Was ist der PoS-Konsensalgorithmus in Kryptowährungen?

Im Jahr 2011 kritisierte ein Benutzer des Bitcointalk-Forums unter dem Nicknamen QuantumMechanic den ersten und damals einzigen Proof-of-Work (PoW)-Konsensmechanismus und bezeichnete das Mining als verschwenderisch. Stattdessen schlug er eine Alternative in Form eines neuen und effizienteren Proof-of-Stake (PoS)-Algorithmus vor, der heute vielen modernen Blockchains zugrunde liegt.

In diesem Artikel werfen wir einen Blick darauf, was Proof-of-Stake so vorteilhaft macht und wie es funktioniert. Am Ende findest du eine Liste mit PoS-basierten Coins und eine Erklärung, warum sie bei der Krypto-Community so beliebt sind.

Wie funktioniert der PoS-Algorithmus?

Proof-of-Stake (PoS) ist einer der beliebtesten Konsensalgorithmen in der Krypto-Welt, bei dem Validatoren Transaktionen bestätigen und das Netzwerk stabil halten, ohne massive Rechenleistung zu benötigen. PoS funktioniert so, dass es einen Zufallsprozess verwendet, um den nächsten Block-Validator basierend auf einer Kombination von Faktoren auszuwählen, darunter das Staking-Alter, Randomisierung und der Wohlstand des Knotens (Menge an gestakten Tokens). Laut dem ursprünglichen PoS-Konzept wird die Kontrolle über die Blockchain unter den Teilnehmern proportional zu der Anzahl der gehaltenen Coins verteilt. Benutzer werden Validatoren, indem sie eine bestimmte Menge an Kryptowährung im Netzwerk sperren.

Der Prozess der Erstellung neuer Blöcke wird als „Forging“ bezeichnet, und die Belohnungen für Validatoren werden in der Regel durch Transaktionsgebühren generiert. Benutzer, die am Forging-Prozess teilnehmen möchten, müssen eine bestimmte Menge an Tokens – also Coins staken – im Netzwerk sperren. Die Größe des Stakes beeinflusst die Wahrscheinlichkeit, dass ein Knoten vom nächsten Validator ausgewählt wird: Je größer der Anteil, desto höher die Chance. Wenn ein Knoten den nächsten Block forge, verifizieren die Validatoren die Transaktionen und fügen den neuen Block der Blockchain hinzu.

Um zu verhindern, dass die reichsten Knoten den Validierungsprozess dominieren, implementieren PoS-Netzwerke häufig zusätzliche Mechanismen wie zufällige Blockauswahl und Auswahl nach Coinsalter. Als Belohnung erhält der ausgewählte Knoten Transaktionsgebühren aus dem validierten Block.

Zweck des Proof-of-Stake-Algorithmus

Der Hauptzweck des Proof-of-Stake-Algorithmus besteht darin, Netzwerksicherheit mit hoher Energieeffizienz zu gewährleisten. Dieser Algorithmus reagiert auf die hohen Energiekosten des Proof-of-Work, indem er ein robusteres Konsensmodell bietet. Statt eines wettbewerbsorientierten Rennens zur Erstellung eines Blocks, wie es bei PoW der Fall ist, validieren PoS-Teilnehmer ihr Interesse am fairen Betrieb des Netzwerks durch Staking – das „Einfrieren“ eines Teils ihrer eigenen Tokens. Jeder Benutzer mit einer minimal erforderlichen Anzahl an Coins kann Validator werden oder seine Gelder an das Staking-Pool delegieren. Dies macht die Teilnahme an der Unterstützung des Netzwerks einer breiten Nutzerbasis zugänglich und senkt die Einstiegshürde erheblich, da keine teure Hardware und keine günstige Elektrizität erforderlich sind.

PoS vs. PoW

Häufig gibt es Streit darüber, welcher Mechanismus effizienter arbeitet: Proof-of-Work oder Proof-of-Stake? Um diese Frage zu beantworten, haben wir für dich eine Vergleichstabelle mit den wichtigsten Kriterien vorbereitet:

Proof-of-Work und Proof-of-Stake haben ihren Platz im Kryptowährungs-Ökosystem, und es ist schwer zu sagen, welcher Konsensprotokoll besser funktioniert. PoW kann für seine hohen CO2-Emissionen während des Minings kritisiert werden, hat sich jedoch als sicherer Algorithmus zur Sicherung von Blockchain-Netzwerken bewährt.

PoS hingegen ist eine beliebte Alternative zu PoW, die klare Vorteile in Bezug auf hohe Transaktionsgeschwindigkeiten, einen „grüneren“ Ansatz und eine deutlich niedrigere Einstiegshürde bietet. Während Mining teure Hardware erfordert, die sich nicht jeder Benutzer leisten kann, besteht Staking nur darin, eine bestimmte Menge an Coins im Netzwerk zu sperren.

Der grundlegende Unterschied zwischen PoW und PoS liegt darin, wie jeder Mechanismus bestimmt, wer den nächsten Block von Transaktionen validieren darf – und die Wahl zwischen den beiden hängt von den spezifischen Zielen und Prioritäten des Blockchain-Netzwerks ab.

Beliebte PoS-Kryptowährungen

Nun weißt du, dass jede Kryptowährung, die auf Proof-of-Stake basiert, ihre eigenen Regeln und Methoden hat, mit der effektivsten Kombination für Validatoren wie zufällige Blockauswahl und Auswahl nach Coinsalter. Es ist auch erwähnenswert, dass ein Netzwerk PoS entweder schon in der frühen Entwicklungsphase oder nach dem ersten Token-Verkauf übernehmen kann. In einigen Fällen läuft eine Blockchain zunächst auf dem Proof-of-Work-Algorithmus und wechselt später zu Proof-of-Stake, wie es bei Ethereum der Fall war.

Werfen wir nun einen genaueren Blick auf einige PoS-basierte Kryptowährungen:

• Ethereum (ETH): Die Blockchain lief ursprünglich auf dem PoW (Ethash)-Algorithmus, hatte jedoch ernsthafte Einschränkungen in Form von hohen Gebühren und langsamen Transaktionsverarbeitungsgeschwindigkeiten. Mit dem Übergang zu Ethereum 2.0 und der Einführung von Proof-of-Stake entfernte sich das Netzwerk vom Mining zugunsten von validatorbasiertem Schutz. Jetzt kann jeder Benutzer Validator werden, indem er 32 ETH staked. Mit PoS hat Ethereum den Energieverbrauch um über 99,95% reduziert und die Grundlage für zukünftige Upgrades gelegt, einschließlich Sharding, das die Skalierbarkeit erheblich steigern wird.

• Cardano (ADA): verwendet den eigenen Ouroboros-Algorithmus, den ersten formell verifizierten PoS-Mechanismus, der auf wissenschaftlicher Forschung basiert. Das System ist in Epochen und Slots unterteilt, in denen Validatoren zu bestimmten Zeiten Blöcke erstellen. Jeder Benutzer kann ADA an das Staking-Pool delegieren und einen Teil der Belohnung erhalten. Die Teilnahme erfordert keine Blockchain-Gelder – Staker halten ihre Tokens liquide. Cardano betont nachhaltige Dezentralisierung, breite Inklusivität und mathematisch fundierte Sicherheit.

• Avalanche (AVAX): verwendet eine proprietäre PoS-Variante innerhalb des Avalanche Consensus-Protokolls, die sich durch hohe Geschwindigkeit und parallele Verarbeitung auszeichnet. Validatoren nehmen an der Entscheidungsfindung durch lokale Teilauswahl teil, anstatt global, was es ermöglicht, den Konsens in weniger als einer Sekunde zu erreichen. Um am Staking teilzunehmen, muss ein Validator mindestens 2000 AVAX staken. Ein wichtiger Unterschied ist, dass Validatoren nicht zufällig ausgewählt werden, sondern an der Validierung aller Blöcke teilnehmen, was die Wahrscheinlichkeit eines Angriffs verringert und die Fehlertoleranz erhöht.

• Algorand (ALGO): implementiert das Pure Proof-of-Stake (PPoS)-Modell, bei dem Sicherheit und Konsens durch die zufällige Auswahl eines Komitees aller ALGO-Token-Inhaber erreicht werden. Bereits ein minimales Wallet-Guthaben reicht aus, um teilzunehmen – der PPos-Algorithmus erfordert keine Blockierung von Geldern. Dank des leichten Algorithmus verarbeitet Algorand Transaktionen in weniger als 5 Sekunden und garantiert eine sofortige Finalisierung – Blöcke können nicht rückgängig gemacht oder umgeschrieben werden.

Heute sehen wir, dass Proof-of-Stake einen Meilenstein in der Entwicklung der Blockchain-Technologie darstellt und ein energieeffizientes sowie wirtschaftlich sinnvolles Konsensmodell bietet. Es öffnet den Zugang zur Validierung für eine breitere Teilnehmerbasis, senkt die Einstiegshürde und erhöht die Dezentralisierung. Moderne Netzwerke wie Ethereum, Cardano und Avalanche zeigen bereits das Potenzial von PoS in Bezug auf Skalierbarkeit und Sicherheit. Mit diesen Vorteilen im Hinterkopf wird PoS zunehmend zur Grundlage zukünftiger dezentraler Ökosysteme.

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