Was ist der Beweis der Geschichte?
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Kryptowährungen verwenden einen Konsensalgorithmus, der eine Methode zur Sicherung der Blockchain und des Ledgers einer Kryptowährung ist. Die Tausenden von Kryptowährungen, die es heute gibt, verwenden eine Vielzahl von Konsensalgorithmen, jeder mit seinen eigenen Vor- und Nachteilen. Anatoly Yakovenko, der Gründer von Solana, entwickelte einen einzigartigen Konsensalgorithmus für das Solana-Netzwerk namens Proof of History. Dank dieses Konsensalgorithmus hat Solana einen enormen Bekanntheits- und Beliebtheitsgrad erlangt. Indem wir Proof of History mit anderen Konsensalgorithmen vergleichen, werden wir sehen, wie "überlegen" das Proof of History-Konsenskonzept ist.
Inhoudsopgave
Was sind Konsensalgorithmen?
Bevor wir tiefer in den Proof of History-Konsensalgorithmus eintauchen, ist es gut, sich einen Überblick über die gängigsten Konsensalgorithmen zu verschaffen. Die meisten Kryptowährungen verwenden heute den Proof of Work- oder Proof of Stake-Konsensalgorithmus.
Proof of Work (PoW)
Proof of Work (PoW) ist das erste Konsensprotokoll, das jemals verwendet wurde, und zwar bei Bitcoin die allererste Kryptowährung. Bei einem PoW-Konsensprotokoll konkurrieren die Miner im Netzwerk miteinander, um komplizierte mathematische Rätsel zu lösen. Obwohl die Rätsel schwierig zu lösen sind, ist es einfach, die richtige Lösung zu überprüfen. Wenn ein Miner die Lösung gefunden hat, sendet er einen Block mit der Lösung an das Netzwerk. Alle anderen Schürfer müssen überprüfen, ob die Lösung richtig ist. Dieser Vorgang wiederholt sich immer wieder, so dass die Blöcke im Netz eine Kette bilden (daher der Name Blockchain oder Blockkette).
Das Mining und die Validierung der Lösungen für das PoW-Konsensprotokoll ist ein energieaufwendiges Unterfangen, da Tausende von Computern auf der ganzen Welt daran arbeiten, die Lösung so schnell wie möglich zu finden. Dies verbraucht allein für das Bitcoin-Netzwerk so viel Strom wie ein Land wie Schweden in einem Jahr. Aufgrund der katastrophalen Klimasituation halten viele Menschen dieses Konsensprotokoll daher für unmoralisch. Derzeit gibt es nur wenige Alternativen, um PoW weniger energieaufwendig zu machen, daher sinkt die Popularität dieses Protokolls sehr schnell.
Proof of Stake (PoS)
Aufgrund der energieaufwendigen Natur von Proof of Work ist Ethereum vom Proof of Work zum Proof of Stake (PoS) Konsensprotokoll gewechselt. Bei Proof of Stake wurden die Miner durch Validierer ersetzt. Validatoren setzen (speichern) eine bestimmte Menge an Token einer Kryptowährung aus einem Blockchain-Netzwerk ein. Sie stimmen über die Blockvalidierung ab. Stimmt eine Mehrheit der Validatoren zu, dass ein Block gültig ist, wird er der Blockchain hinzugefügt. Die Blockvalidierung in einem Proof-of-Stake-Netzwerk erfolgt also durch Abstimmung.
Beim Proof of Stake gilt normalerweise die Regel: Je mehr Token Sie einsetzen, desto größer ist Ihre Chance, als Validator ausgewählt zu werden. Wenn der Validator ausgewählt wird, darf er einen Block vorschlagen. Wenn dieser Block von anderen Nutzern validiert wird, erhält der Validierer eine Belohnung, die aus den Gebühren für die Transaktionen dieses Blocks und in der Regel aus neuen Token besteht. Ein Block von Münzen verbraucht viel weniger Energie, da viel weniger Computerleistung benötigt wird. Damit ist Proof of Stake wesentlich umweltfreundlicher als sein Gegenstück.
Proof of Stake ist im Gegensatz zu Proof of Work weniger sicher, weil die Sicherheit bei Proof of Stake teilweise von Menschen und nicht nur von Computern (die mathematische Probleme lösen) bestimmt wird. Aber ist Proof of Stake dann nicht sicher? Ja, der Proof of Stake-Konsens kann wirklich als ein sicheres Konsensprotokoll angesehen werden. Das liegt daran, dass die Leute, die als Validierer fungieren, tatsächlich eine beträchtliche Menge Geld in die betreffende Kryptowährung investiert haben, so dass sie kaum geneigt sind, das System zu sabotieren.
Obwohl die Chancen minimal sind, besteht die Möglichkeit, dass eine Gruppe von Validatoren beim Proof of Stake die Macht an sich reißt, um das System zu sabotieren. Dies setzt voraus, dass mehr als (normalerweise) 51% der Validatoren dem Sabotageplan zustimmen. Das liegt daran, dass die Validatoren mit 51% der Stimmen die Abstimmung beeinflussen können, was man auch als " 51% Angriff ". Diese Angriffe sind extrem selten und werden in der Praxis eigentlich nie durchgeführt, da sich bei bekannten und "zuverlässigeren" Kryptowährungen selten mehr als 51 % der Token in den Händen von böswilligen Akteuren befinden.
Die stärkste Sicherheit eines Proof-of-Stake-Netzwerks ist jedoch der Slash und die Konsequenzen, die sich ergeben, wenn man es schlecht macht. Der Slash ist eine Strafe, die Sie erhalten, wenn Sie falsche oder korrupte Blöcke produzieren. Sie können dann mit einem Teil oder allen Ihren Münzen bestraft werden, die Sie auf dem Spiel haben, verlieren. Sie können auch Ihre Rolle als Prüfer verlieren, wodurch Sie eher verlieren als gewinnen.
Ein weiterer sehr sicherer Aspekt von Proof of Stake ist, dass Leute, die eine Menge Coins auf dem Spiel haben und versuchen, den Ort zu betrügen, sehen werden, dass im Falle eines solchen Angriffs, der öffentlich bekannt wird, die Kryptowährung plötzlich viel weniger wert wird.
Sie riskieren also alle Ihre Münzen, die auch weniger wert werden können, um eine kleine Menge Münzen zu erhalten. Das ökonomische Prinzip von Proof of Stake ist geschickt aufgebaut und ein Angriff ist daher sehr selten.
Wat ist der Beweis der Geschichte (PoH)
Solana (SOL) kombiniert Proof of Stake mit Proof of History (PoH) und schafft damit einen einzigartigen hybriden Konsensalgorithmus. Ein wichtiges Merkmal des Proof-of-History-Algorithmus ist, dass die Blockchain enorm schnell ist, aber gleichzeitig ihre Sicherheit auf dezentralisierte Weise gewährleisten kann.
Proof of History ist eine Blockchain-Technik, die sicherstellt, dass historische Daten korrekt sind und nicht manipuliert wurden. Dies wird durch die Verwendung einer Hash-Funktion erreicht, die einen eindeutigen "Fingerabdruck" eines Datenpakets erstellt. Dieser wird wiederum von den Knotenpunkten, die die Blockchain verfolgen, überprüft. Jegliche Veränderung dieses Fingerabdrucks wird von den Knoten sofort bemerkt, die dann erkennen, dass es sich um einen gefälschten Block handelt.
Einfacher ausgedrückt: Proof of History arbeitet mit einer überprüfbaren Verzögerungsfunktion, die den Hash der vorherigen Ausgabe als neue Eingabe verwendet. Viel einfacher!
Nun denn. Proof of History verwendet den Zeitstempel, der die Zeit angibt, zu der der Block erstellt wurde, um den nächsten Block mit diesem Zeitstempel zu erstellen. Auf diese Weise wird Zeitbetrug verhindert, der für diese Technik unerlässlich ist.
Das macht PoH hochpräzise, schnell und fälschungssicher.
Wie funktioniert Proof of History?
Es funktioniert, indem ein Zeitstempel jedes Blocks erstellt wird, dann tritt die Verifiable Delay Function (VDF) in Kraft, um zu beweisen, dass dieser Zeitstempel zu einem bestimmten Zeitpunkt erstellt wurde. Dieser Zeitstempel ist ein Hash-Wert des vorherigen PoH-Blocks. Eine Folge von Zeitstempeln wird als Zeitreihe oder String bezeichnet und beweist, dass diese Blöcke zu bestimmten Zeiten zur Blockchain hinzugefügt wurden.
Die Zeitstempel werden an alle Knotenpunkte weitergeleitet. Die VDF ist sehr rechenintensiv, aber das wird von den Validierern erledigt, die über spezielle Hardware und Software für diesen Zweck verfügen. Die Überprüfung erfolgt so gut wie augenblicklich, da die Überprüfung eines Hashes viel schneller ist als die Überprüfung eines Blocks. Infolgedessen können enorme Geschwindigkeiten von mehr als 50.000 Transaktionen pro Sekunde erreicht werden, und das ist in der Tat die größte Errungenschaft von Solana.
Beim Proof of History geht es also darum, Zeitstempel zu erstellen, die beweisen, dass ein Block zu einem bestimmten Zeitpunkt erstellt wurde. Betrachten Sie es mit dieser Analogie: Wenn Sie an einem Leichtathletik-Wettbewerb bei den Olympischen Spielen teilnehmen und ein Foto davon machen, erstellen Sie den Beweis, dass das Bild während dieses bestimmten Wettbewerbs aufgenommen wurde. Nicht davor oder danach, denn der Wettkampf fand zu einem bestimmten Zeitpunkt statt. Mit Proof of History erstellen Sie im Grunde eine historische Aufzeichnung, die beweist, dass ein Ereignis zu einem bestimmten Zeitpunkt stattgefunden hat.
Alle Ereignisse und Transaktionen auf der Solana-Blockchain werden hashed mit der Hash-Funktion SHA-256. Diese Funktion nimmt eine Eingabe und erzeugt eine einzigartige Ausgabe, die extrem schwer vorherzusagen ist. Solana nimmt die Ausgabe einer Transaktion und verwendet sie als Eingabe für den nächsten Hash. Die Reihenfolge der Transaktionen ist nun in die Hash-Ausgabe integriert.
Dieses Hashing-Verfahren erzeugt eine lange, ununterbrochene Kette von gehashten Transaktionen. Dadurch entsteht eine klare, überprüfbare Abfolge von Transaktionen, die ein Prüfer zu einem Block hinzufügt, ohne dass ein herkömmlicher Zeitstempel erforderlich ist. Das Hashing dauert außerdem eine bestimmte Zeit, so dass Validierer leicht überprüfen können, wie viel Zeit vergangen ist.
Wer also schnell sein will, sollte sich an Solana wenden. Dies ist angesichts des hohen Rankings nicht unbemerkt geblieben.
Ein Beispiel für Proof of History
Anhand eines Beispiels wollen wir Ihnen zeigen, wie Proof of History funktioniert. Wir haben zum Beispiel drei Transaktionen, nämlich A, B und C. Solana führt jede dieser Transaktionen der Reihe nach durch sein Konsensprotokoll, Proof of History. Dabei werden die Transaktion und die interne Uhr, die die Reihenfolge der Transaktionen objektiv misst, als Eingabe verwendet, so dass es folgendermaßen funktioniert:
PoH (A, Zeitstempel 0) -> Hash: verschlüsselte Version von A zum Zeitstempel 0
PoH (B, Zeitstempel 1) -> Hash: verschlüsselte Version von B zum Zeitstempel 1
PoH (C, Zeitstempel 2) -> Hash: verschlüsselte Version von C zum Zeitstempel 2
Da alles in Zeitstempeln aufgezeichnet wird, ist dies ein objektiver Maßstab. Sowohl die Tatsache, dass jede Transaktion stattgefunden hat, als auch die Tatsache, in welcher Reihenfolge jede Transaktion stattgefunden hat. Wenn Transaktion B zum Zeitstempel 0 eingegeben würde, wäre die gesamte Blockchain betroffen.
Aufgrund dieser objektiven Sicherheit müssen Menschen nicht in den Validierungsprozess einbezogen werden. Infolgedessen ist die Validierung um ein Vielfaches schneller als bei Proof of Work und Proof of Stake. Solana kann theoretisch Transaktionsgeschwindigkeiten von über 50.000 pro Sekunde (TPS) erreichen, während Bitcoin mit Proof of Work zwischen 5 und 7 TPS erreicht und Ethereum etwa 30 TPS.
Nachteile des Nachweises der Geschichte
Das Potenzial von Proof of History ist sehr groß, aber wie bei jedem Konsensalgorithmus gibt es auch Nachteile. Wenn Sie Solana als Validator beitreten wollen, muss Ihre Hardware strenge Anforderungen erfüllen. Wenn Sie diese Anforderungen nicht erfüllen, werden Sie als Validierer ausgeschlossen. Dies schränkt die Dezentralisierung von Solana erheblich ein, da nicht jeder die Möglichkeit hat, als Validator teilzunehmen. Viele Formen von Proof of Stake sind wesentlich dezentraler.
Während die Transaktionsgeschwindigkeit bei Solana ein großer Vorteil ist, ist sie gleichzeitig in gewisser Weise ein Hindernis. Denn bei den Zehntausenden von Transaktionen fallen riesige Datenmengen an. Eine Transaktion umfasst etwa 250 Kilobytes (kB). Bei 50.000 250-kB-Transaktionen pro Sekunde entspricht dies etwa 40 Petabyte (oder 40 Millionen Gigabyte) an Daten pro Jahr.
Das ist eine unglaublich hohe Kapazität und viele Unternehmen, geschweige denn Privatpersonen, können diese Datenmenge nicht speichern. Theoretisch klingen die 50.000 Transaktionen pro Sekunde sehr interessant, aber damit es in der Praxis funktioniert, müssen hier erst Lösungen für die hohe Speicherkapazität gefunden werden. Da die Festplatten immer größer werden, könnte sich dieses Problem von selbst lösen.
Konklusion
Der Proof of History-Konsensmechanismus hat ein enormes Potenzial. Der Konsens funktioniert schneller und energiefreundlicher als viele andere Algorithmen, wie zum Beispiel Proof of Work. Dank des Zeitstempels ist die Validierung eines Blocks enorm sicher, da die Zeit eine gegebene Größe ist. Der Proof of History hat aber auch Nachteile. So erfordert die erfolgreiche Durchführung von Proof of History beispielsweise eine hohe Rechenleistung und Datenkapazität der Hardware der Validierer. Ob PoH geschichtsfest ist, wird die Zukunft zeigen!
Dennoch kommt Proof of History auf dem Markt gut an. Die Investoren haben Vertrauen in Proof of History, wie die Tatsache beweist, dass Solana unter den zehn größten Kryptowährungen nach Marktkapitalisierung ist und immer mehr Entwickler Anwendungen auf dem Solana-Netzwerk aufbauen. Ob Proof of History in Zukunft die Grundlage für viele andere Kryptowährungen bilden wird, bleibt abzuwarten, aber es besteht kein Zweifel, dass wir sie in den kommenden Jahren mit überdurchschnittlichem Interesse verfolgen werden.