Was ist Proof of Work?

Proof of Work (PoW) ist das Prinzip, mit dem die Mehrheit der führenden Kryptowährungen die Integrität der zugehörigen Blockchains sicherstellen wollen. Wie das im Detail funktioniert und wo Grenzen und Risiken von Proof of Work bestehen, erklärt dieser Beitrag.

Arbeitsnachweis als deutsche Übersetzung von Proof of Work klingt zunächst vielleicht eher langweilig. Doch die oft auch Proof-of-Work (PoW) geschriebene Idee hinter dem Prinzip ist bestechend: Um Computersysteme vor Spam oder automatisierten Angriffen zu schützen, soll jeder Nutzer bei seinen Anfragen zunächst eine kleine Aufgabe erledigen. Dieser Proof Work, der etwa in Form der Lösung eines kryptografischen Puzzles erbracht wird, soll garantieren, dass die Anfragen an das Netzwerk sinnvoll sind. Anfang der 1990er Jahre wurde das Prinzip von PoW erstmals vorgestellt, damals als Antwort auf zunehmende Junk-Mails. Wirklich berühmt ist Proof of Work aber erst in seiner Anwendung bei Bitcoin und Co. geworden. Denn hier soll PoW nicht nur vor Spam schützen, sondern auch garantieren, dass geldwerte Transaktionen sicher dokumentiert sind.

Proof of Work am Beispiel Bitcoin

Die Blockchain des BTC bietet grundsätzlich für jedermann Zugangspunkte. Damit Änderungen aber übernommen werden, muss ein Proof of Work passieren. Bitcoin stellt für den PoW kryptografische Rechenaufgaben, die durch zunehmende Größe der Blockchain immer schwieriger werden. Die Blockchain akzeptiert die Lösung erst, wenn sie von mehreren Teilnehmern des Netzwerks bestätigt wurde. Denn wird ein neuer Block gültig, überschreibt dieser den vorhergehenden zwar nicht, aber übernimmt dessen Funktion und stellt die nächste Aufgabe. In jedem Block sind Transaktion verbindlich gespeichert und jeder neue Block wird mit neuen BTC belohnt. Proof of Work beinhaltet hier also auch sogenanntes Hashcash. Damit wird ein Anreiz geschaffen. PoW zu betreiben.

Ein Beispiel für PoW sind in mancher Hinsicht auch Captcha-Bilderrätsel. Hier wird der Nutzer dafür belohnt, Bilderkennungssoftware zu trainieren, indem er erst nach dem Captcha Zugriff auf den gewünschten Dienst erhält.

Grenzen und Risiken von PoW

Bei Bitcoin und auch dem Ethereum als führenden Kryptowährungen hat Proof of Work dazu geführt, dass das Entdecken neuer Blöcke im Tempo kaum noch mithalten kann mit der Zahl der aktuellen Transaktionen. ETH möchte deshalb auf Proof-of-Stake umsteigen, um die Frage der Skalierbarkeit zukunftssicher zu beantworten. Zweiter Minuspunkt bei PoW: Falls es Teilnehmern der Blockchain gelingt, mehr als die Hälfte der Rechnerkapazität des Netzwerks zu übernehmen, können sie selbst bestimmen, welche Ergebnisse als Proof of Work gelten. Dann ist eine 51%-Attacke nicht mehr nur im Bereich des Theoretischen. Für Anleger sind deshalb die Hashrate im Zusammenhang mit Proof of Work und Blockchain entscheidende Faktoren für das Vertrauen in eine Kryptowährung.

Wie einfach es ist gerade bei kleineren Kryptowährungen 51% der Hashrate zu übernehmen zeigt eindrucksvoll die Seite Crypto51.App. Häufig kostet es nur ein paar Tausend Euro pro Stunde die Mehrheit der Hashpower im Netzwerk zu stellen und so beliebig alle Transaktionen zu kontrollieren. Proof-of-Work ist daher für kleinere Kryptowährungen äußerst ungeeignet.