Was ist Proof-of-Stake?

In den Berichten zu Kryptowährungen fällt immer häufiger der Begriff Proof-of-Stake. Dabei handelt es sich um eine Methode, Transaktionen in der Blockchain zu verifizieren. Doch was bedeutet Proof-of-Stake genau und wo liegen die Unterschiede zu Proof-of-Work?

Als Bitcoin (BTC) 2009 startete, bildete sich schnell eine Community, die von der Idee einer dezentralisierten Kryptowährung überzeugt war. Ein wichtiger Eckpfeiler des Konzepts beim BTC war und ist, dass sämtliche Transaktionen in der Blockchain automatisiert einen Prüfprozess durchlaufen, bevor sie verbindlich dokumentiert werden. BTC setzt dabei auf das Prinzip Proof-of-Work, welches vereinfacht bedeutet: Im Netzwerk sind in kryptographischen Puzzles Prüfsummen versteckt, die erst gelöst werden müssen, bevor eine Überweisung freigegeben wird. Proof-of-Work aber zeigte sich als Methode, die zunehmend viel Rechnerkapazitäten verschlingt und so die Blockchain verlangsamt, einmal abgeshen von den ökologischen Konsequenzen, die das energieaufwendige Mining mit sich bringt. Zusätzliches Problem sind mögliche 51%-Attacken. Um 2011 tauchte deshalb der Vorschlag auf, mit Proof-of-Stake (PoS) eine etwas andere Herangehensweise an die Frage von Verifizierung in der Blockchain zu wählen.

Wie funktioniert Proof-of-Stake?

In einer Blockchain sind es sogenannte Nodes (Knotenpunkte), an denen Konsens über Transaktionen errechnet werden muss. Bei Proof-of-Work wird eine 51%-Mehrheit vorausgesetzt, um die Gültigkeit neuer Coins und von Transaktionen zu bestätigen. Bei Proof-of-Stake hingegen werden einzelne Nodes ausgewählt, um diese Aufgabe zu übernehmen. Dies kann zufällig geschehen (Randomised Block Selection) oder darauf beruhen, wie lange und wie viel Coins bereits von einem Node dokumentiert werden (Coin Age Selection). In jedem Fall obliegt es weniger Stellen als beim Proof-of-Work, Überweisungen zu verifizieren. Damit wird das Netzwerk entlastet. Der Zufälligkeitsfaktor soll dafür sorgen, Manipulationen zu verhindern. Wichtig dabei zu wissen ist noch, dass Nodes, die am Proof-of-Stake Verfahren teilnehmen wollen eine gewissen Anzahl Coins hinterlegen (wird “staken” genannt) müssen. Diese verlieren sie wenn sie schadhaft agieren.

Um einen Anreiz zu schaffen, Prüfaufgaben zu übernehmen, winken beim Proof-of-Work meist durch paralleles Mining neue Coins. Bei Proof-of-Stake sind es üblicherweise Transaktion-Gebühren. Blockchains mit Proof-of-Stake können also Mining ausschalten, was etwa den Vorteil hat, die Menge der Coins stabil zu halten und so Inflation vorzubeugen. Der wohl wichtigste Pluspunkt von Proof-of-Stake: 51%-Attacken sind fast unmöglich, weil eben gar nicht alle Nodes dem Bilden neuer Blocks zustimmen müssen. Einen einzelnen Block kann man sich dabei als aktualisiertes Blatt des gemeinschaftlichen Kassenbuchs (Distributed Ledger, https://block-builders.de/was-bedeutet-distributed-ledger/) vorstellen. Für eine 51% Attacke müsste ein Angreifer schon die Mehrheit der gestakten (hinterlegten) Coins besitzen.

Was du sonst noch zu Proof-of-Stake wissen solltest

Bei Ethereum (ETH) plant man, von Proof-of-Work zu Proof-of-Stake umzusteigen. Dies zeigt deutlich, dass Proof-of-Stake in der Krypto-Szene gemeinhin als die zukunftssichere Methode gesehen wird, um Sicherheit und Geschwindigkeit von Blockchains im großen Maßstab zu garantieren. Neben Ethereum setzt zum Beispiel auch die Plattform Cardano (ADA) auf Proof-of-Stake.

Neben Proof-of-Stake gibt es auch noch eine abgewandelte Variante um Konsens zu erreichen, diese nennt sich delegated Proof-of-Stake (dPoS). Bei dieser werden die Parteien gewählt, die Transaktionen bestätigen und für Konsens sorgen. Bekannte delegated Proof-of-Stake Kryptowährungen und Plattform sind etwa TRON und EOS. Bei EOS gibt es 21 gewählte Block Producer, die neue Blöcke erzeugen und so für Konsens sorgen.