS- und PoW-Blockchains weltweit gegenüberstellen. Im Folgenden finden Sie die fünf führenden PoS- und PoW-Kryptow?hrungen (Stand: 24. Juni 2024), geordnet nach ihrer Marktkapitalisierung:
Top 5 PoW Cryptocurrencies
PoW Kryptow?hrungen | Market Cap | Mainnet Start |
Bitcoin (BTC) | $1,24 Billionen Dollar | 2008 |
Dogecoin (DOGE) | $17,26 Milliarden Dollar | 2013 |
Bitcoin Cash (BCH) | $7,33 Milliarden Dollar | 2017 |
Litecoin (LTC) | $5,35 Milliarden Dollar | 2009 |
Kaspa (KAS) | $3,58 Milliarden Dollar | 2022 |
Top 5 PoS Kryptow?hrungen
PoS Kryptow?hrungen | Market Cap | Mainnet Start? |
Ethereum (ETH) | 414,26 Milliarden Dollar | 2015 |
Solana (SOL) | 58,3 Milliarden Dollar | 2020 |
Toncoin (TON) | 17,87 Milliarden Dollar | 2021 |
Cardano (ADA) | 13,47 Milliarden Dollar | 2017 |
Polygon (MATIC) | 5,49 Milliarden Dollar | 2020 |
Proof-of-Stake oder Proof-of-Work: Was ist besser?
Für diese Frage gibt es keine einfache L?sung. PoW- und PoS-Systeme haben unterschiedliche Vorteile, Nachteile und Marktaussagen.
Zum Beispiel Ethereum und Bitcoin. Bitcoin gilt weithin als die sicherste und dezentralste Kryptow?hrung, die es gibt. Obwohl diese PoW Blockchain nicht so funktionsreich oder so schnell ist wie moderne PoS Chains, haben ihre vorhersehbare Inflationsrate und ihre Wertaufbewahrungseigenschaften sie zur beliebtesten Krypto Investition gemacht.
In der Zwischenzeit ist Ethereum als globaler dezentraler App Store positioniert. Der übergang von Ethereum zu Proof-of-Stake hat es der Blockchain erm?glicht, ein h?heres Ma? an Skalierbarkeit zu erreichen als ihre PoW Gegenstücke.
Die meisten Anleger halten Portfolios, die sowohl PoW- als auch PoS-Kryptow?hrungen, einschlie?lich BTC und ETH, aufgrund ihrer unterschiedlichen Wertvorstellungen enthalten.
propositions.
Fazit
PoW und PoS spiegeln oft die breiteren philosophischen und praktischen Erw?gungen innerhalb der Krypto Community wider.
PoW ist nach wie vor eine zuverl?ssige Option für sicherheitsbewusste Netzwerke wie Bitcoin, w?hrend PoS optimistische L?sungen für Umwelt- und Skalierbarkeitsprobleme bietet.
FAQ
Was ist besser, Proof-of-Work oder Proof-of-Stake?
Was ist der Unterschied zwischen Proof-of-Work und Proof-of-Stake?
Ist Bitcoin ein Proof-of-Work Netzwerk?
Ist Ethereum ein Proof-of-Work- oder ein Stake-Netzwerk?
Referenzen
- Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System (Bitcoin)
- Ethereum’s energy usage will soon decrease by ~99.95% | Ethereum Foundation Blog (Blog.ethereum)
- Top PoS Tokens by Market Capitalization | CoinMarketCap (Coinmarketcap)
- Top PoW Tokens by Market Capitalization | CoinMarketCap (Coinmarketcap)