Proof-of-Work vs. Proof-of-Stake: Die Unterschiede

Transparenz

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 Funktionalität 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 Kryptowährungen 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 Blöcke 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 ermöglicht die Bildung einer Chain, die sich mit jedem nachfolgenden Block verstärkt.

Bitcoin Miner treten gegeneinander an, um ein komplexes mathematisches Rätsel zu lösen, 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 Rätsel als erster löst.

Sobald das PoW Rätsel gelöst 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 Repräsentation bei Mehrheitsentscheidungen” wird durch PoW gelöst, wie es im Bitcoin Whitepaper heißt.

„Proof-of-Work ist eine CPU – eine Stimme.” Die längste Chain, in die der meiste Proof-of-Work Aufwand investiert wurde, repräsentiert 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 heißt es, dass ein Angreifer, um einen früheren Block zu verändern, den Proof-of-Work für den Block und alle nachfolgenden Blöcke neu erstellen und anschließend 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.

Ähnlich 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 Rätsel zu lösen. 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 Blöcke 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 Blöcke zu überprüfen und den vorgeschlagenen Block zu bestätigen.

Damit ein Block abgeschlossen werden kann, sind Stimmen erforderlich, die mindestens zwei Drittel der eingesetzten Kryptowährungen repräsentieren.

 

Vor- und Nachteile von Proof-of-Work

Lassen Sie uns die Vor- und Nachteile des Proof-of-Works untersuchen:

Pros

  • Erprobt und getestet
  • Bewährte Sicherheit
  • Stärker dezentralisiert

Cons

  • Stromverbraucher
  • Sperrige Geräte
  • Lärmbelästigung
  • Hohe Einstiegshürde

Vorteile von Proof-of-Work

  • Etabliert und bewährt: PoW ist der erste Konsensmechanismus, der in Kryptowährungen eingesetzt wird. Seit fast 15 Jahren funktioniert Bitcoin als Proof-of-Work (PoW) Blockchain.
  • Bewährte Sicherheit: In der Kryptosphäre 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 gehörten, kosteten laut einem Forschungsbericht vom Februar 2024 schätzungsweise 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 stärker zu dezentralisieren als PoS Kryptowährungen. PoW Mining erfordert eine immense Menge an Strom und Rechenkapazität. Zentralisierende Kräfte sind aufgrund der hohen Investitionskosten nicht in der Lage, eine große Proof-of-Work Blockchain wie Bitcoin zu manipulieren.

Nachteile von Proof-of-Work

  1. Energy Usage: Der übermäßige Energieverbrauch von PoW wurde von Umweltschützern und Gesetzgebern weltweit stark kritisiert. Nach Angaben des Cambridge Centre for Alternative Finance übersteigt der jährliche Energieverbrauch von Bitcoin den von mehreren Ländern, wie Ägypten, Malaysia und Polen.
  2. Sperrige Ausrüstung: Bitcoin Mining Geräte sind sehr umfangreich und erfordern die Lagerung und Wartung in großen Rechenzentren.
  3. Lärmbelästigung: Es wird behauptet, dass der Betrieb von Bitcoin Mining im großen Stil zu Lärmbelästigung in der Umgebung führt. Das Bitcoin Magazine berichtet, dass eine einzige Bitcoin Mining Maschine einen Schallpegel von 70 bis 90 Dezibel (dB) erzeugt.
  4. Eintrittsbarriere: Der harte Kampf in der Bitcoin Mining Branche hat die Eintrittsbarriere aufgrund der hohen Investitionskosten und Betriebsausgaben erhöht. 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
  • Unbewährtes System
  • Slashing

Vorteile von Proof-of-Stake

  1. 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.
  2. Niedrige Einstiegshürde: Validierer können von ihren Laptops aus auf PoS Blockchains setzen. Es besteht keine Notwendigkeit für spezielle Hardware. Indem sie ihre Token an Validatoren delegieren, können sich auch Token Besitzer am Staking beteiligen.
  3. Skalierbarkeit: PoS Blockchains sind besser skalierbar als PoW Blockchains, da die Validierer nicht verpflichtet sind, während des Validierungsprozesses der Kette komplizierte Rätsel zu lösen. Die moderne Architektur von PoS Chains ermöglicht die Integration zusätzlicher Funktionalitäten, um einen höheren Durchsatz und niedrigere Gebühren zu erreichen.

Nachteile von Proof-of-Stake

  1. Less Secure Than PoW: Kritiker des PoS Konsensmechanismus behaupten, dass die niedrige Einstiegshürde, um ein PoS Validator zu werden, das Risiko erhöht, dass zentralisierte Kräfte und böse Akteure die Kontrolle über das Netzwerk erlangen, was es weniger sicher macht als PoW.
  2. Weniger gleichberechtigt: Proof-of-Stake (PoS) Chains weisen den Validierern, die eine größere Anzahl von Kryptowährungen eingesetzt haben, eine größere Menge an Stimmrechten zu. Das Ökosystem einer Blockchain wird durch Vorschläge zur Änderung ihres Protokolls erheblich beeinträchtigt.
  3. Weniger bewährtes System: PoS ist ein neueres System als PoW, was bedeutet, dass es noch nicht so vielen unvorhergesehenen Angriffen ausgesetzt war.
  4. Slashing: Validierer, die Kryptowährungen 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 enthält 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 Blöcke in einer PoW Blockchain verantwortlich. Validatoren sind für die Erstellung neuer Blöcke in einer PoW Blockchain verantwortlich.
Kosten Miner benötigen spezielle Mining Hardware, Kühlsysteme und ausreichend Platz, um einen wettbewerbsfähigen 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 umkämpfte PoW Mining Industrie erfordert Investitionen in teure, spezialisierte ASIC Mining Geräte. PoS Validierer können von ihren Laptops aus operieren.
Skalierbarkeit PoW Blockchains gelten als weniger skalierbar als PoS Blockchains. PoS Blockchains sind hoch skalierbar und ermöglichen schnellere Transaktionszeiten und einen höheren Durchsatz als PoW.
Wirtschaftliche Einbußen 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 Kryptowährungen 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-Kryptowährungen (Stand: 24. Juni 2024), geordnet nach ihrer Marktkapitalisierung:

Top 5 PoW Cryptocurrencies

PoW Kryptowährungen 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 Kryptowährungen

PoS Kryptowährungen 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 Lösung. PoW- und PoS-Systeme haben unterschiedliche Vorteile, Nachteile und Marktaussagen.

Zum Beispiel Ethereum und Bitcoin. Bitcoin gilt weithin als die sicherste und dezentralste Kryptowährung, 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 ermöglicht, ein höheres Maß an Skalierbarkeit zu erreichen als ihre PoW Gegenstücke.

Die meisten Anleger halten Portfolios, die sowohl PoW- als auch PoS-Kryptowährungen, einschließlich BTC und ETH, aufgrund ihrer unterschiedlichen Wertvorstellungen enthalten.
propositions.

Fazit

PoW und PoS spiegeln oft die breiteren philosophischen und praktischen Erwägungen innerhalb der Krypto Community wider.

PoW ist nach wie vor eine zuverlässige Option für sicherheitsbewusste Netzwerke wie Bitcoin, während PoS optimistische Lösungen 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?

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Mensholong Lepcha
Editor

Mensholong Lepcha ist ein Finanzjournalist, der sich auf Kryptowährungen und globale Aktienmärkte spezialisiert hat. Er hat für renommierte Unternehmen wie Reuters und Capital.com gearbeitet. Mensholong ist fasziniert von Blockchain-Technologie, NFTs und der Contrarian-Schule des Investierens und hat Erfahrung in der Analyse von Tokenomics, Preisbewegungen und technischen Details von Bitcoin, Ethereum und anderen Blockchain-Netzwerken. Er hat auch Artikel zu einer Vielzahl von Finanzthemen geschrieben, darunter Rohstoffe, Devisen, die Geldpolitik der Zentralbanken und andere Wirtschaftsnachrichten.