Was ist ein Proof-of-History?

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Kevin van der Linden
Digital Marketeer
Kevin van der Linden

Kryptowährungen verwenden einen Konsensalgorithmus, der eine Methode zur Sicherung der Blockchain und des Hauptbuchs einer Kryptowährung ist. Die Tausenden von Kryptowährungen, die es heute gibt, verwenden eine Vielzahl von Konsensalgorithmen, die jeweils ihre eigenen Vor- und Nachteile haben. Anatoly Yakovenko, der Gründer von Solana, hat einen einzigartigen Konsens-Algorithmus für das Solana-Netzwerk entwickelt, den Proof-of-History. Unter anderem dank dieses Konsensalgorithmus ist der Wert von Solana im letzten Monat stark gestiegen. Aber ist Proof-of-History der Konsens der Zukunft? In diesem Artikel werden wir verschiedene bekannte Konsensalgorithmen untersuchen, um festzustellen, ob Proof-of-History mehr als nur ein Hype ist.


what-is-proof-of-history

Inhoudsopgave

  1. Proof-of-Work
  2. Proof-of-Stake
  3. Solana’s Proof-of-History
  4. Ein Beispiel für Proof-of-History
  5. Warum Proof-of-History (noch) nicht der Konsens der Zukunft ist
  6. Schlussfolgerung

Proof-of-Work

Bitcoin ist die erste Kryptowährung, die ein revolutionäres Konsensprotokoll namens Proof-of-Work (PoW) verwendet. Bei einem PoW-Konsens 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 Schürfer die Lösung gefunden hat, sendet er einen Block mit der Lösung an das Netzwerk. Alle anderen Miner müssen überprüfen, ob die Lösung korrekt ist. Dieser Vorgang wird immer wieder wiederholt, so dass die Blöcke im Netzwerk eine Kette bilden (daher der Name Blockchain).

Das Mining und die Validierung der Lösungen beim PoW-Konsens ist ein energieaufwändiges Unterfangen. Angesichts der prekären Klimasituation empfinden viele Menschen diesen Konsens als unmoralisch. Derzeit gibt es nur wenige Alternativen, um PoW weniger energieaufwändig zu machen, weshalb die Popularität dieses Konsenses sehr schnell abnimmt.

Proof-of-Stake

Aus diesem Grund ist Ethereum kürzlich vom Proof-of-Work- zum Proof-of-Stake-Konsens (PoS) übergegangen. Beim PoS werden die Miner durch Validierer ersetzt. Validatoren legen (speichern) eine bestimmte Menge der betreffenden Kryptowährung im Netzwerk ab. Auf diese Weise validieren sie die Blockchain. Sie müssen nicht wie Bergleute darum wetteifern, das Rätsel als Erster zu lösen.

Stattdessen werden die Nutzer nach dem Zufallsprinzip ausgewählt. Je höher der Einsatz ist, desto größer ist die Chance, als Validierer ausgewählt zu werden. Wenn der Prüfer ausgewählt ist, muss er einen Block vorschlagen (oder "fälschen"). Wenn dieser Block von anderen Nutzern für gültig erklärt wird, erhält der Validierer eine Belohnung, die aus den Gebühren der Transaktionen dieses Blocks besteht.

Im Gegensatz zu PoW ist PoS etwas weniger sicher, da die Sicherheit von Menschen und nicht von mathematischen Lösungen bestimmt wird. Da die Validierer jedoch in die Kryptowährung investiert haben, ist es weniger wahrscheinlich, dass sie das System betrügen.

Es besteht jedoch die Möglichkeit, dass in PoS eine Gruppe von Validierern die Macht übernehmen wird. Sie können jedoch gesperrt oder aus dem Netz ausgeschlossen werden. Bei großen Währungen ist dies fast unmöglich.

Außerdem ist PoS viel umweltfreundlicher, da der Energieverbrauch nicht so hoch ist. Das liegt daran, dass das Schmieden von Blöcken viel energiefreundlicher ist als das Mining, weil nicht so viel Rechenleistung der Computer benötigt wird.

Solana’s Proof-of-History

Solana kombiniert Proof-of-Stake mit Proof-of-History (PoH) und ist damit ein einzigartiger hybrider Konsensalgorithmus. PoH sorgt dafür, dass eine Blockchain sehr schnell ist, aber gleichzeitig ihre Sicherheit dezentralisiert bleibt.

Alle Solana-Ereignisse und -Transaktionen werden mit der SHA256-Hash-Funktion gehasht. 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 der Hash-Ausgabe enthalten.

Dieser Hashing-Prozess erzeugt eine lange, ununterbrochene Kette von gehashten Transaktionen. Diese Funktion erzeugt eine eindeutige, überprüfbare Abfolge von Transaktionen, die ein Validierer zu einem Block hinzufügt, ohne dass ein herkömmlicher Zeitstempel erforderlich ist. Außerdem dauert das Hashing eine gewisse Zeit, so dass Validierer leicht überprüfen können, wie viel Zeit vergangen ist.



Ein Beispiel für Proof-of-History

Es kann schwierig sein, sich vorzustellen, wie der Proof-of-History genau funktioniert. Daher werden wir anhand eines Beispiels zeigen, wie es funktioniert.

Ein Beispiel: Wir haben drei Transaktionen, A, B und C. Solana führt jede dieser Transaktionen der Reihe nach durch sein Konsensprotokoll, Proof-of-History. PoH nimmt als Input die Transaktion und die interne Uhr, die objektiv die Reihenfolge der Transaktionen misst, also geht es so:

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

Die Tatsache, dass alles in Zeitstempeln fixiert ist, bietet einen objektiven Maßstab. Sowohl die Tatsache, dass jede Transaktion stattgefunden hat, als auch die Tatsache, in welcher Reihenfolge jede Transaktion stattgefunden hat. Würde die Transaktion B zum Zeitpunkt 0 eingegeben, wäre die gesamte Blockchain betroffen.



Aufgrund dieser objektiven Sicherheit müssen Menschen nicht in den Validierungsprozess einbezogen werden. Dadurch ist die Validierung um ein Vielfaches schneller als bei PoW und PoS. Dadurch erreicht Solana Transaktionsgeschwindigkeiten von bis zu 50.000 Transaktionen pro Sekunde (TPS), während Bitcoin mit Proof-of-Work zwischen 5 und 7 TPS und Ethereum mit PoS etwa 30 TPS erreicht. Es ist jedoch anzumerken, dass Ethereums Proof-of-Stake eine viel höhere TPS anstrebt und diese in Zukunft wahrscheinlich auch erreichen wird.

Für eine visuelle Erklärung, wie Proof-of-History funktioniert, empfehlen wir dieses Video auf Youtube



Warum Proof-of-History (noch) nicht der Konsens der Zukunft ist

Das Potenzial von Proof-of-History ist sehr groß. Aber wie bei jedem Konsensalgorithmus gibt es auch Nachteile, und das gilt auch für PoH. Wenn Sie als Prüfer an Solana teilnehmen wollen, muss Ihre Hardware strenge Anforderungen (sprich: Spezifikationen) erfüllen. Wenn Sie diese Voraussetzungen nicht erfüllen, sind Sie vom Konsens ausgeschlossen. Dies schränkt die Dezentralisierung von Solana erheblich ein. Denn bei einem Proof-of-Stake-Validator genügt jede Standard-Computerausrüstung, so dass jeder am Konsens teilnehmen kann, was viel dezentraler ist.

Die Transaktionsgeschwindigkeit ist zwar ein großer Vorteil von Solana, aber in mancher Hinsicht auch ein Hindernis. Die Zehntausende von Transaktionen erzeugen enorme Datenmengen. 1 Transaktion ist etwa 250kb groß. 50.000 TPS mit 250kb entsprechen etwa 40 Petabytes an Daten pro Jahr. Das ist eine riesige Datenmenge, und viele Unternehmen, ganz zu schweigen von Privatpersonen, können diese Menge an Daten nicht speichern. Hierfür muss also in Zukunft eine Lösung gefunden werden.



Schlussfolgerung

Dennoch zeigt der Proof-of-History-Konsens ein enormes Potenzial. Der Konsens ist schneller und energieeffizienter als viele andere Algorithmen. Dank der Zeitstempel ist die Validierung eines Blocks auch unglaublich sicher, da die Zeit eine Selbstverständlichkeit ist. Natürlich hat auch der Proof-of-History seine Nachteile, wenn es um Konsens geht. So ist beispielsweise für die erfolgreiche Durchführung von Proof-of-History eine hohe Hardware-Verarbeitungsleistung der Validatoren und eine große Datenkapazität erforderlich.

Trotzdem hat PoH einen guten Ruf auf dem Markt. Die Investoren haben Vertrauen in PoH, was durch die Tatsache belegt wird, dass der Wert von Solana im letzten Monat in die Höhe geschnellt ist und immer mehr Entwickler Anwendungen auf dem Solana-Netzwerk aufbauen. Ob Proof-of-History die Grundlage für viele andere Währungen werden wird, bleibt abzuwarten. Aber dass wir sie mit überdurchschnittlichem Interesse verfolgen werden, ist sicher.

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