Cointelegraph verfolgt die Entwicklung einer völlig neuen Blockchain von den Anfängen bis zum Mainnet und darüber hinaus durch seine Serie Inside the Blockchain Developer’s Mind. In früheren Teilen,Andrew Levine der Koinos Group diskutierteinige der Herausforderungen Das Team, mit dem das Team konfrontiert war, seit es die wichtigsten Probleme identifiziert hat, die es lösen möchte, und drei der „Krisen“ skizziert, die die Einführung der Blockchain behindern:Aufrüstbarkeit,Skalierbarkeit undFührung. Diese Serie konzentriert sich auf den Konsensalgorithmus:In Teil 1 geht es um Arbeitsnachweise, Teil 2 handelt vom Proof-of-Stake und Teil 3 von Proof-of-Burn.
Dieser Artikel ist der zweite in meiner Serie über Konsensalgorithmen, in dem ich meine einzigartige Perspektive nutze, um dem Leser zu einem tieferen Verständnis dieses oft missverstandenen Konzepts zu verhelfen. Im ersten Artikel der Serie habe ich den Proof-of-Work (den OG-Konsensalgorithmus) untersucht und in diesem Artikel werde ich den Proof-of-Stake untersuchen.
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Wie ich im letzten Artikel erläutert habe, sind Blockchains aus spieltheoretischer Sicht ein Spiel, bei dem Spieler gegeneinander antretenbestätigen Transaktionen, indem Sie sie in Blöcke gruppieren, die den von anderen Spielern erstellten Transaktionsblöcken entsprechen. Kryptographie wird verwendet, um die Daten zu verbergen, die es diesen Leuten ermöglichen würden, zu betrügen, und dann wird ein zufälliger Prozess verwendet, um digitale Token an Leute zu verteilen, die sich an die Regeln halten undBlöcke produzieren die mit den von anderen Personen eingereichten Blöcken übereinstimmen. Diese Blöcke werden dann miteinander verkettet, um eine überprüfbare Aufzeichnung aller Transaktionen zu erstellen, die jemals im Netzwerk durchgeführt wurden.
Wenn Leute neue Blöcke mit unterschiedlichen Transaktionen produzieren, nennen wir dies einen „Fork“, weil die Kette jetzt in zwei verschiedene Richtungen abzweigt und was sicherstellt, dass alle ihre Datenbank aktualisieren, damit sie miteinander übereinstimmen, ist die Art und Weise, wie sie bestraft werden, wenn sie nicht.
Die eigentliche Innovation bei Bitcoin (BTC) war die Schaffung eines eleganten Systems zur Kombination von Kryptographie mit Wirtschaftlichkeit, um elektronische Münzen (jetzt „Kryptowährungen“ genannt) zu nutzen, um Anreize zur Lösung von Problemen zu nutzen, die Algorithmen allein nicht lösen können. Die Menschen wurden gezwungen, bedeutungslose Arbeit zu verrichten, um Blöcke abzubauen, aber die Sicherheit ergibt sich nicht aus der Leistung von Arbeit, sondern aus dem Wissen, dass diese Arbeit ohne den Verzicht auf Kapital nicht hätte geleistet werden können. Wäre dies nicht der Fall, gäbe es keine wirtschaftliche Komponente des Systems.
Die Arbeit ist überprüfbarStellvertreterfür geopfertes Kapital. Da das Netzwerk keine Möglichkeit hat, Geld außerhalb von ihm zu „verstehen“, musste ein System implementiert werden, das den externen Anreiz (Fiat-Währung) in etwas umwandelt, das das Netzwerk verstehen kann – Hashes. Je mehr Hashes ein Konto erzeugt, desto mehr Kapital muss es geopfert haben und desto mehr Anreize gibt es, Blöcke auf dem richtigen Fork zu produzieren.
Da diese Leute ihr Geld bereits ausgegeben haben, um Hardware zu erwerben und sie zu betreiben, um Blöcke zu produzieren, ist ihre Bestrafung einfach, weil sie bereits bestraft wurden! Sie haben ihr Geld ausgegeben. Wenn sie also weiterhin Blöcke in der falschen Kette produzieren wollen, ist das in Ordnung. Sie werden keine Belohnungen verdienen und ihr Geld nicht zurückverdienen. Sie werden dieses Geld für nichts geopfert haben. Ihre Blöcke werden vom Netzwerk nicht akzeptiertundsie werden keine Token verdienen.
Dieses Proof-of-Work-System stellt sicher, dass jemand, der sich nicht an die Regeln halten möchte (alias ein böswilliger Akteur), mehr Hardware als alle anderen zusammen beschafft und betreibt (d. h. einen 51-Prozent-Angriff durchführen). Das ist die Eleganz hinter Proof-of-Work. Das System kann nicht funktionieren, ohne immer mehr Kapital zu opfern. Der Proof-of-Stake funktioniert jedoch auf eine grundlegend andere Weise, die wichtige spieltheoretische Konsequenzen hat.
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Beteiligungsnachweis
Proof-of-Stake (PoS) wurde erstmals 2011 vom Bitcointalk-Forumsmitglied QuantumMechanic als kostengünstigere (für den Miner) Alternative zum Proof-of-Work vorgeschlagen:
„Ich frage mich, ob mit zunehmender Verbreitung von Bitcoins ein Übergang von einem Proof-of-Work-basierten System zu einem Proof-of-Stake erfolgen könnte. Was ich mit Proof of Stake meine, ist, dass Ihre „Stimme“ über die akzeptierte Transaktionshistorie nicht nach dem Anteil der Computerressourcen gewichtet wird, die Sie in das Netzwerk einbringen, sondern nach der Anzahl der Bitcoins, die Sie mit Ihrem privaten Besitz nachweisen können Schlüssel."
Anstatt Blockproduzenten zu zwingen, Kapital zu opfern, um Hardware zu erwerben und zu betreiben, um die Möglichkeit zu erhalten, Blockprämien zu verdienen, müssen die Token-Inhaber beim Proof-of-Stake nur dieLiquidität ihres Kapitals, um Blockprämien zu verdienen. Personen, die bereits den Token eines Netzwerks besitzen, können noch mehr von diesem Token verdienen, wenn sie das Recht zur Übertragung dieser Token für einige Zeit aufgeben.
Dies ist ein attraktives Angebot für Leute, die es gewohnt sind, Geld für den Kauf und Betrieb von Hardware zu opfern, um Blockprämien zu verdienen. Proof-of-Work ist großartig für das Bootstrapping einer Kryptowährung, aber sobald diese Phase vorbei ist, müssen die Besitzer dieser wertvollen Währung die Früchte ihrer Arbeit – diese wertvolle Währung – gegen eine externe Währung (häufig die Fiat-Währung, mit der sie angeblich konkurrieren), um Investitionsgüter und Energie zu kaufen, nur um ihr System zu erhalten.
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Der Proof-of-Stake ist großartig, um es diesen Leuten zu ermöglichen, ihre Gewinnmargen zu erhöhen und gleichzeitig die Kontrolle über das Netzwerk zu behalten. Das Problem ist, dass es die Netzwerksicherheit verringert, da der böswillige Akteur nicht mehr sein Geld für eine große Menge an Hardware opfern und diese ausführen muss, um einen Angriff zu starten. Der Angreifer muss nur 51% der Basiswährung der Plattform erwerben und diese einsetzen, um die Kontrolle über das Netzwerk zu übernehmen.
Um diesen Angriff zu vereiteln, müssen PoS-Systeme zusätzliche Systeme implementieren, um die Blockbelohnungen eines Validators zu „kürzen“, der irreversible Blöcke auf einer „verlierenden“ Kette erzeugt hat („Slashing-Bedingungen“). Die Idee ist, dass, wenn jemand 49% des Token-Angebots erwirbt und diesen Einsatz verwendet, um Blöcke auf einer verlierenden Gabel zu produzieren, er seine eingesetzten Token in der Hauptkette verliert.
Dies sind komplizierte Systeme, die entwickelt wurden, um Blockbelohnungen von Benutzerkonten „zurückzufordern“, was den Rechenaufwand des Netzwerks erhöht und gleichzeitig legitime ethische Bedenken aufwirft („Ist es mein Geld, wenn es gekürzt werden kann?“). Sie funktionieren auch nur, wenn der Angreifer nicht 51% des Token-Vorrats erhält. Dies ist besonders problematisch in einer Welt mit zentralisierten Börsen, die eine Verwahrung aufweisen. Dies bedeutet, dass es durchaus möglich ist, dass eine Börse mehr als 51 % eines bestimmten Token-Angebots kontrolliert, ohne ein Risiko eingegangen zu sein, was die Kosten eines Angriffs erhöhtde minimis. Tatsächlich ist dies in der jüngeren Geschichte bereits auf einer der am häufigsten verwendeten Blockchains der Welt passiert, die einst auf fast 2 Milliarden US-Dollar geschätzt wurde: Steem.
Eine ausgezeichnete Historie dieser Veranstaltung finden Sie hier. Die wichtigen Details für unsere Zwecke laut diesem Bericht sind, dass die von drei Börsen gehaltenen Gelder erfolgreich verwendet wurden, um 51% der Kontrolle über eine große Blockchain zu erlangen. Aus der wohltätigsten Perspektive aller Beteiligten „kostete“ es all diese Unternehmen einfach nur sehr wenig, die Kontrolle über die Kette zu übernehmen, weil sie große Anteile zu sehr geringen Kosten erworben hatten. Tatsächlich sind zentralisierte Börsen buchstäblich bezahlt große Einsätze anzuhäufen, weil ihr Zweck darin besteht, als zentrale Verwahrer von Token zu fungieren.
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Die Umsetzung dieser drastischen Bedingungen ist keineswegs trivial, weshalb so viele Proof-of-Stake-Projekte wie Solana nach eigenen Angaben mit zentralen Lösungen gestartet sind und so viele andere Projekte (wie ETH 2.0) so lange, um PoS zu implementieren. Die typische Lösung besteht darin, einer Stiftung einen ausreichend hohen Anteil zu geben, damit sie allein die Macht hat, zu bestimmen, wer ein böswilliger Akteur ist, und ihre Belohnungen zu kürzen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ein Proof-of-Work gut für das Bootstrapping der Dezentralisierung ist, aber ineffizient. Proof-of-Stake ist gut, um die Betriebskosten eines dezentralen Netzwerks im Vergleich zum Proof-of-Work zu senken, aber es verfestigt die Miner weiter, erfordert komplexe und ethisch fragwürdige Streichungsbedingungen und verhindert keine „Austauschangriffe“.
Was ich in meinem nächsten Artikel diskutieren werde, ist die hypothetische Frage, ob es eine „Best of two worlds“-Lösung gibt, die die Dezentralisierung und Sicherheit von Proof-of-Work mit der Effizienz von Proof-of-Stake liefert. Also bleibt gespannt!
Die hier geäußerten Ansichten, Gedanken und Meinungen sind die alleinigen des Autors und spiegeln nicht unbedingt die Ansichten und Meinungen von Cointelegraph wider oder repräsentieren diese.
